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OFDM vs OFDMA - [LTE物理层]
2009-12-16
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number of antennas in MIB - [LTE物理层]
2009-12-13
number of transmitting antennas is also the essential information that's carried in MIB, but not in a direct way as dl-bandwidth, PHICH config and SFN. Instead this information is implicitly broadcased by scrambling the MIB transport block with different CRC bits and each CRC corresponds to certain number of transmitting antennas.
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block spreading - [LTE物理层]
2009-12-07
the block-wise spreading is used for PUCCH, the main idea of BS is to divide the whole subcarriers into smaller blocks and using spreading matrices to spread the data across these blocks and thus achieve multipath diversities
here is a block diagram
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LTE功率控制的对象包括PUCCH,PUSCH,SRS,RA preamble, RA Msg3等。由于这些上行信号的数据速率和重要性各自不同,其具体功控方法和参数也不尽相同。PUSCH和SRS的功控基本相同。
1 标称功率(Nominal Power)
eNB首先为该小区内的所有UE半静态设定一标称功率P0(对PUSCH和PUCCH有不同的标称功率,分别记为P0_PUSCH和P0_PUCCH ),该值通过系统消息SIB2(UplinkPowerControlCommon: p0-NominalPUSCH, p0-NominalPUCCH)广播给所有UE;P0_PUSCH的取值范围是(-126,24)dBm。
需要注意的是对于动态调度的上行传输和半持久调度的上行传输,P0_PUSCH的值也有所不同(SPS-ConfigUL: p0-NominalPUSCH-Persistent)。
另外RA Msg3的标称功率不受以上值限制,而是根据RA preamble初始发射功率 (preambleInitialReceivedTargetPower)加上∆Preamble_Msg3 (UplinkPowerControlCommon: deltaPreambleMsg3)。
每个UE还有UE specific的标称功率偏移(对PUSCH和PUCCH有不同的UE标称功率,分别记为P0_UE_PUSCH和P0_UE_PUCCH ),该值通过dedicated RRC信令(UplinkPowerControlDedicated: p0-UE-PUSCH, p0-UE-PUCCH)下发给UE。P0_UE_PUSCH和P0_UE_PUCCH的单位是dB,因此这个值可以看成是不同UE对于eNB范围标称功率P0_PUSCH和P0_PUCCH的一个偏移量。对于动态调度的上行传输和半持久调度的上行传输,P0_UE_PUSCH的值也有所不同。
最终UE所使用的标称功率是(eNB范围标称功率 + UE Specific偏移量)。2 路损补偿
在标称功率基础上,UE还需要根据测量得到的路损数据自动进行功率补偿。UE通过测量下行参考信号(RSRP)计算得到下行路损,乘以一个补偿系数α后作为上行路损补偿。系数α由eNB在系统消息中半静态设定(UplinkPowerControlCommon: alpha)。对于PUCCH和Msg 3,α总是为1。
标称功率设定和路损补偿都属于半静态功率控制,UE的动态功率控制有基于MCS的隐式功率调整和基于PDCCH的显示功率调整。3 基于MCS的功率调整
根据Shannon公式,发射功率需要正比于传输数据速率。在LTE系统中,MCS决定了每个RB上行数据量的大小,因此调度信息中的MCS隐式地决定了功率调整需求。
根据公式 可以得到功率调整量。
公式中的MPR即是由MCS决定的per RE的数据块大小;
公式中的KS一般情况下=1.25。
公式中的β是上行数据全为控制数据(如CQI)而无其他上行数据情况下的调整系数;如果有其他上行数据则为1。
基于MCS的功率调整仅针对PUSCH数据,对PUCCH和SRS不适用。
eNB可以对某UE关闭或开启基于MCS的功率调整,通过dedicated RRC信令(UplinkPowerControlDedicated: deltaMCS-Enabled)实现。对于PUCCH来说,没有基于MCS的功率调整,但是对于不同的PUCCH format,系统会设定其他format相对于format 1a的功率偏移(UplinkPowerControlCommon: DeltaFList-PUCCH)。
