Гельгор А.Л. Технология LTE мобильной передачи данных (2011) (1151873), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Частота, с которой можетзадействоваться данный канал, зависит от загруженности сети и отпотребностей пользователя. Передачи могут осуществляться с частотой следования подкадров или один раз в 20 мс. Передача по каналуслучайного доступа всегда представляет собой преамбулу и циклический префикс. Возможные структуры преамбул показаны на рис. 2.36.903 мксЦППоследовательностьпреамбулы103 мкс1,08 МГц(6 ресурсных блоков)Формат 0800 мкс1484 мксПоследовательностьпреамбулыЦП684 мксФормат 1800 мкс1803 мксЦП203 мксПоследовательность Последовательностьпреамбулыпреамбулы800 мксФормат 2800 мкс2284 мксЦП684 мксПоследовательность Последовательностьпреамбулыпреамбулы800 мксФормат 3800 мксРис. 2.36. Форматы преамбулы канала PRACH (режим FDD)Форматы преамбулы 1, 3, которые имеют большую длительностьциклического префикса, могут использоваться в сотах, обслуживающих большие территории, где задержка распространения сигнала между ПТ и БС может принимать большие значения (радиус соты в системе LTE может достигать 100 км, при этом задержка распространения сигнала составит около 333 мкс).
Форматы преамбул с повто145ряющимися последовательностями могут использоваться в условияхработы с большими потерями при распространении. В каждой сотевозможно формирование 64 последовательностей преамбулы, которые могут быть распределены между абонентами. Передача данныхпо каналу PRACH всегда занимает полосу частот шириной 1,08 МГц,что соответствует шести ресурсным блокам.В качестве последовательностей преамбулы используются последовательности Задова — Чу длиной 839 элементов, свойства которыхбыли описаны выше.
Автокорреляционные свойства этих последовательностей позволяют точно обнаруживать сигнал канала PRACH иоценивать задержку его распространения. В одной соте используетсяодна последовательность Задова — Чу с 64 возможными значениямициклического сдвига. Такое малое по сравнению с длиной последовательности число возможных циклических сдвигов обеспечивает выполнение условия, при котором временной интервал, соответствующий возможным значениям задержки распространения, имеет длительность меньше, чем минимальный циклический сдвиг между возможными последовательностями преамбулы. Другими словами, данное условие исключает ситуацию, при которой задержанную на времяраспространения сигнала от ПТ к БС преамбулу возможно спутать спреамбулой другого пользователя (рис. 2.37).Другие преамбулыПередачапреамбулыЗадержкараспространенияМомент приходапреамбулыВременной интервал, в течениекоторого возможен приход преамбулыВозможный разброс значений задержкиРис.
2.37. Условие корректной оценки момента приходапреамбулы сигнала PRACH146Итак, в предыдущих разделах были рассмотрены физическиевосходящие каналы. Обратимся теперь к рассмотрению основныхособенностей физических нисходящих каналов.2.3. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ НИСХОДЯЩИЕ КАНАЛЫВ разд. 2.1.1 была рассмотрена структура многочастотных ортогональных сигналов, используемых при передаче данных системыLTE в нисходящем направлении, позволяющих (при помощи защитного интервала) эффективно бороться с замираниями. Еще однимпреимуществом таких сигналов является удобство мультиплексирования потоков данных, предназначенных различным абонентам.
Действительно, при передаче одного OFDM-сигнала данные, поступающие от различных пользователей, можно размещать по разным поднесущим, или по группам поднесущих. Такой метод множественногодоступа совмещает в себе идею OFDM-сигналов и принцип частотного разнесения. Метод получил название множественного доступа сортогональным частотным разнесением (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA). Далее будем использовать понятиеOFDMA-символа, который, по сути, является набором отсчетовOFDM-сигнала во временной области, подчеркивая таким образом,что сигнал является групповым, т. е.
несет данные нескольких пользователей.Аналогично случаю восходящих каналов, выделение физическихресурсов пользователям осуществляется ресурсными блоками, каждый из которых занимает в частотной области полосу 180 кГц, чтопри разносе между соседними поднесущими в 15 кГц соответствует12 поднесущим, а во временной – 0,5 мс (слот). Однако перераспределение частотно-временных ресурсов между пользователями можетосуществляться только раз в 1 мс (подкадр). В режиме работы с нормальным циклическим префиксом один ресурсный блок включает 7OFDMA-символов, а в режиме работы с расширенным циклическимпрефиксом – 6 OFDMA-символов.1472.3.1.
