TIỂU LUẬN báo HIỆU và điều KHIỂN kết nối đề tài các THỦ tục TRUYỀN và NHẬN dữ LIỆU TRONG 4g

Hình 4: Mối quan hệ giữa thời gian cấp lịch, dữ liệu đường lên và xác nhậnđường xuống, đối với cấu hình TDD 1...11Hình 5: Truyền và nhận PDCCH...18Hình 6: Xử lý kênh vận chuyển trong các

KHOA VIỄN THÔNG I

=====***=====

TIỂU LUẬN BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI

ĐỀ TÀI: CÁC THỦ TỤC TRUYỀN VÀ NHẬN DỮ LIỆU

TRONG 4GGiảng viên: TS HOÀNG TRỌNG MINH Nhóm môn học: Nhóm 02

Sinh viên: Hoàng Thanh Hà - B18DCVT122

Nguyễn Minh Tú - B18DCVT369 Phạm Việt Long - B18DCVT266

Lê Hải Đăng –B18DCVT098

Hà Nội, tháng 9/2021

LỜI NÓI ĐẦU

Mạng 4G-LTE là một phần quan trọng trong hạ tầng mạng truyền thông IoThiện nay và được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực như: y tế, giáodục, quân sự Mạng 4G có khả năng cung cấp nền tảng để thu thập và truyềntải thông tin đến trung tâm xử lý tín hiệu

Truyền và nhận dữ liệu là một trong những phần phức tạp hơn của LTE.Trong tiểu luận này, chúng ta bắt đầu với tổng quan về các thủ tục truyền vànhận được sử dụng trong đường lên và đường xuống Sau đó, nhóm lần lượttrình bày ba giai đoạn chính của các quy trình đó, đó là việc gửi các bản tin lênlịch từ trạm gốc, quá trình truyền dữ liệu thực tế và việc gửi các thông báo xácnhận và bất kỳ thông tin kiểm soát liên quan nào từ người nhận Nhóm cũng đềcập đến việc truyền các tín hiệu tham chiếu đường lên cũng như hai thủ tục,kiểm soát quyền lực và tiếp nhận không liên tục

Bằng sự cố gắng và nỗ lực nhóm em đã hoàn thành xong bài tiểu luậncủa nhóm Do có sự hạn chế về mặt thời gian và mức độ hiểu biết của bảnthân nên không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình nghiên cứu Vìthế, nhóm em rất mong nhận được những lời góp ý và sự chỉ bảo thêm củacác thầy cô và các bạn để em có thêm những kiến thức phục vụ cho học tậpcũng như công việc sau này

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU 5

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 6

I Quy trình truyền dữ liệu 7

1.1 Quy trình truyền dữ liệu Truyền và Tiếp nhận đường dẫn xuống 7

1.2 Truyền và Tiếp nhận Liên kết lên 8

1.3 Lịch trình bán liên tục 11

II Truyền thông điệp lên lịch trên PDCCH 12

2.1 Thông tin Điều khiển 12

2.2 Phân bổ tài nguyên 14

2.3 Ví dụ: Định dạng DCI 1 15

2.4 Số nhận dạng tạm thời của mạng vô tuyến 16

2.5 Truyền tải và tiếp nhận PDCCH 17

III Truyền dữ liệu trên PDSCH và PUSCH 19

3.1 Xử lý kênh vận chuyển 19

3.2 Xử lý kênh vật lý 21

IV Truyền các chỉ số ARQ kết hợp trên PHICH 23

4.1 Giới thiệu 23

4.2 Ánh xạ phần tử tài nguyên của PHICH 24

4.3 Xử lý kênh vật lý của PHICH 25

V Thông tin điều khiển đường lên 25

5.1 Lời cảm ơn kết hợp ARQ 25

5.2 Chỉ báo chất lượng kênh 26

5.3 Chỉ định xếp hạng 27

5.4 Chỉ báo ma trận mã hóa trước 27

5.5 Cơ chế báo cáo trạng thái kênh 28

5.6 Yêu cầu lập lịch 29

VI Truyền thông tin điều khiển lên trên PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 30

