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LTE學習筆記4之物理層通道與訊號

1、物理下行共享通道PDSCH:用於承載Unicast(單播)資料資訊。

沒有專用導頻時,按照PBCH同樣的埠對映:Port組合{0},{0,1},{0,1,2,3}

發射專用導頻時,按照port5對映

PDSCH資源分配優先順序最低,只能佔用其他通道/訊號不用的RB。

2、物理多播通道PMCH:用於承載Multicast(多播)資料資訊。

對於混合載波(PMCH+PDSCH)時,PMCH在MBSFN子幀(前1或2個符號可以用於Unicast,其他符號用於Multicast業務)傳輸

UE需要先收聽PCFICH通道,PCFICH通道用於描述PDCCH控制資訊放置位置和數目,然後UE去接收PDCCH的資訊,進而接收PDSCH的資訊。

PMCH不能在子幀0和子幀5中傳輸。

3、下行物理通道:



一個基站存在504個物理層小區ID,分為168組,每組3個

1、子載波間隔15kHz,在0-3天線埠上傳輸;

2、MBSFN參考訊號:在天線埠4上傳輸;

3、單天線埠的PDSCH傳輸,在天線埠5。




(1)同步訊號序列:

主同步訊號序列使用Zadoff-Chu序列;

共有3個PSS序列,每個對應一個小區ID

輔同步訊號使用的序列由兩個長度為31 的二進位制序列通過交織級聯產生,並且使用由主同步訊號序列決定的加擾序列進行加擾,長度為31的二進位制序列以及加擾序列都由m序列產生;

共有168組SSS序列,與小區ID序號一一對應


(2)小區專用參考訊號


a、MBSFN參考訊號


4、上行物理通道


為RE的集合,用於承載高層的資訊,學習這一部分我們要結合下行的來學習,但要清楚一點的是:上下行調製方式是不同的,分別為單載波和多載波。

上行通道的複用比下行通道的複用要複雜的多,下行利用時頻域的複用結構,很容易把控制通道和數字通道複用在一起。

(1)上行物理共享通道PUSCH


用於承載上行業務資料;

上行資源只能選擇連續的PRB,並且PRB個數滿足2,3,5的倍數;

在RE對映時,PUSCH對映到子幀中的資料區域上;

PUSCH的基帶訊號產生的流程:



沒有層對映,因為是單天線傳輸。

在LTE中共有3種上行物理控制資訊,即“排程請求”,“ACK/NACK”和“CQI(通道質量指示)反饋“,其中”ACK/NACK“和”CQI反饋“可在PUCCH上傳輸,也可以與資料複用在PUSCH上傳輸。

Format1在系統L3信令配置給Schedule Request的資源上傳輸;
Format 1a/1b在與下行PDCCH CCE相對應的PUCCH ACK/NACK資源上傳輸;

當SR和上行ACK/NACK需要同時傳輸時,在L3信令配置給SR的資源上傳輸上行ACK/NACK。

上行ACK通道位置與下行VRB之間存在固定的對應關係,具體來說,即相應的PDCCH的最小CCE Index可以推匯出其上行ACK/NACK通道的位置資訊(RB位置+Cyclic Shift+Othogonal Cover)。

PUCCH格式:

PUCCH格式

用途

調製方式

位元數

1

SR

N/A

N/A

1a

ACK/NACK

BPSK

1

1b

ACK/NACK

QPSK

2

2

CQI

QPSK

20

2a

CQI+ACK/NACK

QPSK+BPSK

21

2b

CQI+ACK/NACK

QPSK+QPSK

22

為了保證單載波的特性,PUCCH和PUSCH一定不會同時傳輸。


PUCCH在頻域的兩邊傳送

PUCCH在兩個時隙會調頻,做了干擾離散

包含週期性和非週期性的CQI/PMI/RI上報;

可以使用PUCCH或者PUSCH進行上報訊息的傳輸,其中PUCCH僅支援週期性的上報,PUSCH僅支援非週期性的上報


確認訊息先有ZC碼加擾,加擾的ZC碼和參考訊號加擾的ZC碼是一樣的

再用擴頻碼擴頻

中間紅色的是PUCCH相關的通道估計RS


CQI不擴頻的原因是不需要複用


SRI可以和ACK/NACK公用一個時頻資源


因為上行DFT-SOFDMA單載波的特性,因此一個終端在同一時刻不能同時傳輸PUSCH和PUCCH。

當有資料PUSCH傳輸時,如果有控制信令需要傳輸,那麼該控制信令將在PUSCH上與資料複用傳輸。


根據不同優先順序的內容複用到時頻資源上。

確認訊息優先順序最高,排程資訊第二,業務和CQI最低。

優先順序最低的先覆蓋,如果同時有優先順序高的內容要傳,可以佔用優先順序低的時頻資源來發送


對不同通道RS的位置是不同的。

SRS在不同頻點以跳頻的方式傳送,如果全頻段都發射,那功率會很高。


PRACH在頻域上佔用6個RB。

在FDD情況下,每個Subframe中最多傳送一個PRACH,即沒有頻分。PRACH的時間密度、頻率位置、可用序列等以系統資訊的形式在系統內廣播。


決定PRACH通道格式支援的覆蓋半徑的因素

1)Preamble長度,Preamble長度越長,覆蓋效能越好

2)GT長度,GT長度越長,覆蓋效能越好

幾種格式支援的覆蓋半徑分別為15km,30km,100km

Format 0 15km

Format 1 30-100km(50-70km)中等覆蓋

Format 2 30km 中等覆蓋,並且功率受限(穿透損耗更嚴重)

Format 3 100km

Format 4 支援1km左右的場景

由於Format4PRACH在UpPTS上傳,UpPTS時間單位裡就有可能傳兩類東西:PRACH和SRS。為了讓這個東西在頻域上不衝突,PRACH的傳送格式是在平移臺上跳變的。

序列產生

Preamble使用Zadoff-Chu序列產生

序列長度

Preamble format 0-3:839

Preamble format 4:139

頻域結構

一個PRACH佔用6個RB

Preamble訊號採用的子載波間隔與上行其他SC-FDMA符號不同

Preamble format 0-3:1250Hz

Peamble format 4:7500Hz


時域上長度為一個OFDM符號(子載波間隔與資料不同),序列對映在頻域

PRACH資源對映

TDD:一個上行子幀(包括UpPTS)中可以同時存在多個PRACH通道;當存在多個上行PRACH通道時,優先考慮佔用不同的子幀,如果時間上分配不開,再考慮一個子幀中支援多個PRACH通道;不同小區的PRACH通道在時域儘量錯開;對於Format 0-3,Preamble與PUCCH相鄰,對於多於一個PRACH時,分別與頻帶兩側的PUCCH相鄰;

對於Format 4,Preamble放置在頻帶邊緣,並且根據系統幀號變換是高頻的一側,還是低頻的一側。

ZC序列由64個。

手機在發資料前要發Preamble。