Điện thoại di động có thể trả về thông tin trạng thái kênh cho trạm gốc theo hai cách. Báo cáo định kỳ được thực hiện theo các khoảng thời gian đều đặn, nằm trong khoảng từ 2 đến 160 mili giây đối với CQI và PMI và lớn hơn tới 32 lần đối với RI. Thông tin thường được mang bởi PUCCH, nhưng được chuyển đến PUSCH nếu thiết bị di động đang gửi dữ liệu đường lên trong cùng một khung con. Số bit tối đa trong mỗi báo cáo định kỳ là 11, để giảm tốc độ dữ liệu thấp có sẵn trên PUCCH.
Báo cáo theo chu kỳ được thực hiện cùng lúc với quá trình truyền dữ liệu PUSCH và được yêu cầu bằng cách sử dụng một bộ phận hỗ trợ lập lịch của thiết bị di động. Nếu cả hai loại báo cáo được lập lịch trong cùng một khung con, thì báo cáo theo chu kỳ sẽ được ưu tiên.
Đối với cả hai kỹ thuật, trạm gốc có thể điều chỉnh thiết bị di động vào chế độ báo cáo chất lượng kênh bằng cách sử dụng tín hiệu RRC. Chế độ báo cáo xác định loại thông tin chất lượng kênh mà trạm gốc yêu cầu, theo cách được xác định bởi bảng 2.2 và 2.3. Trong mỗi chế độ, số đầu tiên mô tả loại phản hồi CQI mà trạm gốc yêu cầu, trong khi số thứ hai mô tả loại phản hồi PMI. Các định nghĩa chính xác của từng chế độ báo cáo được đề cập trong các thông số kỹ thuật và khác nhau đối với báo cáo định kỳ và theo chu kỳ do yêu cầu giới hạn lượng dữ liệu được truyền trên PUCCH. Đặc biệt, chế độ định kỳ 2-0 được xác định khác với chế độ không thường xuyên 2-0.
Chuyên đề
Chương 2: Quá trình truyền Hybrid ARQ Indicators trên
PHICH, Thông tin điều khiển Uplink và Truyền thông tin điều khiển uplink trên PUCCH
truyền yêu cầu lập lịch trong một khung con được cấu hình bởi tín hiệu RRC, lặp lại với khoảng thời gian từ 5 đến 80 ms. Điện thoại di động không bao giờ gửi thông tin trạng thái kênh cùng lúc với yêu cầu lập lịch; thay vào đó, yêu cầu lập lịch được ưu tiên.
Một trạm gốc hoạt động tốt sẽ trả lời yêu cầu lập lịch bằng cách cấp cho thiết bị di động lập lịch. Tuy nhiên, nó không bắt buộc phải làm như vậy. Nếu điện thoại di động đạt đến số lượng yêu cầu lập lịch tối đa mà không nhận được phản hồi, thì nó sẽ kích hoạt quy trình truy cập ngẫu nhiên. Trạm gốc có nghĩa vụ cấp cho thiết bị di động lập lịch như một phần của quy trình đó, việc này sẽ giải quyết được vấn đề.
Một thiết bị di động ở trạng thái RRC_IDLE không thể truyền trên PUCCH, vì vậy nó không thể gửi một yêu cầu lập lịch biểu nào cả. Thay vào đó, nó sử dụng quy trình truy cập ngẫu nhiên ngay lập tức.
Bảng 2.2 Chế độ báo cáo chất lượng kênh định kỳ trên PUCCH hoặc PUSCH
Bảng 2.3 Chế độ báo cáo chất lượng kênh theo chu kỳ trên PUSCH
2.3. Truyền thông tin điều khiển đường lên trên PUCCH 2.3.1. PUCCH định dạng
Nếu thiết bị di động muốn gửi thông tin điều khiển đường lên và không thực hiện truyền PUSCH trong cùng một khung con, thì nó sẽ truyền thông tin trên kênh điều khiển đường lên vật lý . PUCCH có thể được truyền bằng nhiều định dạng khác nhau. Bảng 2.4 cho thấy cách các định dạng này được sử dụng cho trường hợp prefx chu kỳ bình thường.
20. Tuy nhiên, nó sẽ gửi yêu cầu lập lịch và các bit báo nhận trực tiếp xuống lớp vật lý. , không có bất kỳ mã hóa nào cả.
Thiết bị di động truyền PUCCH ở các cạnh của băng tần đường lên (Hình 2.2), để giữ nó tách biệt khỏi PUSCH. Trạm gốc dự trữ các khối tài nguyên ở các cạnh cực của băng tần cho các định dạng PUCCH 2, 2a và 2b, với số khối chính xác được quảng cáo trong SIB 2. Các định dạng 1, 1a và 1b sử dụng thêm các khối tài nguyên, với số lượng các khối thay đổi động từ khung con này sang khung con tiếp theo tùy thuộc vào số lượng xác nhận mà trạm gốc đang mong đợi. Trạm gốc cũng có thể chia sẻ một cặp tài nguyên trung gian giữa tất cả các định dạng PUCCH, có thể hữu ích nếu băng thông nhỏ.
