Гельгор А.Л. Технология LTE мобильной передачи данных (2011) (1151873), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Принципы построениясистем MIMO будут описаны ниже.Опишем подробнее процедуру скремблирования данных каналаPDSCH. Пусть на вход скремблера поступает блок битb(0), b(1), ..., b( M bit − 1) ,где M bit — размер блока. Суть процедуры скремблирования заключается в поэлементном суммировании по модулю 2 битов блока с битами скремблирующего кода c(i ) : (i ) ( b(i ) + c(i ) ) mod 2 .b=Псевдослучайная последовательность скремблирующего кодаc(i ) определяется последовательностью Голда на основании соотно151шений (2.19) и (2.20) с инициализирующим значением cinit, определяемым следующим образом:cellcinit= nRNTI 214 + q 213 + ns / 2 29 + N ID,(2.30)где ns — номер слота в кадре радиосигнала, q — номер слота в под-кадре (0 или 1), nRNTI — временный идентификатор соединения, аидентификаторсотыcellN IDопределяетсяномеромгруппы(1)N ID= 0, 1, ..., 167 , которая предписывается каждой соте, и номером(2)= 0, 1, 2 :внутри группы N IDcell(1)(2)N=3 N ID+ N ID.ID(2.31)Далее скремблированный блок данныхb (0), b (1), ..., b ( M − 1)bitпоступает в блок модулятора, где осуществляется модуляция по одной из схем: КФМ, КАМ-16, КАМ-64.
Результатом модуляции является блок комплексных информационных символов(q )d ( q ) (0),..., d ( q ) ( M symb− 1) ,над которым далее выполняется процедура размещения по уровням.Суть процедуры размещения по уровням заключается в формировании υ параллельных потоков комплексных символов, каждый изкоторых будет использоваться при формировании сигнала на отдельный антенне, причем количество антенн может быть меньше либоравно количеству уровней.
Результатом данной процедуры являетсяlayerM symbвекторовT(υ −1)layerx(i ) = x (0) (i ) ... x=(i ) , i 0,1, ..., M symb− 1.В режиме работы с одной передающей антенной данная процедура невыполняется, т. е.x (0) (i )== d (0) (i ) , i 0,1, ..., M symb − 1 .Режим работы с большим числом передающих антенн может строиться по двум принципам: пространственное уплотнение (Spatial Multip-152lexing, SM) и пространственно-временное кодирование (Transmit Diversity, TD).Предположим, что многоантенная система, построенная по принципу пространственного уплотнения, имеет P антенн, причем количество антенн может быть меньше либо равно количеству сформированных уровней. Суть принципа пространственного уплотнения заключается в том, что различные блоки информационных символовили символы одного блока будут передаваться разными антеннами.Таким образом, при условии, что ПТ имеет 2 или 4 приемных антенны возможно увеличение максимальной скорости передачи данных в2 или в 4 раза в зависимости от конфигурации системы MIMO (система с 2 передающими и 2 приемными антеннами, либо с 4 передающими и 4 приемными).
Пример процедуры размещения по уровнямдля таких систем приведен в табл. 2.8.Таблица 2.8Размещение по уровням по принципу SMКоличество Количество блоуровнейков информационных символов11Размещение по уровнямlayer=i 0,1,..., M symb−1x (0) (i ) = d (0) (i )x (0) (i ) = d (0) (i )22x (1) (i ) = d (1) (i )x (0) (i ) = d (0) (2i )21=x (1) (i ) d (0) (2i + 1)x (0) (i ) = d (0) (i )32x (1) (i ) = d (1) (2i )(2)x=(i ) d (1) (2i + 1)layer(0)M symb= M symblayer(0)(1)M=M=M symbsymbsymblayer(0)M symb= M symb2layer(0)M=M=symbsymb(1)= M symb2153Окончание табл. 2.8x (0) (i ) = d (0) (2i )4=x (1) (i ) d (0) (2i + 1)2x (2) (i ) = d (1) (2i )layer(0)=M symbM=symb 2(1)= M symb2(3)x=(i ) d (1) (2i + 1)В многоантенных системах, построенных по принципу TD, числоантенн всегда эквивалентно числу уровней, и все антенны передаютчасти одного и того же блока информационных символов, т.
