第9章LTE主要物理信道性能9.1上行控制信道

9.2上行業(yè)務(wù)信道

9.3下行控制信道

9.4下行業(yè)務(wù)信道

9.5下行控制信道資源映射圖例

9.1.11比特ACK/NAK

圖9.1.1、圖9.1.2是兩種檢測(cè)狀態(tài)下，1比特ACK/NAK(本節(jié)中NAK、NACK涵義相同)的SNR-BER和CQIBLER曲線圖，其中信道是TU6信道，UE的移動(dòng)速度是3km/h和350km/h。CQIBLER曲線采用(20，5)RM編碼和(32，10)RM編碼。9.1上行控制信道

圖9.1.11比特ACK/NAKBER和(20，5)RM編碼的CQIBLER曲線從圖9.1.1可以看出，除了在最高移動(dòng)速度v＝350km/h，(20，5)RM編碼，損失0.5dB外，RS上復(fù)用ACK/NAK對(duì)CQIBLER幾乎沒(méi)有影響。CQI和ACK/NAK聯(lián)合編碼，CQIBLER有所下降，其中(20，5)RM編碼會(huì)比(32，10)RM編碼在信噪比上有一定增益，但(20，5)RM編碼承載的CQI比特少。另外(20，5)編碼的ACK/NAKBER比(32，10)編碼的略差一些。圖9.1.3是1比特ACK/NAK/DTX的SNR-BER曲線圖和在有無(wú)ACK/NAK傳輸時(shí)，CQISNR-BLER曲線圖。UE的速度分別為3km/h和350km/h，信道為T(mén)U6，采用(32，10)RM編碼。由此可以看出，相對(duì)于兩狀態(tài)的檢測(cè)，在3km/hNAK/DTX的BER要差0.5dB，ACKBER的差1.5dB；相對(duì)于兩狀態(tài)的檢測(cè)，在350km/h，NAK/DTXBER和ACKBER曲線一致，都差0.5dB，CQIBLER的性能不受影響。圖9.1.21比特ACK/NAKBER和(32，10)RM編碼的CQIBLER曲線

圖9.1.31比特ACK/NAK/DTXBER、(32，10)RM編碼的CQIBLER曲線9.1.22比特ACK/NAK

圖9.1.4、圖9.1.5是2比特ACK/NAK的SNR-BER和CQIBLER曲線圖，其中信道為T(mén)U6信道，UE移動(dòng)速度為3km/h和350km/h。CQIBLER曲線采用(20，5)RM編碼和(32，10)RM編碼。

圖9.1.42比特ACK/NAKBER和(20，5)RM編碼的CQIBLER曲線圖9.1.52比特ACK/NAKBER和(32，10)RM編碼的CQIBLER曲線在高速ACK/NAKBER損失大約2.5dB，CQIBLER不受隱含的ACK/NAK傳輸?shù)挠绊懀皇窃谧罡逧-UTRA速度時(shí)受到一點(diǎn)影響。

圖9.1.6表示2比特ACK/NAKBER曲線圖，為了簡(jiǎn)潔，只展示了(32，10)RM穿孔R(shí)M編碼，其結(jié)論也適用于(20，5)RM。顯然，僅靠每個(gè)時(shí)隙一個(gè)RS編碼去攜帶ACK/NAK比特將會(huì)使性能大大受到損失，對(duì)于高速的UE不可能達(dá)到期望的效果。

圖9.1.62比特ACK/NAKBER曲線結(jié)論(主要考慮的是針對(duì)正常CP的CQI子幀結(jié)構(gòu)，在CQIRS里隱含ACK/NAK的信息時(shí)，ACK/NAK誤碼率和CQI誤差錯(cuò)率):

(1)在最高的E-UTRA速度，也可以獲得期望的ACK/NAKBER，同時(shí)不影響CQIBLER。

(2)DTX可以融入NAK中去改善ACK/NAKBER和系統(tǒng)的吞吐量。

(3)對(duì)于2比特的ACK/NAKBER，每個(gè)時(shí)隙的兩個(gè)RS都調(diào)制可以帶來(lái)雙重的覆蓋，要優(yōu)于每個(gè)時(shí)隙只對(duì)一個(gè)RS調(diào)制。9.1.3不同ACK長(zhǎng)度性能

根據(jù)R080967，鏈路仿真條件如表9.1.1所示。

表9.1.1鏈路仿真條件圖9.1.7給出了TI和Samsung兩家公司的ACK/NAKBER和CQIBLER，有如下結(jié)論:

(1)Samsung的方法:其ACK/NAK性能和CQI的編碼速率緊密相關(guān)。當(dāng)CQI的編碼速率增加時(shí)，由于較少的編碼增益，CQIBLER和ACK/NAKBER都會(huì)降低。

(2)TI的方法:ACK/NAK性能不受CQI的編碼速率的影響，因?yàn)锳CK/NAK在低速環(huán)境下，在CQI之前就被解碼了。

(3)TI的ACK/NAK和CQI性能好于Samsung的方法，特別是對(duì)于高的CQI編碼速率。

圖9.1.7兩種方法性能對(duì)比(1)圖9.1.7兩種方法性能對(duì)比(2)圖9.1.7兩種方法性能對(duì)比(2)

