Формат канала управления восходящей линии связи 1

Физический формат канала управления восходящей линии связи 1 является каналом передачи, используемым для передачи информации, относящейся к запросам планирования, в которой UE запрашивает ресурсы для передачи UL-SCH. Он также используется для отправки ответов на подтверждение и запросов повторной передачи (ACK и NACK).

Управляющая информация восходящего канала в формате PUCCH 1

Кодирование канала для UCI HARQ-ACK
Кодирование канала для запроса планирования UCI

Информация управления восходящей линии связи (UCI) формата 1 содержит запросы планирования и ответы на подтверждение или запросы повторной передачи (ACK и NACK).

Кодирование канала для UCI HARQ-ACK

Биты подтверждения HARQ принимаются от более высоких слоев. В зависимости от количества присутствующих кодовых слов, подтверждение HARQ состоит из 1 или 2 информационных бит. Положительное подтверждение (ACK) кодируется как двоичное значение 1, в то время как отрицательное подтверждение (NACK) кодируется как двоичное значение 0. Затем обрабатываются биты HARQ-ACK, как требуется PUCCH.

Кодирование канала для запроса планирования UCI

Индикация запроса планирования принимается от более высоких слоев. Нулевые информационные биты используются для запроса ресурсов для передачи UL-SCH. Однако eNodeB знает, когда ожидать запрос планирования от каждого UE в камере. Поэтому, если обнаружена энергия PUCCH, eNodeB идентифицирует его как запрос планирования от соответствующего UE.

Формат PUCCH 1, 1a и 1b

Различные используемые сообщения Формат 1 идентифицируются типом управляющей информации, которую они несут, и количеством бит, которые они требуют в каждом подкадре. Три типа формата PUCCH 1, их схемы модуляции и количество информационных бит, которые они используют, показаны в следующей таблице.

Формат PUCCH	Схема модуляции	Количество бит в подкадре, _Mbit	Тип управляющей информации
1	n/a	n/a	Запрос на планирование
1a	BPSK	1	HARQ-ACK (1 бит)
1b	QPSK	2	HARQ-ACK (2 бита)

Пропускная способность, доступная во время одного субкадра одного ресурсного блока, превышает пропускную способность, необходимую для управляющей информации сигнализации одного пользовательского терминала. Чтобы эффективно использовать доступные ресурсы, ресурсный блок может совместно использоваться несколькими пользовательскими терминалами. Несмотря на то, что тот же RB используется для форматов 1, 1a и 1b, нет возможности внутриклеточной интерференции, если используются различные циклические сдвиги одной и той же базовой опорной последовательности. Кроме того, для форматов PUCCH 1, 1a и 1b дополнительная степень свободы обеспечивается путем применения ортогонального кода покрытия.

Формат 1

Запрос ресурсов восходящей линии связи может быть выполнен посредством канала с произвольным доступом. Однако из-за вероятности столкновений в периоды высокой интенсивности предоставляется альтернативный способ с использованием формата PUCCH 1.

Каждому UE в камере назначается конкретное отображение индекса ресурса, ресурс, который может использоваться каждый n-й система координат для передачи запроса планирования. Поэтому, если обнаружена энергия PUCCH, eNodeB идентифицирует его как запрос планирования от соответствующего UE. Поскольку каждому UE будет выделен определенный ресурс, вероятность столкновения отсутствует. Однако количество доступных ресурсов PUCCH уменьшается.

Формат 1a и 1b

Для передачи подтверждения гибридного ARQ используются биты HARQ ACK для генерации символа BPSK/QPSK в зависимости от количества присутствующих кодовых слов. Модулированный символ затем используется, чтобы сгенерировать сигнал, который будет передан в каждом из двух пазов PUCCH.

Опорные сигналы демодуляции в формате PUCCH 1

Генерация DRS

Опорные сигналы демодуляции, сопоставленные с форматом 1 PUCCH, используются базовой станцией для выполнения оценки канала и обеспечения когерентной демодуляции принимаемого сигнала.

Эти опорные сигналы мультиплексированы по времени с данными, в то время как в нисходящей линии связи существует и временное, и частотное мультиплексирование. Это мультиплексирование выполняется для поддержания особенностей сигнала SC-FDMA с одной несущей, что обеспечивает непрерывность всех несущих данных.

Опорные сигналы демодуляции генерируются с использованием базовой последовательности, обозначенной $r_{u, v} (n)$ , который обсуждается далее в основной последовательности. Более конкретно, $r^{P U C C H}$ используется для обозначения последовательности DRS в формате PUCCH 1 и определяется следующим уравнением.