е. в данном случае скорость передачи данных между ПТ и БС не изменяется.Пример процедуры размещения по уровням для таких систем приведен в табл. 2.9.Таблица 2.9Размещение по уровням по принципу TDКол-во Кол-во блоРазмещение по уровнямlayer=i 0,1,..., M symb−1уровнейков инф.символов21x (0) (i ) = d (0) (2i )=x (i ) d (2i + 1)(1)(0)layer(0)M symb= M symb2(0)Если M symbmod 4 = 0layer(0)M symb= M symb4x (0) (i ) = d (0) (4i )=x (i ) d (4i + 1)(1)41(0)(2)x=(i ) d (0) (4i + 2)(3)x=(i ) d (0) (4i + 3)иначеlayer=M symb(M(0)symb+ 2) 4(0)mod 4 ≠ 0 к блоЕсли M symbку инф. символов следуетдобавить два нулевых символаПосле процедуры размещения по уровням сформированные векторы символовTlayerx(i ) = x (0) (i ) ... =x (υ −1) (i ) , i 0, 1, ..., M symb−1154должны пройти процедуру предварительного кодирования.
Результатом данной процедуры является новый набор векторовTapy (i ) = ... y ( p )=(i ) ... , i 0,1, ..., M symb− 1,причем каждый p-й элемент вектора y (i ) будет использоваться дляформирования сигнала на антенне с номером p (верхний индекс apозначает антенный порт, antenna port).В случае, если передача должна осуществляться с одной передающей антенны, то процедура предварительного кодирования невыполняется, т.
е.apaplayer− 1, M symb= M symb.y ( p ) (i ) == x (0) (i ) , i 0,1,..., M symbДля многоантенных систем, построенных по принципу пространственного уплотнения, предусмотрено два способа предварительногокодирования: кодирование без циклической задержки и кодирование сциклической задержкой.В первом случае вся процедура предварительного кодированиясводится к умножению ранее сформированных векторов на матрицупредварительного кодирования W(i) с числом строк P, равным количеству используемых передающих антенн (для систем SM могут бытьиспользованы 2 или 4 антенны), и числом столбцов υ , равным количеству уровней: y (0) (i ) x (0) (i ) =W(i), y ( P −1) (i ) x (υ −1) (i ) aplayerap= M symb.=i 0, 1, ..., M symb− 1 , M symb(2.32)В случае кодирования с циклической задержкой кодированиеосуществляется следующим образом: y (0) (i ) x (0) (i ) = W (i )D(i )U , y ( P −1) (i ) x (υ −1) (i ) (2.33)155где W(i) — матрица предварительного кодирования, D(i) — матрицациклических задержек, а матрица U имеет размерность υ × υ элементов и определяется табл.
2.10.Таблица 2.10Значения матриц U и D(i)Количество уровнейUD(i)21 1 11 e − j 2 π 2 20 10 e − j 2 πi 2 υ3411 11 1 e− j 2π 3 e− j 4π 3 3− j4π 3− j8 π 31 ee111 1− j2π 4e− j 4π 4 e− j6π 4 1 1 e2 1 e − j 4 π 4 e − j8 π 4 e − j12 π 4 − j6π 4e − j12 π 4 e − j18 π 4 1 e100000 10 e − j 2 πi 30 − j 4 πi 30e0000 e − j 2 πi 400 e − j 4 πi 400 e − j 6 πi 4 00Элементы матрицы предварительного кодирования приведены втабл. 2.11, индекс матрицы предварительного кодирования закрепленза базовой станцией.В случае использования двух передающих антенн индекс, какправило, имеет нулевое значение.В случае использования четырех передающих антенн элементыматрицы предварительного кодирования определяются столбцамиматрицыWn = I − 2u n u nH u nH u n ,(2.34)где I представляет собой единичную матрицу размерностью 4 × 4,элементы вектора u зависят от номера матрицы предварительного кодирования и приведены в табл.
П.4 Приложения 3. Сама матрица156предварительного кодирования формируется из столбцов матрицыWn, взятых в порядке следования, указанном верхним индексом sматриц W(s) табл. П.4.Таблица 2.11Элементы матрицы предварительного кодирования для систем сдвумя передающими антеннамиИндекс матрицы предвариКоличество уровней υтельного кодирования1201 12 11 1 0 2 0 1 11 1 2 −11 1 1 2 1 −121 1 2 j1 1 1 2 j − j 31 1 2 − j –В многоантенных системах SM с 4 передающими антеннами возможен режим работы, при котором для каждых υ векторов x(i) используется новая матрица предварительного кодирования.