9.2.1Hopping

協(xié)議3GPPTS36.212V8.6.0［5.3.3］中下行控制信息DCIFormat0用于進(jìn)行PUSCH調(diào)度。

(1)1個(gè)比特作為跳頻使能與否的標(biāo)志(hoppingflag)。

(2) 個(gè)比特表示RB的分配和跳頻資源的分配:

①當(dāng)PUSCHhopping時(shí)，從NUL_hopMSB比特中獲取

的值，余下 比特用于提供ULsubframe的第一個(gè)時(shí)隙的資源分配信息。9.2上行業(yè)務(wù)信道

②當(dāng)non-hoppingPUSCH時(shí)，有［log2(NULRB(NULRB＋1)/2］個(gè)比特用于提供上行子幀資源分配的信息，具體信息在36.211V8.6.0［5.3.4］和36.213V8.6.0［8.1］中說(shuō)明。9.2.1.1上行跳頻不使能時(shí)

在上面已經(jīng)提到有 個(gè)比特用來(lái)提供上行子幀資源分配的信息。36.211V8.6.0［5.3.4］中定義了nPRB＝nVRB，其中36.213V8.6.0［8.1］中描述了如何從上行鏈路授權(quán)中獲取nVRB的值。具體描述如下:資源分配信息給一個(gè)預(yù)定的UE一組相鄰的虛擬資源塊索引，用nVRB表示。在調(diào)度授權(quán)的資源分配域里包含一個(gè)資源指示值(ResourceIndicationValue，RIV)，這個(gè)值對(duì)應(yīng)于一個(gè)起始資源塊RBstart和被連續(xù)分配的資源塊的長(zhǎng)度LCRBs。定義RIV的值如下:

從上行調(diào)度授權(quán)的資源分配域中我們可以得到RBstart和LCRBs這兩個(gè)值，即獲得了nVRB的值。9.2.1.2上行跳頻使能時(shí)

對(duì)于一個(gè)動(dòng)態(tài)分配的PUSCH資源上的一個(gè)非自適應(yīng)重傳的包，UE依據(jù)和這個(gè)包有關(guān)的、最后接收到的DCIFormat0的信息來(lái)決定它的跳頻類(lèi)型(hoppingtype)。對(duì)于一個(gè)連續(xù)分配資源的PUSCH傳輸里的subframen，如果在subframen的KPUSCH里沒(méi)有相應(yīng)的DCIFormat0信息，UE將根據(jù)最初授權(quán)(被分配了連續(xù)的資源塊)里的跳頻信息來(lái)決定跳頻類(lèi)型。這個(gè)最初授權(quán)要么是PDCCHDCIFormat0，要么是高層的信號(hào)。對(duì)于FDD，KPUSCH＝4；對(duì)于TDD上、下行配置為0時(shí)，如果PUSCH在子幀2和7上的傳輸連同PDCCHDCIFormat0一起被調(diào)度，則KPUSCH＝7。PDCCHDCIFormat0中的UL索引的最低位比特被設(shè)置為1，其余情況下，KPUSCH的值參見(jiàn)36.213V8.6.0中Table5.1.1.11。在DCIFormat0的資源分配域中有1個(gè)或2個(gè)比特是用來(lái)指示跳頻信息的，即NUL_hop＝1or2bit，故UE進(jìn)行跳頻時(shí)根據(jù)它所指示的跳頻信息來(lái)選擇用哪種跳頻類(lèi)型，即Type1PUSCHhopping或者Type2PUSCHhopping。從NUL_hop個(gè)上行跳頻信息比特位中的最高位中獲取跳頻比特信息，進(jìn)而通過(guò)查表9.2.1來(lái)獲得 的計(jì)算方法，這在36.213V8.6.0［8.4］中體現(xiàn)。

表9.2.1PDCCHDCIFormat0hoppingbit定義在DCIFormat0的資源分配域中，除了1個(gè)或2個(gè)比特是用來(lái)指示跳頻信息外，PUSCH的資源塊的分配數(shù)目定義如下:

(9.2.1)

(9.2.2)其中，PUSCHhoppingOffset 由高層定義。

DCIFormat0的資源分配域的大小為

－NUL_hop，NUL_hop＝1or2bit。故分配給Type1跳頻的用戶的連續(xù)的資源塊要小于 分配給Type2跳頻的用戶的連續(xù)的資源塊要小于 其中Nsb由高層配置。9.2.2SoundingRS