Khi sử dụng prefx tuần hoàn thông thường, các định dạng 1, 1a và 1b sử dụng bốn ký hiệu PUCCH trên mỗi vị trí và ba ký hiệu tham chiếu giải điều chế, trong khi các định dạng 2, 2a và 2b sử dụng các ký hiệu PUCCH trên mỗi vị trí và hai ký hiệu tham chiếu giải điều chế.
Một thiết bị di động riêng lẻ truyền PUCCH bằng cách sử dụng hai khối tài nguyên, nằm trong các khe thứ nhất và thứ hai của khung con và ở các phía đối diện của băng tần. Tuy nhiên, điện thoại di động không có các khối tài nguyên này cho chính nó. Ở định dạng PUCCH 2, 2a và 2b, mỗi cặp các khối tài nguyên được chia sẻ giữa 12 điện thoại di động, sử dụng tham số mobile- specifc được gọi là sự thay đổi theo chu kỳ chạy từ 0 đến 11. Trong các định dạng PUCCH 1, 1a và 1b, các khối tài nguyên được chia sẻ giữa 36 điện thoại di động, sử dụng sự dịch chuyển theo chu kỳ và một tham số di động cụ thể khác, chỉ số chuỗi trực giao, chạy từ 0 đến 2 .
Chuyên đề
Chương 2: Quá trình truyền Hybrid ARQ Indicators trên
PHICH, Thông tin điều khiển Uplink và Truyền thông tin điều khiển uplink trên PUCCH
Hình 2.2 Ánh xạ phần tử tài nguyên cho PUCCH và tín hiệu tham chiếu giải điều chế sử dụng chế độ FDD, prefx chu kỳ bình thường, băng thông 3 MHz, một cặp tài nguyên khối cho các định dạng PUCCH 2, 2a và 2b và một phân bổ ví dụ cho các định
dạng PUCCH 1, 1a và 1b.
2.3.2 Nguồn PUCCH
Tài nguyên PUCCH là một số xác định ba yếu tố: các khối tài nguyên mà thiết bị di động sẽ truyền PUCCH, và chỉ số trình tự trực giao và dịch chuyển theo chu kỳ mà nó nên sử dụng. Trạm gốc có thể gán ba loại tài nguyên PUCCH cho mỗi thiết bị di động
Tài nguyên PUCCH đầu tiên, được ký hiệu là n(1)PUCCH, được sử dụng cho các xác nhận ARQ kết hợp độc lập ở các định dạng 1a và 1b. Điện thoại di động tính toán
(1)
PUCCH
n động, sử dụng chỉ số của phần tử kênh điều khiển đầu tiên mà trạm gốc đã sử dụng cho lệnh lập lịch đường xuống của nó.
Tài nguyên PUCCH thứ hai, được ký hiệu là n(1)PUCCH SRI,
, được sử dụng để lập lịch yêu cầu ở định dạng 1. PUCCH thứ ba, ký hiệu là n(2)PUCCH, được sử dụng cho thông tin trạng thái kênh và xác nhận tùy chọn ở các định dạng 2, 2a và 2b. Điện thoại di động nhận được cả hai tài nguyên này thông qua các bản tin báo hiệu RRC cụ thể dành cho thiết bị di động, trong quá trình thiết lập hoặc điều chỉnh lại kết nối RRC.
chúng bằng cách sử dụngnPUCCH SRI(1) ,
. Trạm gốc đã mong đợi các xác nhận, vì vậy nó biết cách xử lý chúng, trong khi nó nhận ra yêu cầu lập lịch từ việc sử dụng n(1)PUCCH SRI, của thiết bị di động. Nếu điện thoại di động đang sử dụng ghép kênh ACK / NACK ở chế độ TDD, thì nó có thể phải gửi tối đa bốn xác nhận trong một khung con đường lên. Điện thoại di động thường thực hiện điều này bằng cách truyền hai bit trong một trong bốn nguồn PUCCH, được ký hiệu là n(1)PUCCH,0
đến nPUCCH(3) ,3
, được tính từ CCE đầu tiên theo cách tương tự với nPUCCH(1) . Bảng tra cứu xác định ánh xạ từ các bit báo nhận đến các bit được truyền và lựa chọn tài nguyên PUCCH. Tuy nhiên, nếu điện thoại di động muốn gửi yêu cầu lập lịch hoặc thông tin trạng thái kênh cùng một lúc, thì nó sẽ nén các xác nhận ARQ kết hợp xuống hai bit bằng một bảng tra cứu khác và gửi chúng trên
(1) ,
PUCCH SRI
n hoặc n(2)PUCCH theo cách thông thường.