4 基于PDCCH的功率调整
eNB可以在DCI format 0(UE标识C-RNTI)中携带TPC,或者使用专门用于功控命令的DCI format 3/3a(UE标识TPC-RNTI)。
基于PDCCH的功控调整可以分为累积调整方式和绝对值调整方式两种。累积方式是在当前功率调整数值上增加/减少一个TPC中指示的调整步长;绝对值方式是指直接使用TPC中指示的功率调整数值。累积方式可以适用于PUSCH,PUCCH和SRS,而绝对值方式只适用于PUSCH。
eNB通过专用RRC信令(UplinkPowerControlDedicated: accumulationEnabled)指示UE采用累计方式还是绝对值方式。
当采用累积方式时,TPC可以指示两套不同的调整步长,第一套步长为(-1,0,1,3)dB,由DCI format 0/3指示;第二套步长为(-1,1),由DCI format 3a指示;
当采用绝对方式时,TPC数值为(-4,-1,1,4)dB,由DCI format 0/3指示。
除了DCI format 0/3以外,eNB还可以在下行调度DCI format 1上指示仅用于PUCCH功控的TPC。UE的最终上行发射功率为“标称功率+路径补偿+MCS调整+PDCCH调整”。
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1 CCE
在PDCCH上,承载DCI(Downlink Control Information)的基本单元是CCE(Control Channel Element)。每个CCE包含9个REGs(Resource Element Group),每个REG包含4个REs,也就是一个CCE是包含36个RE的一个连续资源块。那么在系统带宽和用于PDCCH的symbol数量确定后基本可以计算出总的CCE数量(从总的RE数量中去掉PCFICH,PHICH以及参考信号所占的RE,再除以36)。
CCE是如何编号的呢,是每个symbol的CCE都从0开始编号?或者symbol 1中CCE的编号从symbol 0的最后一个CCE开始递增?从36.213中计算UE-Specific Search Space起始位置的HARSH函数来看似乎是每个symbol的CCE是独立编号的,都从0开始(need confirmation)。
2 盲检
UE一般不知道当前DCI传送的是什么format的信息,也不知道自己需要的信息在哪个位置。但是UE知道自己当前在期待什么信息,例如在Idle态UE期待的信息是paging, SI;发起Random Access后期待的是RACH Response;在有上行数据等待发送的时候期待UL Grant等。对于不同的期望信息UE用相应的X-RNTI去和CCE信息做CRC校验,如果CRC校验成功,那么UE就知道这个信息是自己需要的,也知道相应的DCI format,调制方式,从而进一步解出DCI内容。这就是所谓的“盲检”过程。
那么UE是不是从第一个CCE开始,一个接一个的盲检过去呢?这也未免太没效率了。所以协议首先划分了CCE公共搜索空间(Common Search Space)和UE特定搜索空间(UE-Specific Search Space),对于不同的信息在不同的空间里搜索。
另外对于某些format的信息,一个CCE是不够承载的,可能需要多个CCE,因此协议规定了所谓的CCE Aggregation Level取值为1,2,4,8。例如对于位于公共空间里的信息Aggregation Level只有4,8两种取值,那么UE搜索的时候就先按4 CCE为粒度搜索一遍,再按8 CCE为粒度搜索一遍就可以了。
3 Seach Space
DCI信息包括
UL Grant(format 0)
DL Assignment(format 1)
Paging(format 1c)
RACH Response(format 1c)
System Information(format 1c)
MIMO Downlink Assignment(format 2)
Power Control Command(format 3)
…
可以看出,有些信息如paging, SI, RACH response是所有UE都要去监听的,有一些则是跟特定UE相关的如上下行调度指令。所以协议将CCE划分为CCE公共搜索空间(Common Search Space)和UE特定搜索空间(UE-Specific Search Space),从而提高UE的盲检效率。其中公共搜索空间是最前面的16个CCE。UE特定搜索空间的起始位置根据36.213 9.1.1中的公式计算,空间大小则和Aggregation Level有关,最小为6 CCEs最大为16 CCEs。
从36.213表9.1.1-1可以查到不同搜索空间的可能Aggregation Level取值,UE一般不知道应该使用那种Aggregation Level,所以UE能做的是把所有可能性都尝试一遍。例如对于Common Search Space,UE需要分别按Aggregation Level = 4和Aggregation Level = 8来搜索。当按AL=4搜索时,16个CCE需要搜索4次,也就是有4个Control Channel Candidates;当按AL=8搜索时,16个CCE需要搜索2次,也就是有2个CCH Candidates;那么对于公共空间一共有4+2=6个CCH Candidates。