ПЕРЕДАЧА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ДАННЫХ ВНИСХОДЯЩЕМ НАПРАВЛЕНИИВ нисходящем направлении пользовательские данные передаются в нисходящем физическом групповом канале PDSCH. БС производит оценку качества канала между пользователем и БС на основе индикаторов CQI, передаваемых пользовательскими терминалами, и всоответствии с результатом выделяет пользователям те или иные ресурсные блоки. Понятно, что если пользователю необходимо передавать данные на более высокой скорости, то ему должно быть выделено большее количество ресурсных блоков.
Также, как и в случае восходящего канала, положение и параметры выделяемых пользователюресурсов могут изменяться с течением времени (рис. 2.38).Индикатор CQIПТ 1ПоднесущиеДанные ПТ 1Данные ПТ 2ПТ 2Данные ПТ 1ИндикаторCQIДанные ПТ 2Рис. 2.38. Перераспределение ЧВР между пользователямиСлужебные сообщения о том, какие ресурсные блоки назначаются данному пользователю, передаются в физическом нисходящемуправляющем канале PDCCH. Данные канала PDSCH могут заниматьот трех до шести OFDMA-символов в слоте в зависимости от конфигурации канала PDSCH и от используемого циклического префикса148(нормальный или расширенный). В каждом подкадре данные каналаPDCCH могут содержаться только в первом слоте подкадра, в то время как второй слот подкадра содержит только данные PDSCH.В примере, показанном на рис. 2.39, в первом слоте подкадра каналу PDCCH выделено 3 OFDMA-символа, но в общем случае данныеэтого канала могут занимать от одного до трех OFDMA-символов.
Врежиме работы, при котором системе выделен диапазон частот шириной 1,4 МГц, в первом слоте подкадра радиосигнала каналу PDCCHможет выделяться от двух до четырех OFDMA-символов.Кадр (10 мс)Подкадр (1 мс)Служебные данные Данные пользователя Данные пользователяПоднесущиеСлот № 1 (0,5 мс)Слот № 2 (0,5 мс)Рис. 2.39. Размещение служебных и пользовательских данныхв подкадреВместе с данными каналов PDCCH и PDSCH в сигнале нисходящего канала необходимо размещение пилотных сигналов и данныхшироковещательного канала PBCH. Для более эффективной оценкипередаточной характеристики канала символы пилотной последовательности распределяются равномерно по ЧВР подкадра, как по частотному диапазону, так и во времени (по OFDMA-символам). Примерраспределения пилотных символов по ЧВР подкадра показан нарис. 2.40.149Символы пилотнойпоследовательностиPDCCHPDSCHПоднесущиеOFDMA-символыРис. 2.40.
Пример распределения ЧВР подкадраВ качестве схемы помехоустойчивого кодирования пользовательских данных используется турбокодирование со скоростью 1/3, которая подробно рассматривалась для случая восходящих каналов(разд. 2.2.5). Максимальный размер блока данных, который можетподаваться на кодер турбокода, составляет 6144 бита. Структурнаясхема процедуры кодирования пользовательских данных представлена на рис. 2.41. Обратим внимание, что в отличие от схемы кодирования пользовательских данных для восходящего канала PDSCH в данной схеме отсутствует процедура их мультиплексирования со служебными данными, так как служебные данные занимают другиеOFDMA-символы.150ДанныеPDSCHСегментация по транспортнымблокам, добавление к блокам CRCСегментация по кодовым блокам,добавление к блокам CRCКодер турбокодаВыравнивание скоростейпередачи данныхКонкатенация кодовыхблоковСкремблированиеМодуляцияРазмещение по уровням,предварительноекодированиеРазмещение по ЧВРФормирование отсчетовOFDMA-сигналаК антенне 1К антенне 2Рис.
2.41. Структурная схема кодирования данных канала PDSCHКак показано на рис. 2.41, все процедуры, следующие после конкатенации кодовых блоков, могут выполняться параллельно для нескольких кодовых блоков (двух или четырех). Это необходимо длямногоантенных систем (Multiple In Multiple Out, MIMO), построенныхпо принципу пространственного уплотнения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