6.1 Định dạng PUCCH 30

6.2 Tài nguyên PUCCH 32

6.3 Quá trình xử lý kênh vật lý của PUCCH 32

VII Tín hiệu tham chiếu đường lên 33

7.1 Tín hiệu tham chiếu giải điều chế 33

7.2 Tín hiệu tham chiếu âm thanh 34

VIII Điều khiển công suất 36

8.1 Tính toán công suất đường lên 36

8.2 Lệnh điều khiển công suất đường lên 37

8.3 Kiểm soát nguồn đường xuống 37

IX Tiếp nhận không liên tục 38

9.1 Tiếp nhận và phân trang không liên tục trong RRC_IDLE 38

9.2 Từ chối liên tục trong RRC_CONNECTED 39

KẾT LUẬN 41

Hình 4: Mối quan hệ giữa thời gian cấp lịch, dữ liệu đường lên và xác nhận

đường xuống, đối với cấu hình TDD 1 11Hình 5: Truyền và nhận PDCCH 18Hình 6: Xử lý kênh vận chuyển trong các Phiên bản 8 và 9, cho (a) DL-SCH (b)UL-SCH 20Hình 7: Xử lý kênh vật lý trong Phiên bản 8 và 9, cho (a) PDSCH (b) PUSCH22

Hình 8: Ánh xạ phần tử tài nguyên cho PUSCH và tín hiệu tham chiếu giải điều

chế của nó, sử dụng Chế độ FDD, tiền tố chu kỳ bình thường, băng thông 3 MHz

và phân bổ ví dụ cho PUCCH 23Hình 9: Ánh xạ phần tử tài nguyên cho PHICH, sử dụng thời lượng PHICH bìnhthường, một chu kỳ bình thường tiền tố, băng thông 1,4 MHz, cổng ăng-ten đầutiên của hai, ID tế bào vật lý của 1 và hai nhóm PHICH 24Hình 10: Ánh xạ phần tử tài nguyên cho PUCCH và tín hiệu tham chiếu giải điềuchế của nó trong bản phát hành 8 và 9, sử dụng chế độ FDD, tiền tố chu kỳ bìnhthường, 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 31Hình 11: Ví dụ về ánh xạ phần tử tài nguyên cho tín hiệu tham chiếu âm thanh,

sử dụng tiền tố tuần hoàn 35Hình 12: Hoạt động của nhận và phân trang không liên tục trong RRC_IDLE39

Hình 13: Hoạt động của việc thu không liên tục trong RRC_CONNECTED40

DANH MỤC BẢNG BIỂUBảng 1: Danh sách các định dạng DCI và ứng dụng của chúng 12

Bảng 2: Nội dung của định dạng DCI 1 trong Bản phát hành 3GPP 8 15Bảng 3: Danh sách các số nhận dạng tạm thời của mạng vô tuyến và các ứngdụng của chúng 17Bảng 4: Diễn giải chỉ số chất lượng kênh, về sơ đồ điều chế và tỷ lệ mã hóa màđiện thoại di động có thể nhận thành công 26Bảng 5: Các chế độ báo cáo chất lượng kênh để báo cáo định kỳ trên PUCCHhoặc PUSCH 29Bảng 6: Các chế độ báo cáo chất lượng kênh để báo cáo theo chu kỳ trên

PUSCH 29Bảng 7: Danh sách các định dạng PUCCH và ứng dụng của chúng trong trườnghợp có tiền tố chu kỳ bình thường 31