对于UE Specific来说,对应于AL=1,2,4,8分别有6,6,2,2个CCH Candidates,一共有16个。 -
PUCCH format Modulation scheme Number of Bits Information format 1 N/A N/A Scheduling Request format 1a BPSK 1bit/subframe ACK/NACK format 1b QPSK 2bits/subframe ACK/NACK format 2 QPSK 20bits/subframe CQI format 2a QPSK+BPSK 21bits/subframe CQI+ACK/NACK format 2b QPSK+QPSK 21bits/subframe CQI+ACK/NACK
不同用户间 PUCCH format 1/1a/1b复用: 通过正交码(3)和CAZAC序列的Cyclic Shift(12)来区分不同的用户,Cyclic Shift间隔为2,1个RB上可支持18个用户。
不同用户间 PUCCH format2/2a/2b复用: 通过CAZAC序列的Cyclic Shift(12)来区分不同的用户,1个RB上可支持12个用户。
不同用户间PUCCH format 1/1a/1b和PUCCH format 2/2a/2b的复用: 把Cyclic Shift分成两个区域,例如:从Cyclic Shift=0到Cyclic Shift=3 用于PUCCH format 1/1a/1b;
从Cyclic Shift=5 到Cyclic Shift=10用于PUCCH format 2/2a/2b;
Cyclic Shift=4 和Cyclic Shift=11用于两个区域之间的保护间隔。 -
System Frame Number - [LTE物理层]
2009-03-13
SFN位长为10bit,也就是取值从0-1023循环。
在PBCH的MIB广播中只广播前8位,剩下的两位根据该帧在PBCH 40ms周期窗口的位置确定,第一个10ms帧为00,第二帧为01,第三帧为10,第四帧为11。
PBCH的40ms窗口手机可以通过盲检确定。
36.331
systemFrameNumber
Defines the 8 most significant bits of the SFN. The 2 least significant bits of the SFN are acquired implicitly in the P-BCH decoding, i.e. timing of 40ms P-BCH TTI indicates 2 least significant bits (within 40ms P-BCH TTI, the first radio frame: 00, the second radio frame: 01, the third radio frame: 10, the last radio frame: 11)
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codeword-layer-rank-antenna port - [LTE物理层]
2009-03-10
codeword 是经过信道编码和速率适配以后的数据码流。在MIMO系统中,可以同时发送多个码流,所以可以有1,2甚至更多的codewords。在LTE系统中,一个TTI最多只能同时接收2个TB流,所以一般最多2个codewords;
layer和信道矩阵的“秩”(rank)是一一对应的,信道矩阵的秩是由收发天线数量的最小值决定的。例如4发2收天线,那么layer/rank = 2;4发4收天线,layer/rank=4;codeword的数量和layer的数量可能不相等,所以需要一个layer mapper把codeword流转换到layer上(串并转换);
经过layer mapper的数据再经过precoding矩阵对应到不同的antenna port发送;
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CCE 及 PDCCH 搜索 - [LTE物理层]
2009-02-20
CCE(control channel element)是PDCCH上传送控制信息的最小资源单位。在12个subcarrier * 1 symbol内,每个Symbol内的12个RE分成3个REGs。如果1-3symbol用于PDCCH的话,那么一个CCE就包含9个REGs也就是36个REs。
如果PDCCH调制方式是QPSK,那么一个CCE包含72bit信息,考虑到channel coding rate 1/3的话,实际信息为72/3 = 24bit
对于一个下行资源分配DL assignment,其信令大小:
C-RNTI: 16 bits
Resource Indicator: 12 bits
TBS and modulation: 8bits
Power contro: 4bits
共40bits
那么一个DL assignment需要2个CCEs. UL grant稍微多一些bits,也是2个CCEs(?)
对于寻呼,随机接入响应,系统广播信息这些控制信令,UE现在CCE公共空间搜索也就是起始的CCE1-CCE16一共16个CCE内盲检。
对于UE specific的信令,UE在specific空间检索