2.2.3 Xử lý kênh vật lý của PUCCH
Bây giờ chúng ta có đủ thông tin để mô tả quá trình xử lý kênh vật lý cho
PUCCH. Khi sử dụng các định dạng PUCCH 1, 1a và 1b, thiết bị di động sẽ điều chế các bit trên một biểu tượng, sử dụng điều chế bật-tắt cho một yêu cầu lập lịch, BPSK cho báo nhận một bit và QPSK cho báo nhận hai bit. Sau đó, nó phát tán thông tin trong miền thời gian sử dụng chỉ mục trình tự trực giao, thường qua bốn ký hiệu, nhưng trên ba ký hiệu trong các vị trí hỗ trợ tín hiệu tham chiếu âm thanh được ưu tiên hơn các định dạng PUCCH này. Quá trình lan truyền tuân theo một kỹ thuật tương tự như kỹ thuật mà trạm gốc sử dụng cho PHICH và cho phép các ký hiệu được chia sẻ giữa ba điện thoại di động khác nhau.
Sau đó, điện thoại di động trải rộng thông tin qua 12 sóng mang con trong miền tần số bằng cách sử dụng dịch chuyển theo chu kỳ. Kỹ thuật này được thực hiện khác với kỹ thuật ở trên nhưng có cùng mục tiêu, cụ thể là chia sẻ các sóng mang phụ giữa 12 điện thoại di động khác nhau. Cuối cùng, điện thoại di động lặp lại quá trình truyền của nó trong các khe thứ nhất và thứ hai của khung phụ.
Khi sử dụng định dạng PUCCH 2, thiết bị di động điều chế các bit thông tin trạng thái kênh thành 10 ký hiệu bằng QPSK và truyền thông tin trong miền tần số bằng cách sử dụng dịch chuyển tuần hoàn. Nó cũng có thể gửi đồng thời các xác nhận ở
Chuyên đề
Chương 2: Quá trình truyền Hybrid ARQ Indicators trên
PHICH, Thông tin điều khiển Uplink và Truyền thông tin điều khiển uplink trên PUCCH
ĐIỆN VÀ TIẾP NHẬN KHÔNG LIÊN TỤC 3.1. Tín hiệu tham chiếu đường lên
3.1.1. Tín hiệu tham chiếu giải điều chế
Máy di động truyền tín hiệu tham chiếu giải điều chế cùng với PUSCH và
PUCCH, để giúp trạm gốc thực hiện ước lượng kênh. Như trong hình 2.1, tín hiệu sử dụng định dạng PUCCH 1, 1a và 1b chiếm 3 ký hiệu trên mỗi khe cắm, hai ký hiệu sử dụng định dạng PUCCH 2, 2a, 2b và 1 ký hiệu khi sử dụng PUSCH.
Tín hiệu tham chiếu giải điều chế chứa 12, 24, 36… điểm dữ liệu, tương ứng băng thông truyền dẫn cửa các khối tài nguyên 1, 2, 3… Để tạo ra tín hiệu thì mỗi ô được gán cho một trong 30 nhóm trình tự; mỗi nhóm trình tự chứa một trình tự cơ sở với các độ dài có thể có và được tạo ra từ trình tự Zadoff-Chu. Sau đó, trình tự cơ sở được sửa đổi bởi một trong 12 sự thay đổi theo chu kỳ để tạo ra tham chiếu báo hiệu.
Khi gửi tín hiệu tham chiếu PUSCH(kênh chia sẻ kênh vật lý), điện thoại di động sẽ tính toán sự di chuyển theo chu kỳ từ trường mà trạm gốc đã cung cấp. Khi MIMO có nhiều người dùng đường lên thì trạm gốc sẽ phân biệt các điện thoại khác nhau đang chia sẻ các khối tài nguyên giống nhau bằng cách chi chúng thay đổi theo chu kỳ khác nhau. Các dịch chuyển của tuần hoàn còn lại sẽ được sử dụng để phân biệt các ô lân cận có trong nhóm trình tự.
Khi gửi tín hiệu tham chiếu PUCCH( kênh điều khiển đường dẫn vật lý), thiết bị áp dụng cùng một dịch chuyển theo chu kỳ mà nó đã sử dụng cho quá trình truyền PUCCH. Quá trình này cho phép trạm gốc phân biệt các tín hiệu tham chiếu từ tất cả các điện thoại di động đang chia sẻ từng cặp khối tài nguyên.
3.1.2. Tín hiệu tham chiếu âm thanh
Mục đích của việc thiết bị di động truyền tín hiệu tham chiếu âm thanh(SRS) để giúp trạm gốc đo công suất tín hiệu nhận được trên băng thông truyền dẫn rộng. Sau đó, trạm gốc sử dụng thông tin để lập lịch phụ thuộc tần số.