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

DL-SCHUL-SCH

PCFICH

OFDMA

I Quy trình truyền dữ liệu

1.1 Quy trình truyền dữ liệu Truyền và Tiếp nhận đường dẫn xuống

Hình 1 cho thấy quy trình được sử dụng để truyền và tiếp nhận đườngxuống [6, 7] Trạm gốc bắt đầu thủ tục bằng cách gửi cho điện thoại di độngmột lệnh lên lịch (bước 1), được viết bằng thông tin điều khiển đường xuống(DCI) và được truyền trên kênh điều khiển liên kết xuống vật lý (PDCCH).Lệnh lập lịch trình cảnh báo điện thoại di động về việc truyền dữ liệu sắp tới vànêu rõ cách nó sẽ được gửi, bằng cách chỉ định các tham số như lượng dữ liệu,phân bổ khối tài nguyên và sơ đồ điều chế

Ở bước 2, trạm gốc truyền dữ liệu trên kênh chia sẻ đường xuống (DL-SCH)

và kênh chia sẻ đường xuống vật lý (PDSCH) Dữ liệu bao gồm một hoặc haikhối cổng xuyên, có thời gian được gọi là khoảng thời gian truyền (TTI), bằngthời gian khung con là 1 ms Để đáp ứng (bước 3), điện thoại di động soạn mộtcạnh ARQ lai để cho biết liệu dữ liệu có đến chính xác hay không Nó gửi xácnhận trên kênh chia sẻ uplink vật lý (PUSCH) nếu nó đang truyền dữ liệu liênkết trong cùng một khung phụ và trên kênh điều khiển uplink vật lý (PUCCH)nếu không

Hình 1 Quy trình truyền và nhận đường xuốngThông thường, trạm gốc di chuyển đến một khối vận chuyển mới sau khi thừanhận tích cực và truyền lại bản gốc sau khi thừa nhận tiêu cực Tuy nhiên, nếu trạmgốc đạt đến một số lượng truyền lại tối đa nhất định mà không nhận được phản hồitích cực, thì dù sao nó cũng chuyển sang một đường truyền mới, với lý do bộ đệmnhận của điện thoại di động có thể đã bị hỏng do sự bùng nổ của nhiễu

Điều khiển liên kết vô tuyến (RLC) pro-tocol sau đó nhận ra vấn đề, ví dụ bằngcách gửi khối vận chuyển một lần nữa từ đầu.

Thời gian truyền liên kết xuống như sau Lệnh lập lịch trình nằm trong khuvực điều khiển ở đầu khung phụ liên kết xuống, trong khi khối vận chuyển nằmtrong vùng dữ liệu của cùng một khung phụ Trong chế độ FDD, có một sựchậm trễ thời gian cố định của bốn khung phụ giữa khối vận chuyển và sự thừanhận tương ứng, giúp trạm gốc khớp hai mẩu thông tin với nhau Ở chế độTDD, độ trễ là từ bốn đến 13 khung phụ, theo một bản đồ phụ thuộc vào cấuhình TDD Hình 2 hiển thị một bản đồ ví dụ, cho trường hợp cấu hình TDD 1.Như được mô tả trong Chương 3, đường xuống sử dụng một số quy trìnhARQ lai song song, mỗi quy trình có bản sao riêng của Hình 1 và 2 Trong chế

độ FDD, số lượng tối đa các quy trình ARQ lai là tám Ở chế độ TDD, số lượngtối đa phụ thuộc vào cấu hình TDD, tối đa 15 cho cấu hình TDD 5 Đường dẫn

xuống LTE sử dụng một kỹ thuật được gọi là ARQ lai không đồng bộ, trong đó

trạm gốc xác định rõ ràng hybrid

Hình 2 Mối quan hệ giữa thời gian của dữ liệu đường xuống và báo nhận

đường lên, đối với TDD cấu hình 1

số quy trình ARQ trong mọi lệnh lên lịch Do đó, không cần phải xác định sựchậm trễ thời gian giữa sự thừa nhận tiêu cực và truyền lại: thay vào đó, trạmgốc lên lịch truyền lại bất cứ khi nào nó thích và chỉ đơn giản là nêu số quy trìnhARQ lai mà nó đang sử dụng