$r^{P U C C H} ({m^{'}}^{N_{R S}^{P U C C H} M_{S C}^{R S}} + m M_{S C}^{R S} + n) = \bar{w} (m) r_{u, v}^{(α)} (n)$

Желательно, чтобы последовательности DRS имели небольшие изменения степени во времени и частоте, что приводит к высокой эффективности усилителя степени и сопоставимому качеству оценки канала для всех частотных составляющих. Последовательности Задова-Чу хорошие кандидаты, поскольку они показывают постоянные степени по времени и частоте. Однако существует ограниченное число последовательностей Задова-Чу; поэтому они не подходят сами по себе.

Генерация и отображение DRS, сопоставленных с форматом 1 PUCCH, рассматриваются далее в следующих разделах.

Базовая последовательность. Опорные сигналы демодуляции заданы циклическим сдвигом, α, базовой последовательности, r.

Базовая последовательность, r, представлена в следующем уравнении.

$r_{u, v}^{(α)} = e^{j α n} r_{u, v} (n)$

Предыдущее уравнение содержит следующие переменные.

$n = 0, ..., M_{S C}^{R S}$ , где $M_{S C}^{R S}$ - длина опорного сигнала последовательности.
$U = 0, \dots, 29$ - базовый порядковый номер группы.
$V = 0, 1$ - порядковый номер в группе и применяется только к опорным сигналам длиной более 6 ресурсных блоков.

Вращение фазы в частотный диапазон (предварительный ОБПФ в модуляции OFDM) эквивалентно циклическому сдвигу в временной интервал (после ОБПФа в модуляции OFDM). Для частотных неизбирательных каналов по 12 поднесущим ресурсного блока возможно достичь ортогональности между DRS, сгенерированной из одной и той же базовой последовательности, если $α = \frac{m π}{6}$ для $m = 0, 1, \dots, 11$ , и при условии, что DRS синхронизируются во времени.

Ортогональность может быть использована, чтобы передать DRS одновременно, используя те же частотные ресурсы без взаимных помех. В случае формата PUCCH 1 дополнительная степень свободы может быть достигнута путем применения ортогонального кода покрытия, $\bar{w} (m)$ . Обычно DRS, сгенерированный из различных последовательностей оснований, не будет ортогональным; однако они будут представлять низкие перекрестные корреляционные свойства.

Чтобы максимизировать количество доступных последовательностей Задова-Чу, необходима последовательность простая длина. Минимальная длина последовательности в UL составляет 12, количество поднесущих в ресурсном блоке, которое не является простым.

Поэтому последовательности Задова-Чу сами по себе не подходят. Фактически существует два следующих типа базовых эталонных последовательностей.

с длиной последовательности ≥ 36 (охватывающей 3 или более ресурсных блоков), которые используют циклическое расширение последовательностей Задова-Чу
с длиной последовательности ≤ 36 (охватывающей 2 ресурсных блока), которые используют специальную последовательность QPSK

Базовые последовательности длины ≥ трех ресурсных блоков

Для последовательностей длины 3 ресурсных блока и больших (т.е. $M_{s c}^{R S} \geq 3 N_{s c}^{R S}$ ), базовая последовательность является повторением с циклическим смещением последовательности Задова-Чу длины $N_{z c}^{R S}$ , где $N_{z c}^{R S}$ является самым большим простым, что $N_{z c}^{R S} < M_{s c}^{R S}$ . Поэтому базовая последовательность будет содержать одну полную длину $N_{z c}^{R S}$ Последовательность Задова-Чу плюс дробное повторение, добавленное на конце. В приемнике может быть сделано соответствующее удаление повторения, и свойство нулевой автокорреляции будет удерживаться по длине $N_{z c}^{R S}$ вектор.

Базовые последовательности длины ≤ трех ресурсных блоков

Для последовательностей короче трех ресурсных блоков (т.е. $M_{s c}^{R S} = 12, 24$ ), последовательности являются составом комплексных чисел модуля единицы, взятых из сгенерированной симуляции таблицы. Эти последовательности были найдены посредством компьютерной симуляции и указаны в спецификациях LTE.

Группировка DRS. Существует в общей сложности 30 групп последовательности, $u \in {0, 1, \dots, 29}$ , каждый из которых содержит одну последовательность для длины, меньшей или равной 60. Это соответствует полосам пропускания 1,2,3,4 и 5 ресурсных блоков. Кроме того, существуют две последовательности (одна для v = 0 или 1) для длины ≥ 72; соответствует полосам пропускания передачи 6 ресурсных блоков или более.

