2.1Hệ thống truyền dẫn : đường xuống OFDM và đường lên SC-FDMA
4.3 Scheme truyền dẫn đường lên
4.3.2 Tín hiệu tham khảo đường lên
Tương tự đường xuống, tín hiệu tham khảo cho đánh giá kênh cũng cần thiết cho đường lên LTE để cho phép giải điều chế kết hợp ở trạm gốc. Do sự khác nhau giữa các scheme truyền dẫn đường xuống và đường lên LTE (tương ứng với OFDM và SC-FDMA dựa trên DFTS-OFDM) và sự quan trọng của biến đổi công suất thấp cho truyền dẫn đường lên, nguyên lý của các tín hiệu tham khảo đường lên thì khác với của đường xuống. Về bản chất, việc để tần số các tín hiệu tham khảo được ghép với dữ liệu truyền dẫn từ cùng một đầu cuối di động là không thể đối với đường lên. Thay vào đó, tín hiệu tham khảo đường lên được ghép kênh thời gian với dữ liệu đường lên. Đặc biệt hơn, như được minh hoạ trong hình 4.29, tín hiệu tham khảo đường lên được phát trong khối thứ tư của mỗi khe đường lên và với một băng thông tức thời bằng với băng thông của truyền dẫn dữ liệu. Chú ý rằng, trong trường hợp chung, nhảy tần số đường lên có thể được ứng dụng, ý nói rằng hai khe trong hình 4.29 được phát trên các tần số khác nhau, về bản chất có lẽ phân biệt nhau. Trong trường hợp này, phép nội suy giữa hai khối tín hiệu tham
khảo của một khung con có thể khơng có khả năng như một kênh, do sự phân biệt tần số, về bản chất có thể khác nhau giữa hai khối.
Một cách để thực thi tín hiệu tham khảo đường lên là tạo ra tín hiệu tham khảo miền tần số XRS(k) với độ dài MRS tương ứng với băng thơng được ấn định (số lượng sóng mang con DFTS-OFDM được ấn định hoặc, tương đương với kích thước DFT tức thời) và đưa đến đầu vào của một IFFT, như được minh hoạ trong hình 4.30. Việc chèn tiền tố tuần hồn sau đó được thực hiện chính xác như đối với các khối đường lên khác. Theo nhiều ý nghĩa, điều này có thể được xem như việc xác định tín hiệu tham khảo đường lên như là một tín hiệu OFDM. Tuy nhiên, người ta có thể mơ tả tương đương tín hiệu tham khảo giống như một tín hiệu DFTS-OFDM bằng cách đơn giản lấy IDFT kích thước MRS của chuỗi XRS(k) miền tần số. Chuỗi kết quả sau đó có thể đưa đến q trình xử lý DFTS-OFDM được phác thảo trong hình 4.24.
Hình 4.29 Tín hiệu tham khảo đường lên được chèn vào trong khối thứ tư của
mỗi khe thời gian đường lên. Giả sử là tiền tố tuần hồn thơng thường, tức là bảy khối trên một khe và khơng có nhảy tần.
Các tín hiệu tham khảo nên có những thuộc tính như sau:
•Biên độ khơng đổi hoặc hầu như không đổi trên tuyến với những đặc tính cơ bản của scheme truyền dẫn đường lên LTE (đơn sóng mang PAR thấp).
•Thuộc tính tự tương quan miền thời gian tốt để cho phép đánh giá kênh đường lên chính xác.
Các chuỗi với thuộc tính này thỉnh thoảng được xem như các chuỗi CAZAC (Constant-Amplitude Zero-Auto-Correlation).