1.2 Truyền và Tiếp nhận Liên kết lên

Hình 3 hiển thị thủ tục tương ứng cho liên kết lên [8, 9] Như trong đườngxuống, trạm gốc bắt đầu thủ tục bằng cách gửi cho điện thoại di động một khoản

trợ cấp lên lịch trên PDCCH (bước 1) Điều này cho phép điện thoại di độngtruyền và nêu rõ tất cả các thông số truyền mà nó nên sử dụng, ví dụ như kíchthước khối vận chuyển, phân bổ khối tài nguyên và sơ đồ điều chế Đáp lại, điệnthoại di động thực hiện truyền dữ liệu liên kết lên trên kênh chia sẻ liên kết lên(UL-SCH) và PUSCH (bước 2).

Nếu trạm gốc không nhận được dữ liệu một cách chính xác thì có hai cách

để nó phản hồi Trong một kỹ thuật, trạm gốc có thể kích hoạt truyền lại khôngthích ứng bằng cách gửi cho điện thoại di động một sự thừa nhận tiêu cực trênPHICH Điện thoại di động sau đó truyền lại dữ liệu với các thông số tương tựnhư lần đầu tiên nó sử dụng xung quanh Ngoài ra, trạm gốc có thể kích hoạttruyền lại thích ứng bằng cách gửi rõ ràng cho điện thoại di động một khoản trợcấp lịch trình khác trên PDCCH Nó có thể làm điều này để thay đổi các thông

số mà điện thoại di động sử dụng để truyền lại, chẳng hạn như phân bổ khối tàinguyên hoặc sơ đồ điều chế uplink

Nếu trạm gốc nhận dữ liệu một cách chính xác thì nó có thể phản hồi theohai cách tương tự, bằng cách gửi một sự thừa nhận tích cực trên PHICH để kếtthúc thủ tục hoặc bằng cách gửi một khoản trợ cấp lập kế hoạch mới trênPDCCH để yêu cầu truyền mới Nếu điện thoại di động nhận được sự thừa nhậnPHICH và tài trợ lập kế hoạch PDCCH trong cùng một khung phụ, thì khoản trợcấp lập kế hoạch được ưu tiên

Trong sơ đồ, các bước từ 3 đến 5 giả định rằng trạm gốc không giải mã đượclần truyền đầu tiên của điện thoại di động, nhưng thành công với lần thứ hai.Nếu điện thoại di động đạt đến số lần truyền lại tối đa mà không nhận đượcphản hồi tích cực, thì dù sao nó cũng chuyển sang một đường truyền mới và rờikhỏi giao thức RLC để giải quyết vấn đề

Hình 3 Quy trình truyền và nhận đường lên

Một lần nữa, uplink sử dụng một số quy trình ARQ lai, mỗi quy trình có bảnsao riêng của Hình 8.3 Trong chế độ FDD, số lượng tối đa các quy trình ARQlai là tám Ở chế độ TDD, tối đa tuyệt đối là bảy trong cấu hình TDD 0.

Uplink sử dụng một kỹ thuật được gọi là ARQ lai đồng bộ, trong đó số quátrình ARQ lai không được báo hiệu rõ ràng, mà thay vào đó được xác định bằngcách sử dụng thời gian truyền Trong chế độ FDD, có sự chậm trễ của bốnkhung phụ giữa việc cấp lịch trình và truyền liên kết lên phản hồi cor và sựchậm trễ bốn khung phụ khác trước khi bất kỳ yêu cầu truyền lại nào trên cùngmột quy trình ARQ lai Điều này cung cấp tất cả thông tin mà các thiết bị cần đểphù hợp với các khoản tài trợ lập kế hoạch, truyền tải, thừa nhận và truyền lại.Như trong liên kết xuống, chế độ TDD sử dụng một tập hợp độ trễ thay đổi,theo bản đồ phụ thuộc vào cấu hình TDD Hình 4 hiển thị một ví dụ về bản đồ,cho trường hợp cấu hình TDD 1