SRS可以用于UE對(duì)全系統(tǒng)帶寬信道質(zhì)量信息的估計(jì)，在分配的頻帶內(nèi)每隔一個(gè)子載波映射一個(gè)數(shù)值，時(shí)域上在每子幀的最后一個(gè)符號(hào)映射；當(dāng)UpPTS有兩個(gè)符號(hào)時(shí)，都可以用來(lái)傳輸SRS，且可分配給同一個(gè)用戶。SRS的傳輸帶寬可采用接近系統(tǒng)全帶寬的寬傳輸帶寬，但是由于UE最大傳輸功率受限，當(dāng)UE在小區(qū)邊緣時(shí)，使用通用的寬帶SRS得到的CQI就不準(zhǔn)確，從而會(huì)造成最優(yōu)RB分配及MCS選擇出錯(cuò)，因此對(duì)小區(qū)中不同位置的用戶可采用不同傳輸帶寬。高層在用戶接入小區(qū)時(shí)為其半靜態(tài)配置SRS起始物理資源塊、SRS帶寬、SRS頻率跳頻帶寬、SRS傳輸持續(xù)時(shí)間、SRS傳輸周期及子幀偏移等參數(shù)。當(dāng)SRS帶寬小于SRS跳頻帶寬時(shí)，用戶進(jìn)行SRS跳頻傳輸。9.2.2.1SRS帶寬配置

根據(jù)系統(tǒng)帶寬的不同，SRS帶寬可取值也不同，由高層具體配置。SRS帶寬的分配共有17種小區(qū)級(jí)配置方案，其帶寬都是4RB的整數(shù)倍。協(xié)議將系統(tǒng)帶寬分為四種情況，每種情況可選的小區(qū)級(jí)SRS帶寬分配方案有8種。表9.2.2~表9.2.5給出了TDD模式下系統(tǒng)帶寬在不同RB范圍內(nèi)的可選SRS帶寬分配方案。

表9.2.2系統(tǒng)上行帶寬為6～40RB下SRS帶寬配置

表9.2.3系統(tǒng)上行帶寬為41～60RB下SRS帶寬配置

表9.2.4系統(tǒng)上行帶寬為61～80RB下SRS帶寬配置

表9.2.5系統(tǒng)上行帶寬為81～110RB下SRS帶寬配置表9.2.2~表9.2.5中的SRS傳輸帶寬信息每種配置的第一列的mSRS，b(即b＝0時(shí))是給小區(qū)的SRS帶寬配置，第一列至最后一列的mSRS，b都可以作為該小區(qū)用戶的SRS帶寬配置。用戶和小區(qū)的帶寬都是由高層配置的，小區(qū)的SRS帶寬是小區(qū)建立時(shí)根據(jù)小區(qū)特性確定的，高層利用參數(shù)BSRS∈{0，1，2，3}(分別對(duì)應(yīng)表9.2.2~表9.2.5中的b＝0，1，2，3)在用戶接入小區(qū)時(shí)配置用戶SRS帶寬。9.2.2.2SRS頻域資源映射

整個(gè)小區(qū)的SRS以零頻為中心對(duì)稱(chēng)分布。用戶SRS在頻域的起始位置相對(duì)小區(qū)SRS起始位置的偏移是用戶SRS傳輸帶寬的整數(shù)倍，具體位置由高層通過(guò)nPRC參數(shù)進(jìn)行配置。圖9.2.1以10MHz帶寬為例給出了一種SRS頻域資源映射情況。

高層可配置SRS傳輸帶寬小于所在小區(qū)SRS帶寬的用戶需要進(jìn)行跳頻。高層通過(guò)參數(shù)bhop∈{0，1，2，3}(bhop對(duì)應(yīng)的帶寬與BSRS相同)配置用戶跳頻帶寬，即用戶經(jīng)各次跳頻后所覆蓋的頻域范圍，其跳頻范圍不一定要覆蓋整個(gè)小區(qū)SRS帶寬。當(dāng)高層配置用戶的跳頻帶寬參數(shù)bhop≥BSRS，即跳頻帶寬小于等于用戶傳輸SRS的帶寬時(shí)，跳頻不可用。

圖9.2.110MHz帶寬下用戶SRS頻域起始位置示例當(dāng)SRS跳頻可用時(shí)，用戶在跳頻帶寬范圍內(nèi)以高層配置的SRS傳輸帶寬連續(xù)不重疊地升序循環(huán)跳頻，起始位置由高層配置。圖9.2.2以小區(qū)SRS帶寬為36RB、用戶SRS帶寬為4RB、用戶跳頻帶寬為12RB為例，給出了該用戶連續(xù)5次傳輸SRS的頻域資源映射情況，起始位置由高層配置。

圖9.2.236RB小區(qū)SRS帶寬下用戶SRS頻域映射示例9.2.2.3SRS傳輸配置

為使小區(qū)用戶不會(huì)在有SRS的子幀的最后一個(gè)符號(hào)傳輸PUSCH，BCH將全小區(qū)廣播該小區(qū)可用于SRS傳輸?shù)淖訋?。每一小區(qū)可用于傳輸SRS的子幀由RRC配置，TDD模式下共有16種配置，見(jiàn)表9.2.6。每種配置由小區(qū)級(jí)的SRS子幀配置周期TSFC和子幀偏移量集合ΔSFC兩部分構(gòu)成。