Một bộ chuỗi với thuộc tính CAZAC là bộ chuỗi Zadoff-Chu. Trong miền tần số, chuỗi Zadoff-Chu độ dài Mzc có thể được biểu thị như:
X(u)ZC(k) = e -jπu MZC ) 1 (k+ k (4.1) Với là chỉ số của chuỗi Zadoff-Chu trong bộ chuỗi Zadoff-Chu độ dài
MZC
Số lượng chuỗi Zadoff-Chu hiệu lực đưa ra một độ dài chuỗi nào đó, đó là số giá trị có thể được của chỉ số u trong (4.1), bằng với số lượng số nguyên có liên quan chủ yếu đến độ dài MZC. Điều này có nghĩa rằng, để có số lượng chuỗi Zadoff-Chu lớn nhất và do đó cuối cùng là số lượng tín hiệu tham khảo đường lên có hiệu lực sẽ lớn nhất. Chuỗi Zadoff-Chu có độ dài tốt nhất thì được ưa chuộng hơn. Tại cùng một thời điểm, độ dài MRS của tín hiệu tham khảo đường lên miền tần số nên được bằng với băng thông được ấn định, tức là bội số của 12 (kích thước khối tài nguyên) thì hiển nhiên khơng phải một số tốt nhất. Do đó, chuỗi Zadoff-Chu có độ dài tốt nhất không thể được sử dụng một cách trực tiếp như tín hiệu tham khảo đường lên LTE. Thay vào đó tín hiệu tham khảo đường lên được chuyển hóa từ chuỗi Zadoff-Chu có độ dài tốt nhất.
Hai phương pháp để lấy tín hiệu tham khảo đường lên độ dài MRS từ chuỗi Zadoff-Chu độ dài tốt nhất đã được định nghĩa trong chuẩn lớp vật lý LTE:
1. Phương pháp 1 (sự cắt cụt - truncation): Chuỗi Zadoff-Chu có độ dài
MZC, trong đó MZC là “số tốt nhất nhỏ nhất” lớn hơn hoặc bằng MRS, bị
chặt cụt thành độ dài MRS.
2. Phương pháp 2 (mở rộng theo chu kỳ): Chuỗi Zadoff-Chu độ dài MZC, trong đó MZC là “số tốt nhất lớn nhất” nhỏ hơn hoặc bằng MRS, được mở rộng một cách tuần hồn đến độ dài MRS.
Hình 4.31 Phương pháp tạo ra tín hiệu tham khảo đường lên từ chuỗi Zadoff-
Chu độ dài tốt nhất. Chú ý rằng trong trường hợp chung, có nhiều hơn một ký tự có thể bị cắt cụt (phương pháp 1) hoặc được mở rộng theo chu kỳ (phương
pháp 2).
Hai phương pháp này được minh họa trong hình 4.31. Cần lưu ý rằng hình này giả sử khơng phải trường hợp nào cũng cắt cụt hoặc mở rộng theo chu kỳ của một ký tự đơn. Cho ví dụ, nếu độ dài chuỗi tham khảo MRS=96, tương ứng với 8 khối tài nguyên, được mong muốn, phương pháp 1 có thể sử dụng chuỗi Zadoff-Chu có độ dài NZC=97 (một số tốt nhất) như một điểm bắt đầu. Tuy nhiên, số tốt nhất lớn nhất nhỏ hơn hoặc bằng 96 là 89, ý nói rằng phương pháp 2 sẽ cần sử dụng chuỗi Zadoff-Chu độ dài NZC=89 như điểm bắt đầu và áp dụng việc mở rộng chu kỳ 7 ký tự để đạt đến tín hiệu tham khảo có độ dài 96 được mong muốn.
Rõ ràng, cả hai phương pháp này đều giảm quy mơ thuộc tính CAZAC của tín hiệu tham khảo đường lên. Phương pháp tối ưu về mặt duy trì tốt nhất thuộc tính CAZAC trong số những thứ khác phụ thuộc vào độ dài chuỗi tín hiệu tham khảo MRS hướng tới. Do đó, cả hai phương pháp đều có ý nghĩa và có thể được sử dụng, phụ thuộc vào độ dài chuỗi tín hiệu tham khảo được mong muốn hoặc tương đương với kích thước tài nguyên được ấn định.