Điện thoại di động có thể kích hoạt quy trình theo ba cách Nếu điện thoại diđộng đang ở trong RRC_IDLE thì nó có thể cảnh báo trạm gốc bằng cách sửdụng quy trình truy cập ngẫu nhiên (Chương 9) Nếu điện thoại di động đang ởRRC_CONNECTED nhưng chưa truyền trên PUSCH thì nó có thể gửi cho trạmgốc yêu cầu lập lịch trên PUCCH (Mục 5.6) Cuối cùng, nếu điện thoại di độngđang truyền trên PUSCH, thì nó có thể thông báo cho trạm gốc về công suấtđệm truyền của nó bằng cách sử dụng các yếu tố điều khiển được gọi là báo cáotrạng thái bộ đệm (Chương 10)

Trong các ứng dụng như thoại qua IP, tốc độ dữ liệu uplink và downlink củađiện thoại di động là như nhau, nhưng khoảng cách tối đa của điện thoại di động

từ trạm gốc thường bị giới hạn bởi đường nối lên Chúng tôi có thể cải thiệnvùng phủ sóng uplink của điện thoại di động trong những tình huống này bằngcách sử dụng một kỹ thuật được gọi là gói TTI Trong kỹ thuật này, trạm gốc gửicho điện thoại di động một khoản trợ cấp lập kế hoạch duy nhất theo cách thôngthường, nhưng điện thoại di động phản ứng bằng cách truyền cùng một dữ liệutrong bốn khung phụ liên tiếp để tăng năng lượng tín hiệu nhận được Gói TTIthường được sử dụng kết hợp với các kỹ thuật lập kế hoạch bán dai dẳng màchúng tôi mô tả dưới đây

Hình 4 Mối quan hệ giữa thời gian cấp lịch, dữ liệu đường lên và xác nhận

đường xuống, đối với cấu hình TDD 1

1.3 Lịch trình bán liên tục

Khi sử dụng lịch trình bán liên tục (SPS) [10 - 12], trạm gốc có thể lên lịchmột số lần truyền trải dài trên một số khung phụ, bằng cách gửi cho điện thoại

di động một thông báo lên lịch duy nhất chỉ chứa một phân bổ tài nguyên Lập

kế hoạch bán liên tục được thiết kế cho các dịch vụ như thoại qua IP Đối vớicác dịch vụ này, tỷ lệ dữ liệu thấp, vì vậy chi phí của thông điệp lên lịch có thểcao Tuy nhiên tốc độ dữ liệu cũng không đổi, vì vậy trạm gốc có thể tự tin sửdụng cùng một phân bổ tài nguyên từ lần truyền này sang lần truyền khác

Trạm gốc cấu hình điện thoại di động để lập lịch bán liên tục bằng thôngbáo tín hiệu RRC dành riêng cho thiết bị di động Là một phần của thông điệp,

nó chỉ định khoảng cách giữa các truyền, nằm giữa 10 và 640 khung phụ Sau

đó, trạm gốc có thể kích hoạt lập kế hoạch bán liên tục bằng cách gửi cho điệnthoại di động một lệnh lập lịch trình hoặc cấp lịch trình được định dạng đặc biệt.Trong đường dẫn xuống, trạm gốc sẽ gửi các đường truyền mới trên PDSCHtrong khoảng thời gian được xác định bởi cấu hình SPS của điện thoại di động,theo cách được chỉ ra bởi lệnh lập kế hoạch ban đầu Điện thoại di động chu kỳ sốquy trình ARQ lai cho mỗi lần truyền mới, bởi vì trạm gốc không có cơ hội để chỉđịnh nó Tuy nhiên, trạm gốc tiếp tục lên lịch cho tất cả các lần truyền lại một cách