表9.2.6TDD小區(qū)級(jí)Sounding子幀配置小區(qū)級(jí)子幀配置周期即該小區(qū)發(fā)送SRS的周期，是高層根據(jù)小區(qū)特性來(lái)選定的。例如上、下行配置轉(zhuǎn)換點(diǎn)周期為10ms的小區(qū)，只能選擇10ms上/下行配置轉(zhuǎn)換點(diǎn)周期為5ms的小區(qū)，既能選擇那些10ms子幀的SRS子幀配置周期，也可以選擇5ms子幀的SRS子幀配置周期。表9.2.6中的子幀偏移量集合則是整個(gè)小區(qū)中用戶發(fā)送SRS的子幀集合，指示小區(qū)中用戶在小區(qū)SRS子幀周期內(nèi)發(fā)送SRS的子幀。小區(qū)用戶傳輸SRS的子幀須滿足(CSFCmodTSFC)∈ΔSFC，且當(dāng)前子幀為UL子幀或UpPTS，其中CSFC是當(dāng)前子幀的子幀數(shù)。同一小區(qū)不同用戶可在同一子幀發(fā)SRS，但由于序列正交的有限性，同一小區(qū)同子幀發(fā)送SRS的用戶數(shù)受限。

Sounding導(dǎo)頻采用FDM/CDM混合復(fù)用方式:

(1)CDM:對(duì)于具有相同Sounding帶寬的不同用戶(天線)采用CDM方式，即不同用戶使用同一CAZAC碼序列的不同循環(huán)移位(相關(guān)系數(shù)為0)。

(2)FDM:對(duì)于具有不同Sounding帶寬的不同用戶(天線)，采用FDM方式。

用戶發(fā)送SRS信號(hào)持續(xù)時(shí)間有兩種:一種是只發(fā)一次，即只在eNodeB請(qǐng)求發(fā)送時(shí)發(fā)送；另一種就是周期性持續(xù)發(fā)送，直到eNodeB發(fā)送停發(fā)指示。周期性持續(xù)發(fā)送時(shí)，無(wú)論SRS跳頻是否可用，在UE支持天線選擇時(shí)，UE端兩根天線在連續(xù)的SRS傳輸子幀間交替?zhèn)鬏擲RS。用戶SRS傳輸周期可取值為2ms，5ms，10ms，20ms，40ms，80ms，160ms，320ms，用戶的SRS傳輸周期及其傳輸SRS相對(duì)UpPTS子幀的偏移量，由RRC配置(見(jiàn)表9.2.7)，具體由高層給出。其中，SRS子幀偏移為0，表示在有兩個(gè)符號(hào)的UpPTS域的第一個(gè)符號(hào)傳輸；子幀偏移為1，表示在有兩個(gè)符號(hào)的UpPTS域的第二個(gè)符號(hào)傳輸，或在有一個(gè)符號(hào)的UpPTS域傳輸。TDD模式下用戶2ms的SRS傳輸周期應(yīng)理解為:對(duì)上/下行切換周期為5ms的配置，用戶在每個(gè)半幀發(fā)兩次SRS；對(duì)上/下行切換周期為10ms的配置，用戶只在一個(gè)無(wú)限幀的第一個(gè)半幀發(fā)兩次SRS。用戶5ms的SRS傳輸周期只用于上/下行切換周期為5ms的配置，應(yīng)理解為用戶在每個(gè)半幀發(fā)一次SRS?？梢钥闯?，TDD模式下，用戶2ms的SRS傳輸周期并不是標(biāo)準(zhǔn)的2ms周期。

表9.2.7TDD模式下用戶SRS傳輸子幀及傳輸周期指示綜上可以看出，用戶SRS傳輸配置由以下幾個(gè)參數(shù)構(gòu)成:SRS傳輸持續(xù)時(shí)間、小區(qū)SRS傳輸子幀、用戶SRS傳輸子幀、SRS傳輸周期、SRS傳輸天線及SRS跳頻模式。9.2.2.4SRS天線選擇

當(dāng)UE支持兩天線傳輸SRS時(shí)，用于SRS跳頻傳輸和非跳頻傳輸?shù)奶炀€設(shè)置不同。

(1)SRS非跳頻。當(dāng)SRS非跳頻傳輸時(shí)，不論用戶采用部分帶寬還是全帶寬傳輸SRS，在用戶傳輸?shù)趎SRS個(gè)SRS時(shí)，用于傳輸SRS的天線為a(nSRS)＝nSRSmod2，其中，nSRS＝

記錄用戶傳輸SRS的次數(shù)。nf表示系統(tǒng)無(wú)線幀號(hào)，ns表示無(wú)線幀中的時(shí)隙號(hào)，TSRS表示用戶SRS傳輸周期。

(2)SRS跳頻。當(dāng)跳頻可用時(shí)，即(bhop<BSRS):

(9.2.3)

其中:

(9.2.4)

從上述公式可以看出，SRS傳輸天線選擇與SRS傳輸周期、SRS是否跳頻以及跳頻帶寬與傳輸帶寬的比值K均有關(guān)系。由于SRS2ms傳輸周期比較特殊，先總結(jié)TSRS＝5ms及其倍數(shù)的天線選擇問(wèn)題。在此情況下:

(1)當(dāng)SRS非跳頻傳輸時(shí)，或者SRS跳頻傳輸且跳頻帶寬是用戶SRS帶寬的奇數(shù)倍時(shí)，用戶交替使用兩天線傳輸SRS。

(2)當(dāng)SRS跳頻傳輸且跳頻帶寬是用戶SRS帶寬的偶數(shù)倍時(shí)，用戶根據(jù)上述公式選擇天線傳輸。圖9.2.3、圖9.2.4和圖9.2.5分別以K＝2、K＝3和K＝4為例給出SRS跳頻時(shí)的天線選擇模式。由圖中可以看出，通過(guò)這樣的天線選擇配置，無(wú)論K取何值，用戶只需傳輸2K次SRS便可得到兩根天線對(duì)用戶整個(gè)跳頻帶寬所覆蓋頻域的信道估計(jì)。

圖9.2.3TSRS＝5ms及其倍數(shù)且K＝2的天線選擇圖9.2.4TSRS＝5ms及其倍數(shù)且K＝3的天線選擇圖9.2.5TSRS＝5ms及其倍數(shù)且K＝4的天線選擇當(dāng)TSRS＝2ms時(shí)，nSRS如果按其文字定義描述則為用戶傳輸SRS的次數(shù)，即用戶每次發(fā)送SRS都會(huì)累積增加。但由其定義公式，對(duì)同一用戶在UpPTS域的兩個(gè)符號(hào)中傳輸SRS，根據(jù)它們對(duì)應(yīng)幀號(hào)和時(shí)隙號(hào)計(jì)算得到的nSRS值相同，且在很多時(shí)候用戶在連續(xù)兩子幀傳輸SRS，根據(jù)它們對(duì)應(yīng)幀號(hào)和時(shí)隙號(hào)計(jì)算得到的nSRS值也相同。這樣一來(lái)，TDD模式下以2ms周期傳輸SRS時(shí)，如果嚴(yán)格按照公式計(jì)算，無(wú)論是否跳頻，用戶很多時(shí)候都會(huì)使用相同的天線且在相同的頻域子帶(跳頻也與nSRS參數(shù)有關(guān))連續(xù)兩次傳輸SRS，這就失去了TDD兩天線2ms周期傳輸?shù)囊饬x。由于SRS跳頻時(shí)延相對(duì)非跳頻時(shí)延是跳頻參數(shù)K的倍數(shù)關(guān)系，因此只根據(jù)前幾個(gè)參數(shù)的配置情況分析SRS傳輸配置對(duì)下行加權(quán)發(fā)射的時(shí)延，即假定SRS發(fā)射為非跳頻的小區(qū)全帶寬或可用帶寬，跳頻時(shí)延可由此時(shí)延推算出來(lái)。

9.3.1物理廣播信道(PBCH)

9.3.1.1PBCH的發(fā)射端處理

PBCH的TBSize大小為24bit，附加16bit的CRC，根據(jù)eNodeB端天線配置不同采用不同的擾碼對(duì)16bitCRC進(jìn)行加擾，經(jīng)過(guò)卷積編碼后輸出120bit，NormalCP情況下，經(jīng)過(guò)速率匹配、小區(qū)加擾后輸出1920bit，ExtendedCP情況下輸出1728bit。9.3下行控制信道PBCH的發(fā)送周期為40ms，因此每個(gè)無(wú)線幀中發(fā)送480bit(NormalCP)或432bit(ExtendedCP)，經(jīng)過(guò)QPSK調(diào)制，層映射和預(yù)編碼后，映射到傳輸帶寬中間的72個(gè)子載波上，時(shí)域上占4個(gè)OFDM符號(hào)。需要注意，PBCH映射時(shí)需要假定四天線端口的參考信號(hào)圖樣。PBCH發(fā)射端處理見(jiàn)圖9.3.1所示。

圖9.3.1PBCH發(fā)射端處理框圖9.3.1.2PBCH的接收端處理

PBCH的碼率較低，當(dāng)信道質(zhì)量較好的情況下，PBCH每個(gè)無(wú)線幀可以單獨(dú)進(jìn)行譯碼，也可以4個(gè)無(wú)線幀進(jìn)行軟合并聯(lián)合譯碼。PBCH的接收端處理如圖9.3.2所示。

圖9.3.2PBCH接收端處理框圖9.3.1.3PBCH的性能

參考提案R4090749，PBCH仿真條件如表9.3.1所示，性能曲線如圖9.3.3所示。

表9.3.1PBCH仿真條件圖9.3.3PBCH性能曲線9.3.2物理控制格式指示信道(PCFICH)

9.3.2.1PCFICH的發(fā)射端處理

CFI指示每個(gè)子幀中PDCCH占用的OFDM符號(hào)個(gè)數(shù)，對(duì)不同的CFI信息，采用固定的信道編碼方式，經(jīng)過(guò)信道編碼、小區(qū)加擾后輸出32bit。PCFICH和PBCH一樣，采用QPSK調(diào)制，調(diào)制后輸出16symbol，經(jīng)過(guò)層映射和預(yù)編碼后，映射到每個(gè)子幀的第一個(gè)OFDM符號(hào)，16symbol的PCFICH占用4個(gè)REG，頻域上分布在整個(gè)系統(tǒng)帶寬上以獲得最大的頻率分集增益，PCFICH發(fā)射端處理框圖如圖9.3.4所示。