Thời gian của tín hiệu tham chiếu âm thanh sẽ được trạm gốc điều khiển theo hai cách. Cách thứ nhất là cho điện thoại di động biết khung con nào hỗ trợ âm thanh, sử
Chuyên đề
Chương 3: Tín hiệu tham chiếu đường lên, kiểm soát nguồn điện và tiếp nhận không liên tục
khác của thiết bị di động. Điện thoại di động không truyền PUSCH trong ký hiệu cuối cùng của khung con hỗ trợ âm thanh, cho nên luôn có thể gửi PUSCH và SRS trong cùng một khung con. Các định dạng PUCCH 2, 2a, 2b được ưu tiên hơn so với tín hiệu âm thanh vì nó có các tần số dành riêng ở biên của dải tài nguyên . Còn trạm gốc có thể cấu hình định dạng PUCCH 1, 1a, 1b để sử dụng một trong hai kỹ thuật báo hiệu RRC.
Hình 3.1 Ví dụ về ánh xạ phần tử tài nguyên cho tín hiệu tham chiếu âm thanh, sử dụng tiền tố chu kỳ bình thường
3.2. Kiểm soát nguồn điện
3.2.1. Tính toán công suất đường lên
Trong quy trình điều khiển công suất đường lên phải đặt công suất phát của thiết bị di động thành giá trị nhỏ nhất mà vẫn thỏa mãn yêu cầu khả năng thu tín hiệu hiệu quả. Việc này có tác dụng làm giảm độ trễ giữa các thiết bị di động đang truyền trên cùng một phần tử tài nguyên trong các ô lân cận và làm tăng tuổ thọ. Trong LTE các thiết bị di động ước tính công suât tốt nhất có thể và trạm gốc điều chỉnh ước tính đó bằng cách sử dụng các lênh điều khiển công suất. Để rõ hơn về nguyên tắc ta xem xét PUSCH.
Công suất phát PUSCH được tính như sau:
PPUSCH(i) = min(P(i), PCMAX)
Trong đó: PPUSCH(i) là công suất truyền trên PUSCH trong khung phụ thứ i và được đo bằng decibel; PCMAX là công suất phát tối đa của thiết bị di động và P(i) được tính như sau:
P(i) = PO_PUSCH + 10log10(MPUSCH(i)) + ΔTF(i) + α.PL + f(i)
Ở đây, PO_PUSCH là công suất mà trạm gốc mong đợi nhận được trên băng thông của một khối tài nguyên. MPUSCH(i) là số khối tài nguyên mà thiết bị di động đang
phụ i, đảm bảo rằng thiết bị di động sử dụng công suất phát cao hơn để có tốc độ mã hóa lớn hơn hoặc sơ đồ điều chế nhanh hơn như 64-QAM, PL là tổn thất đường xuống, α là điều khiển công suất phân đoạn. Với cách đặt α thành một giá trị từ 0 đến 1, trạm gốc có thể đảm bảo rằng các thiết bị di động ở cạnh ô truyền một tín hiệu yếu hơn dự kiến, tham số f(i) giúp trạm gốc xử lý các lệnh điều khiển công suất.
3.2.2. Lệnh điều khiển nguồn đường lên
Các lệnh điều khiển công suất cho PUSCH sẽ được trạm gốc gửi theo hai cách. Cách thứ nhất, gửi các lênh điều khiển nguồn độc lập đến các nhóm điện thoại sử dụng đinh dạng DCI 3 và DCI 3A. Trạm gốc gửi bản tin PDCCH tới một đài nhận dạng mạng được gọi là TPC-PUSCH-RNTI, đài nhận này có chức năng chia sẻ giữa tất cả các điện thoại trong nhóm. Bản tin được chia sẻ chứa lênh điều khiển công suất cho từng điện thoại di động của nhóm, lệnh này được tìm bằng cách sử dụng độ lệch đã được định cấu hình trước đó bằng báo hiệu RRC. Và điện thoại tích lũy các lệnh điều khiển công suất của nó theo cách sau:
f(i) = f(i − 1) + δPUSCH(i − KPUSCH)
điện thoại di động nhận được sự điều chỉnh công suất của δPUSCH trong khung phụ i- KPUSCH và áp dụng nó trong khung phụ i. Khi sử dụng đinh dạng DCI 3 thì lệnh điều khiển nguồn chứa hai bit và điều chỉnh công suất -1, 0, 1 và 3 dB. Khi sử dụng đinh dạng DCI 3A lệnh chỉ chứa một bit và điều chỉnh công suất -1 và 1 dB.
Cách hai, trạm gốc gửi các lệnh điều khiển công suất hai bit đến một thiết bị di