rõ ràng, theo cách được hiển thị trong Hình 8.1 Do đó, nó có thể chỉ định các tham

số truyền khác nhau cho chúng như phân bổ khối tài nguyên khác nhau hoặc các sơ

đồ điều chế khác nhau Một tình huống tương tự áp dụng trong đường

nối lên: điện thoại di động gửi các đường truyền mới trên PUSCH trong khoảngthời gian được xác định bởi cấu hình SPS của nó, nhưng trạm gốc tiếp tục lênlịch bất kỳ truyền lại nào theo cách được hiển thị trong Hình 8.2.

Cuối cùng, trạm gốc có thể phát hành nhiệm vụ SPS bằng cách gửi cho điệnthoại di động một thông báo lập kế hoạch được định dạng đặc biệt khác Ngoài ra,điện thoại di động có thể ngầm phát hành một bài tập SPS uplink nếu nó đã đạtđược số lượng cơ hội truyền tải tối đa mà không có bất kỳ dữ liệu nào để gửi

II Truyền thông điệp lên lịch trên PDCCH.

2.1 Thông tin Điều khiển

Đường nối nối xuống Khi xem xét chi tiết các quy trình truyền và tiếp nhận,chúng tôi sẽ bắt đầu với việc truyền thông tin kiểm soát đường xuống trênPDCCH Trạm gốc sử dụng thông tin điều khiển liên kết xuống để gửi lệnh lênlịch đường xuống, tài trợ lên lịch lên lịch và các lệnh điều khiển năng lượng liênkết lên điện thoại di động DCI có thể được viết bằng cách sử dụng một số địnhdạng khác nhau, được liệt kê trong Bảng 8.1 [13] Mỗi định dạng chứa một tậphợp thông tin cụ thể và có một mục đích cụ thể

Định dạng DCI 0 chứa các khoản tài trợ lập kế hoạch cho việc truyền uplinkcủa điện thoại di động Các lệnh lên lịch cho việc truyền đường xuống phức tạphơn và được xử lý trong Bản phát hành 8 bởi các định dạng DCI từ 1 đến 1D và

2 đến 2A

DCI định dạng 1 lên lịch dữ liệu mà trạm gốc sẽ truyền bằng cách sử dụngmột ăng-ten, đa dạng vòng mở hoặc beamforming, cho điện thoại di động đãđược cấu hình thành một trong các chế độ truyền liên kết xuống 1, 2 hoặc 7 Khi

sử dụng định dạng này, trạm gốc có thể phân bổ các khối tài nguyên liên kếtxuống một cách linh hoạt, bằng hai sơ đồ phân bổ tài nguyên được gọi là loại 0

và loại 1 mà chúng tôi sẽ mô tả dưới đây

Bảng 1 Danh sách các định dạng DCI và ứng dụng của chúng

Định dạng 1A là tương tự, nhưng trạm gốc sử dụng một hình thức phân bổtài nguyên nhỏ gọn được gọi là loại 2 Định dạng 1A cũng có thể được sử dụngtrong bất kỳ chế độ truyền dẫn đường xuống nào Nếu điện thoại di động trướcđây đã được cấu hình thành một trong các chế độ truyền từ 3 đến 7, thì nó nhậnđược dữ liệu bằng cách quay trở lại tiếp nhận ăng-ten đơn nếu trạm gốc có mộtcổng ăng ten hoặc vòng lặp mở truyền sự đa dạng khác.