圖9.3.4PCFICH發(fā)射端處理框圖9.3.2.2PCFICH的接收端處理

在接收端，UE通過(guò)OFDM解調(diào)→解物理資源映射→解預(yù)編碼→解層映射→解調(diào)制映射→小區(qū)解擾→CFI檢測(cè)等一系列步驟得到CFI信息，用于PDCCH解調(diào)。CFI信息是檢測(cè)PDCCH的基礎(chǔ)，如果UE端檢測(cè)CFI信息出錯(cuò)時(shí)，可以想象，PDCCH檢測(cè)必定是不正確的，因此，PCFICH的性能與PDCCH的性能可以結(jié)合在一起來(lái)研究，PCFICH接收端處理框圖如圖9.3.5所示。

圖9.3.5PCFICH接收端處理框圖9.3.3物理下行控制信道(PDCCH)

9.3.3.1DCI的有效載荷

按照CCE數(shù)目的不同，PDCCH共有四種格式，在每個(gè)子幀中，可以傳輸多個(gè)不同格式的PDCCH。每個(gè)PDCCH的有效載荷及CCE大小由承載的DCI格式及下行調(diào)度策略決定，對(duì)不同的DCI格式，其有效載荷如表9.3.2所示。

表9.3.2PDCCH的有效載荷(TDD)續(xù)表

續(xù)表

9.3.3.2PDCCH的發(fā)射端處理

不同PDCCH中承載的DCI有效載荷不同，分別附加16bit的CRC，根據(jù)各UE的RNTI序列不同進(jìn)行CRC加擾。經(jīng)過(guò)卷積編碼后，根據(jù)各PDCCH的CCE大小進(jìn)行速率匹配。一個(gè)子幀中傳輸?shù)亩鄠€(gè)PDCCH還需要進(jìn)行小區(qū)內(nèi)合并，以CCE為單位，映射到指定位置處，然后進(jìn)行小區(qū)加擾→調(diào)制映射→層映射→預(yù)編碼后，以REG為單位映射到子幀的前幾個(gè)OFDM符號(hào)上。映射前以REG為單位進(jìn)行交織，以獲得分集增益。PDCCH的發(fā)射端處理框圖如圖9.3.6所示。

圖9.3.6PDCCH發(fā)射端處理框圖9.3.3.3PDCCH的接收端處理

在接收端，UE通過(guò)OFDM解調(diào)→解物理資源映射→解預(yù)編碼→解層映射→解調(diào)制映射→小區(qū)解擾→DCI盲檢測(cè)等步驟，得到DCI信息。DCI盲檢測(cè)需要UE在UE搜索空間或公共搜索空間檢測(cè)不同CCE大小的信息，直到UE檢測(cè)到屬于自己的DCI或未檢測(cè)到DCI信息。PDCCH的接收端處理框圖如圖9.3.7所示。

圖9.3.7PDCCH接收端處理框圖9.3.3.4PDCCH性能

參考提案R4090713，PDCCH仿真條件如表9.3.3所示，性能曲線如圖9.3.8所示。

表9.3.3PDCCH仿真條件圖9.3.8PDCCH性能曲線9.3.4物理HARQ指示信道(PHICH)

9.3.4.1PHICH的發(fā)射端處理

PHICH傳輸eNodeB對(duì)不同UE的上行數(shù)據(jù)的ACK/NACK反饋，對(duì)于每一個(gè)ACK/NACK，只有1bit信息，重復(fù)編碼后輸出3bit，經(jīng)過(guò)BPSK調(diào)制后輸出3symbol。NormalCP時(shí)，擴(kuò)頻后輸出12symbol，經(jīng)過(guò)小區(qū)加擾→層映射→預(yù)編碼后，進(jìn)行組內(nèi)合并；ExtendedCP時(shí)，擴(kuò)頻后輸出6symbol，需要先進(jìn)行REG對(duì)齊的操作，再進(jìn)行小區(qū)加擾→層映射→預(yù)編碼和組內(nèi)合并，合并后每組輸出12symbol，占用3個(gè)REG。PHICH持續(xù)時(shí)間類(lèi)型為Normal時(shí)，3個(gè)REG映射到子幀的第一個(gè)OFDM符號(hào)上，其頻域分布在整個(gè)系統(tǒng)帶寬上以獲得最大的頻率分集增益；持續(xù)時(shí)間類(lèi)型為Extended時(shí)，3個(gè)REG分布映射到子幀的前3個(gè)OFDM符號(hào)上，其頻域同樣分布在整個(gè)系統(tǒng)帶寬上(特殊子幀時(shí)3個(gè)REG交替映射到前2個(gè)OFDM符號(hào)上，頻域分布在整個(gè)系統(tǒng)帶寬)。PHICH發(fā)射端處理框圖如圖9.3.9所示。

圖9.3.9PHICH發(fā)射端處理框圖9.3.4.2PHICH的接收端處理

在接收端，UE通過(guò)OFDM解調(diào)→解物理資源映射→解預(yù)編碼→解層映射→小區(qū)解擾→解擴(kuò)→HI檢測(cè)等步驟，得到HI信息。對(duì)于UE而言，eNodeB反饋的ACK/NACK信息所在的PHICH組和組內(nèi)正交序列序號(hào)是已知的，因此HI不需要盲檢測(cè)。PHICH接收端處理框圖如圖9.3.10所示。