Обратите внимание, что не все значения m разрешены, где m количество ресурсных блоков, используемых для передачи. Действительны только значения для m, которые являются продуктом степеней 2, 3 и 5, как показано на следующем уравнении.

$m = 2^{α_{0}} \times 3^{α_{1}} \times 5^{α_{2}}, где α_{i} являются положительными целыми числами$

Причиной этого ограничения является то, что размеры ДПФ операции предварительного кодирования SC-FDMA ограничены значениями, которые являются продуктом степеней 2, 3 и 5. Операция ДПФ может охватывать более одного ресурсного блока, и поскольку каждый ресурсный блок имеет 12 поднесущих, общее количество поднесущих, поданных на ДПФ, будет 12 m. Поскольку результатом 12 m должно быть произведение степеней 2, 3 и 5, это подразумевает, что количество ресурсных блоков должно само быть произведением степеней 2, 3 и 5. Поэтому значения m, таких как 7, 11, 14, 19 и т.д., не верны.

Для заданного временного паза последовательности опорного сигнала восходящей линии связи для использования в камере берутся из одной конкретной группы последовательностей. Если одна и та же группа должна использоваться для всех пазов, то это известно как фиксированное назначение. С другой стороны, если u номера группы изменяется для всех пазов внутри камеры, это известно как group hopping.

Назначение фиксированной группы

При использовании назначения фиксированной группы для всех пазов используется один и тот же номер группы. Для PUCCH, номер группы является функцией идентификационного номера камеры по модулю 30, как показано в следующем уравнении.

$u = N_{I D}^{c e l l} m o d 30, с N_{I D}^{c e l l} = 0, 1, \dots, 503$

Скачкообразное изменение группы

Если используется скачкообразное изменение группы, шаблон применяется к вычислению номера группы последовательностей. Этот шаблон является тем же самым для PUCCH и PUSCH.

Этот шаблон определяется как следующее уравнение.

$f_{g h} (n_{s}) = \sum_{i = 0}^{7} c (8 n_{s} + i) \cdot 2^{i} m o d 30$

Как показано в предыдущем уравнении, этот шаблон скачкообразного изменения группы является функцией от числа пазов _ns и вычисляется с использованием псевдослучайной двоичной последовательности c (k), сгенерированной с использованием кода Gold length-30. Чтобы сгенерировать шаблон скачкообразного изменения группы, генератор PRBS инициализируется со следующим значением в начале каждой радиочастотной системы координат .

$c_{i n i t} = ⌊ \frac{N_{I D}^{c e l l}}{30} ⌋$

Для PUCCH с скачкообразным изменением группы, номер группы, u, задается следующим уравнением.

$u = (f_{g h} (n_{s}) + ((N_{I D}^{c e l l} \mod 30) + Δ_{s s})) \mod 30$

PUCCH Формата 1 Ресурсный элемент Отображения

Ресурсные блоки, назначенные для L1/L2 управляющей информации в подкадре, расположены на ребрах общей доступной полосы пропускания камеры. Используется шаблон скачкообразного изменения частоты, где нижний конец доступного спектра UL используется в первом пазе субкадра и более высокий конец на втором; это добавляет уровень частотного разнесения.

Ребра полосы пропускания используются так, что большой нераскрытый фрагмент спектра остается выделенной PUSCH. Если бы этот спектр был фрагментирован множеством PUCCHs, то было бы невозможно выделить несколько смежных RB для UE, поэтому природа одной несущей SC-FDMA была бы потеряна.

Существует один индекс, m, полученный из индекса ресурса PUCCH и других параметров, который определяет местоположение PUCCH по времени/частоте. Когда m равно 0, PUCCH занимает самый низкий RB в первом пазе и самый высокий RB во втором пазе субкадра. Когда m равен 1, используются противоположные углы - самый высокий RB в первом пазе и самый низкий RB во втором пазе. Когда m увеличивается далее, выделенные ресурсные блоки перемещаются к центру полосы, как показано на следующем рисунке.

В форматах PUCCH 1, 1a и 1b используются четыре символа SC-FDMA на паз. Если используется нормальный циклический префикс, остальные 3 символа, 2 для расширенного циклического префикса, используются для опорного сигнала демодуляции PUCCH (DRS). Если зондирующий опорный сигнал (SRS) перекрывает символы PUCCH, во втором пазе подкадра используются только три символа. Отображение символов показано на следующем рисунке.

См. также

ltePUCCH1 | ltePUCCH1DRS | ltePUCCH1DRSIndices | ltePUCCH1Indices | lteULResourceGrid

Документация