Bỏ qua một dòng, định dạng 1C sử dụng một định dạng rất nhỏ gọn chỉ chỉxác định allo-cation tài nguyên và lượng dữ liệu mà trạm gốc sẽ gửi Trong việctruyền dữ liệu tiếp theo, sơ đồ điều chế được cố định tại QPSK và ARQ laikhông được sử dụng Định dạng 1C chỉ được sử dụng để lên lịch thông tin hệthống, tin nhắn phân trang và phản hồi truy cập ngẫu nhiên, trong đó định dạngrất nhỏ gọn này là phù hợp

Các định dạng 1B, 1D, 2 và 2A tương ứng được sử dụng để truyền sự đadạng vòng lặp khép kín, triển khai Release 8 của nhiều người dùng MIMO vàbội số vòng lặp đóng và mở Chúng bao gồm các trường bổ sung để báo hiệuthông tin như ma trận mã hóa trước mà trạm gốc sẽ áp dụng cho PDSCH và sốlớp mà trạm gốc sẽ truyền

Không giống như các định dạng khác, định dạng DCI 3 và 3A không lên lịchbất kỳ truyền tải nào: thay vào đó, chúng kiểm soát sức mạnh mà điện thoại diđộng truyền trên đường nối lên bằng các lệnh điều khiển năng lượng nhúng Chúngtôi sẽ đề cập đến thủ tục này sau trong chương Các định dạng 2B, 2C, 2D

và 4 được giới thiệu trong Bản phát hành từ 9 đến 11 và được đề cập đến cuốicuốn sách.

2.2 Phân bổ tài nguyên

Trạm gốc có nhiều cách khác nhau để phân bổ các khối tài nguyên cho cácđiện thoại di động riêng lẻ trong liên kết lên và liên kết xuống [14, 15] Trong liênkết xuống, như đã lưu ý ở trên, nó có thể sử dụng hai định dạng phân bổ tài nguyênlinh hoạt được gọi là loại 0 và 1 và định dạng nhỏ gọn được gọi là loại 2

Khi sử dụng phân bổ tài nguyên liên kết xuống loại 0, trạm gốc thu thập cáckhối tài nguyên thành các nhóm khối tài nguyên (RBGs), mà nó gán riêng lẻbằng cách sử dụng một bitmap Với phân bổ tài nguyên loại 1, nó có thể gán cáckhối tài nguyên riêng lẻ trong một nhóm, nhưng có ít khả năng linh hoạt hơn sovới việc phân công các nhóm Phân bổ loại 1 có thể phù hợp trong môi trường

có phai màu phụ thuộc vào tần số nghiêm trọng, trong đó độ phân giải tần sốcủa loại 0 có thể quá thô

Khi sử dụng phân bổ tài nguyên loại 2, trạm gốc cung cấp cho điện thoại diđộng một sự phân bổ tiếp giáp của các khối tài nguyên ảo (VRBs) Trong liênkết xuống, chúng có hai loại: bản địa hóa và phân phối Các khối tài nguyên ảocục bộ giống hệt với các khối tài nguyên vật lý (PRBs) mà chúng tôi đã xem xét

ở nơi khác, vì vậy, khi sử dụng chúng, điện thoại di động chỉ đơn giản là nhậnđược phân bổ khối tài nguyên liền kề Các khối tài nguyên ảo phân tán có liênquan đến các khối tài nguyên vật lý bằng một thao tác lập bản đồ, khác nhautrong các khe cắm đầu tiên và sec-ond của một khung con Việc sử dụng cáckhối tài nguyên ảo phân tán mang lại cho điện thoại di động sự đa dạng tần số

bổ sung và phù hợp trong môi trường phụ thuộc vào tần số

Điện thoại di động cũng nhận được sự phân bổ liền kề các khối tài nguyên

ảo cho việc truyền liên kết của nó Ý nghĩa của chúng phụ thuộc vào việc trạmgốc có yêu cầu sử dụng tần số nhảy ở định dạng DCI 0 hay không Nếu nhảy tần

số bị vô hiệu hóa, thì các khối tài nguyên ảo uplink trực tiếp lên các khối tàinguyên vật lý Nếu nhảy tần số được bật, thì các khối tài nguyên ảo và vật lý cóliên quan bằng cách sử dụng bản đồ được báo hiệu rõ ràng (nhảy loại 1) hoặctheo mô hình giả ngẫu nhiên (nhảy loại 2) Điện thoại di động cũng có thể thayđổi tần số truyền trong mọi khung phụ hoặc trong mọi khe cắm, tùy thuộc vàochế độ nhảy được cấu hình bằng tín hiệu RRC