圖9.3.10PHICH接收端處理框圖9.3.4.3PHICH性能

參考提案R4090749，仿真條件如表9.3.4所示，PHICH性能曲線如圖9.3.11所示。

表9.3.4PHICH仿真條件注:①W＝目標(biāo)用戶，I1＝干擾用戶1，I2＝干擾用戶2；②每個(gè)用戶的資源分配由(組號(hào)，組內(nèi)序列號(hào))表示；③每個(gè)用戶的功率以第一個(gè)干擾用戶為基準(zhǔn)；④A＝fixedACK，R＝randomACK/NACK。

圖9.3.11PHICH性能曲線

9.4.1PDSCH的發(fā)射/接收端處理

PDSCH發(fā)射、接收端處理框圖如圖9.4.1、圖9.4.2所示。9.4下行業(yè)務(wù)信道

圖9.4.1PDSCH比特級(jí)處理模塊框圖圖9.4.2PDSCH接收端處理框圖9.4.2PDSCH資源分配方式

9.4.2.1資源分配方式0

基于RBG的資源分配方式，使用bitmap指示分配給被調(diào)度UE的RBG，每個(gè)二進(jìn)制位對(duì)應(yīng)一個(gè)RBG，共有［NDLRB/P］bit用于資源分配指示。P的取值如表9.4.1所示，表示每個(gè)RBG中RB個(gè)數(shù)。

表9.4.1P取值范圍以10MHz系統(tǒng)帶寬、50個(gè)RB為例，共有17個(gè)RBG，前16個(gè)RBG分別包含3個(gè)RB，最后一個(gè)RBG只包含2個(gè)RB。9.4.2.2資源分配方式1

基于RBG子集的資源分配，共有 bit用于資源分配指示，P為RBG子集的個(gè)數(shù)。其中，［log2P］bit用來(lái)指示選用哪個(gè)子集(其值為0~P－1)；1bit用來(lái)指示是左對(duì)齊還是右對(duì)齊，左對(duì)齊代表每個(gè)RBG子集的后幾個(gè)PRB未分配，右對(duì)齊代表每個(gè)RBG子集的前幾個(gè)PRB未分配；剩余的

bit用于指示子集中分配給被調(diào)度UE的PRB。提案R1081140:以10MHz系統(tǒng)帶寬、50個(gè)RB為例，共有3個(gè)RBG子集。Subset0和Subset1中有6個(gè)RBG，Subset2中有5個(gè)RBG，采用2bit用來(lái)指示選用哪個(gè)子集，14bit用來(lái)指示選用子集中的哪些PRB，Subset0、Subset1、Subset2中未被分配的PRB數(shù)分別為18－14＝4RB、17－14＝3RB、15－14＝1RB，如圖9.4.3所示。

圖9.4.3資源分配方式1圖例9.4.2.3資源分配方式2

資源分配方式2包含LVRB和DVRB兩種。LVRB(集中式VRB)中VRB的個(gè)數(shù)與PRB相等，是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；DVRB(分布式VRB)中DVRB的個(gè)數(shù) 取PRB的一部分，并且DVRB是以RB-Pair的形式分配的，第二個(gè)slot為第一個(gè)slot分配的DVRB的跳頻。根據(jù)題案R1-081818，提供了兩種具體實(shí)施方法:

·方法1(見(jiàn)圖9.4.4):

以 為例，查表可以得到:P＝3，Ngap＝Ngap，1＝18。

計(jì)算可得:

對(duì)于Ngap＝Ngap，1時(shí)，只有一個(gè)交織單元矩陣，矩陣的行數(shù)為 6。將VRB索引逐行寫(xiě)入，逐列讀出，交織矩陣的第二列和第四列的最后分別插入

第二個(gè)slot和第一個(gè)slot分配的DVRB的跳頻循環(huán)移位為

時(shí)，可能有部分PRB未被分配，對(duì)于Ngap＝Ngap，1時(shí)，一部分未被分配的PRB位于中間，偏移為offset＝Ngap

另一部分未被分配的PRB位于最后，個(gè)數(shù)為

圖9.4.4方法1(Ngap＝Ngap，1)

·方法2(見(jiàn)圖9.4.5):

以 為例，Ngap＝Ngap，2，查表可以得到:P＝3，Ngap＝Ngap，2＝9。

計(jì)算可得:

對(duì)于Ngap＝Ngap，2時(shí)，可能有多個(gè)交織單元矩陣，交織單元矩陣個(gè)數(shù)為 矩陣的行數(shù)為Nrow＝ 將VRB索引逐行寫(xiě)入，逐列讀出，交織矩陣的第二列和第四列的最后分別插入