При этомизменение индекса матрицы предварительного кодирования осуществляется следующим образом: i k mod 4 + 12 ∈ {12, 13, 14, 15} .= υ (2.35)В многоантенных системах, работающих по принципу пространственно-временного кодирования, передача сигнала может осуществляться также с двух или с четырех антенн. В случае передачи с двухантенн результатом предварительного кодирования является наборвекторовTapy (i ) = y (0) (i ) =y (1) (i ) , i 0,1,..., M symb− 1,157вычисляемый в результате следующей операции: y (2i ) 1 (1)0(2)yi1= y (0) (2i + 1) 2 0 (1)1 y (2i + 1) (0) Re ( x (0) (i ) ) 0j 0 (1)−1 0 j Re ( x (i ) ) ,1 0 j Im ( x (0) (i ) ) 0 − j 0 (1) Im ( x (i ) ) layer=i 0, 1, ..., M symb− 1,(2.36)aplayer= 2M symbи в данном случае M symb.Для систем с четырьмя передающими антеннами результатомпредварительного кодирования будет векторy (i ) = y (0) (i )y (1) (i )Tapy (2) (i ) =y (3) (i ) , i 0, 1, ..., M symb− 1,вычисляемый следующим образом: y (0) (4i ) 1 0 (1)0 0 y (4i ) (2) y (4i ) 0 −1 (3) y (4i ) 0 0 y (0) (4i + 1) 0 1 (1) y (4i + 1) 0 0 y (2) (4i + 1) 1 0 (3) y (4i + 1) 1 0 0 y (0) (4i + 2) = 2 0 0(1) y (4i + 2) 0 0 (2)0 0 y (4i + 2) (3) y (4i + 2) 0 0 (0)(43)yi+0 0 y (1) (4i + 3) 0 0 (2)(43)yi+0 0 y (3) (4i + 3) 0 01580 0j0 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 0 −j0 0 00 0 01 0 00 0 00 −1 00 0 00 1 00 0 01 0 00 00 0j 00 0j 00 00 00 00 00 j0 00 00 00 00 00 −j000(0)0 Re ( x (i ) ) 0 Re ( x (1) (i ) ) 0 Re ( x (2) (i ) ) 0 (3)0 Re ( x (i ) ) ,(0)0 Im ( x (i ) ) 0 (1)Im ( x (i ) ) 0 (2)j Im ( x (i ) ) 0 Im ( x (3) (i ) ) j00 layer=i 0, 1, ..., M symb− 1,(2.37)и в данном случаеMapsymblayer(0) 4 M symb , M symb mod 4 = 0;=layer(0)( 4 M symb ) − 2, M symb mod 4 ≠ 0.2.3.2.
ПЕРЕДАЧА СЛУЖЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ ВНИСХОДЯЩЕМ НАПРАВЛЕНИИПомимо пользовательского трафика в нисходящем канале такженеобходимо осуществлять передачу служебных сообщений. В нисходящем канале осуществляется передача служебных сообщений трехтипов.• Управляющий индикатор формата (Control Format Indicator,CFI) используется для передачи служебной информации о том, какоеколичество ресурсов в нисходящем направлении выделено для служебной информации.
Сообщение CFI передается в физическомуправляющем канале индикатора формата PCFICH.• Сообщения HARQ (HARQ Indicator, HI) являются подтверждением успешного приема БС пакетов, переданных абонентом в восходящем направлении. Данные сообщение передаются в физическомканале HARQ-сообщений PHICH.• Управляющие сообщения нисходящего канала (Downlink Control Information, DCI), в которых пользователям передается информация о том, какие им выделены ресурсы в нисходящем и восходящемканалах. Передача данных сообщений осуществляется в физическомнисходящем управляющем канале PDCCH.Сообщения канала PCFICH информируют пользователей о том,сколько OFDMA-символов выделено каналу PDCCH. Как уже упоминалось выше, управляющему каналу PDCCH может быть выделено отодного до трех OFDMA-символов в каждом подкадре радиосигнала.Перед осуществлением передачи данные проходят процедурускремблирования, затем осуществляется модуляция.159Модуляция в канале PCFICH всегда осуществляется по схемеКФМ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