個(gè)NULL值。第二個(gè)slot和第一個(gè)slot分配的DVRB的跳頻循環(huán)移位為

時(shí)，可能有部分PRB未被分配，對(duì)于Ngap＝Ngap，2時(shí)，偏移為offset＝

未被分配的PRB位于最后，個(gè)數(shù)為

圖9.4.5方法2(Ngap＝Ngap，2)9.4.2.4集中式與分布式性能對(duì)比

提案R1-074884給出了分布式與集中式分配的性能比較，如圖9.4.6、圖9.4.7所示。

圖9.4.6單天線下性能對(duì)比曲線圖9.4.7兩天線分集下性能對(duì)比曲線圖中，Nd＝1表示集中式資源分配方式，Nd＝2，3，6表示分布式資源分配方式。Nd＝2表示時(shí)隙間跳頻，Nd＝3和Nd＝4表示符號(hào)間跳頻。四種傳輸格式為(1PRB，16QAM，R＝2/3)，(2PRB，QPSK，R＝2/3)，(3PRB，QPSK，R＝4/9)，(4PRB，QPSK，R＝1/3)。

由圖中可以看出，單RB下分布式資源分配方式的增益最明顯，隨著RB數(shù)的增加，分布式資源分配方式的增益減小，同時(shí)Nd越大，增益越大，但相應(yīng)的復(fù)雜度越高，3GPP協(xié)議最終確定時(shí)隙間跳頻的方式，采用Nd＝2。9.4.3PDSCH性能分析

9.4.3.1PDSCH通用性能

參考相關(guān)提案，PDSCH仿真條件參見(jiàn)表9.4.2，其性能如圖9.4.8~圖9.4.12所示。

表9.4.2PDSCH仿真條件圖9.4.8在場(chǎng)景2.1下吞吐量隨SNR變化曲線圖9.4.9在場(chǎng)景7.1下吞吐量隨SNR變化曲線圖9.4.10在場(chǎng)景6.1下吞吐量隨SNR變化曲線圖9.4.11在場(chǎng)景5.1下吞吐量隨SNR變化曲線圖9.4.12在場(chǎng)景4.2下吞吐量隨SNR變化曲線9.4.3.2PDSCH隨PMI特性性能分析

提案R4091237中給出了固定PMI和反饋PMI以及不同PMI反饋粒度的性能。仿真條件參見(jiàn)表9.4.3，其性能如圖9.4.13所示。

表9.4.3不同PMI反饋方式PDSCH仿真條件圖9.4.13反饋單個(gè)PMI/多個(gè)PMI下PDSCH性能

9.5.1REG的圖例

下行控制信道PCFICH、PHICH、PDCCH在物理資源中的映射以REG為基本單位，不同配置下每個(gè)RB中包含的REG數(shù)目不同，每個(gè)REG中用于下行控制信道資源映射的RE數(shù)目為4，具體如圖9.5.1所示。9.5下行控制信道資源映射圖例

圖9.5.1REG的圖例由圖9.5.1可知:

(1)無(wú)論小區(qū)參考信號(hào)的配置如何，第一個(gè)OFDM符號(hào)中每個(gè)物理資源塊nPRB包含兩個(gè)REG，如圖(a)。

(2)如果小區(qū)參考信號(hào)的配置為單天線端口或兩天線端口，第二個(gè)OFDM符號(hào)中每個(gè)物理資源塊nPRB包含3個(gè)REG，如圖(b)。

(3)如果小區(qū)參考信號(hào)的配置為四天線端口，第二個(gè)OFDM符號(hào)中每個(gè)物理資源塊nPRB包含2個(gè)REG，如圖(c)。

(4)無(wú)論小區(qū)參考信號(hào)的配置如何，第三個(gè)OFDM符號(hào)中每個(gè)物理資源塊nPRB包含3個(gè)REG，如圖(d)。

(5)無(wú)論小區(qū)參考信號(hào)的配置如何，第四個(gè)OFDM符號(hào)中:

正常CP:每個(gè)物理資源塊nPRB包含3個(gè)REG，如圖(e)。

擴(kuò)展CP:每個(gè)物理資源塊nPRB包含2個(gè)REG，如圖(f)。9.5.2不同天線配置、帶寬情況下的REG數(shù)目

表9.5.1、表9.5.2分別給出了四端口、兩/單端口下不同帶寬OFDM符號(hào)包含的REG數(shù)目。

表9.5.1四天線端口不同帶寬OFDM符號(hào)中包含的REG數(shù)目

表9.5.2兩/單天線端口不同帶寬OFDM符號(hào)中包含的REG數(shù)目9.5.3下行控制信道符號(hào)的物理資源映射

下行信道中各物理信道信息以及參考信號(hào)、主輔同步信號(hào)可參照以下順序依次映射到相應(yīng)的物理資源位置上，如圖9.5.2所示。

圖9.5.2下行信道物理資源映射的順序

表9.5.3為下行物理資源映射設(shè)定的系統(tǒng)參數(shù)。表9.5.3下行物理資源映射設(shè)定的系統(tǒng)參數(shù)根據(jù)表9.5.3中的參數(shù)設(shè)定，結(jié)合圖9.5.2給出下行控制信道的物理資源映射過(guò)程。

系統(tǒng)帶寬為5MHz時(shí)，NDLRB＝25，單天線端口發(fā)射時(shí)控制信道的RE映射與兩天線端口一致，四天線端口發(fā)射時(shí)除了第二個(gè)OFDM符號(hào)上REG個(gè)數(shù)不同外，