Trong liên kết lên, số lượng khối tài nguyên trên mỗi điện thoại di động phải

là 1 hoặc một số có hệ số chính là 2, 3 hoặc 5 Lý do nằm ở sự biến đổi Fourier

bổ sung được sử dụng bởi SC-FDMA, chạy nhanh nếu số lượng tàu sân bay phụ

là sức mạnh của 2 hoặc một sản phẩm có số nguyên tố nhỏ, nhưng chậm nếu có

số nguyên tố lớn

2.3 Ví dụ: Định dạng DCI 1

Để minh họa cho các định dạng DCI, Bảng 8.2 hiển thị nội dung của địnhdạng DCI 1 trong Bản phát hành 8 Các định dạng khác không khác nhau: cácchi tiết có thể được tìm thấy trong các thông số kỹ thuật Trạm gốc cho biết liệuđiện thoại di động nên sử dụng phân bổ tài nguyên loại 0 hoặc 1 bằng cách sửdụng tiêu đề phân bổ tài nguyên và thực hiện phân bổ bằng cách sử dụng phâncông khối tài nguyên Trong băng thông 1,4 MHz, phân bổ loại 0 không được

hỗ trợ, vì vậy trường tiêu đề bị bỏ qua

Sơ đồ điều chế và mã hóa là một số năm bit, từ đó điện thoại di động có thểtra cứu sơ đồ điều chế mà PDSCH sẽ sử dụng (QPSK, 16-QAM hoặc 64-QAM).Bằng cách kết hợp sơ đồ điều chế và mã hóa với số lượng khối tài nguyên trongphân bổ của nó, điện thoại di động cũng có thể tra cứu số bit trong khối vậnchuyển Bằng cách so sánh kích thước khối vận chuyển với số lượng các yếu tốtài nguyên trong phân bổ của nó, điện thoại di động có thể tính toán tỷ lệ mã hóacho DL-SCH

Như đã lưu ý trước đó, trạm gốc báo hiệu rõ ràng số xử lý ARQ lai trong mọilệnh lập kế hoạch đường xuống Trạm gốc cũng bật chỉ báo dữ liệu mới cho mỗilần truyền mới, trong khi vẫn không thay đổi để truyền lại Phiên bản dự phòng

Bảng 2 Nội dung của định dạng DCI 1 trong Bản phát hành 3GPP 8

cho biết bit nào được mã hóa turbo sẽ được truyền sau giai đoạn khớp tốc độ và

sẽ bị thủng

Trạm gốc sử dụng lệnh điều khiển điện truyền tải (TPC) để PUCCH điềuchỉnh công suất mà điện thoại di động sẽ sử dụng khi gửi thông tin điều khiểnuplink trên PUCCH (Đây là một kỹ thuật thay thế cho việc điều chỉnh công suấttruyền tải bằng cách sử dụng định dạng DCI 3 và 3A.) Trong chế độ TDD, nó sửdụng chỉ mục phân công liên kết xuống để hỗ trợ truyền các xác nhận uplinkcủa điện thoại di động, theo cách mà chúng tôi sẽ mô tả sau này

Có một thiếu sót đáng kể từ Bảng 8.2: không có trường tiêu đề để chỉ địnhđịnh dạng DCI thực sự là gì Mặc dù một số định dạng khác có chứa tiêu đề nhưvậy, điện thoại di động thường phân biệt các định dạng DCI khác nhau bởi thực

tế là chúng chứa các số bit khác nhau Trạm gốc đôi khi thêm một bit đệm vàocuối lệnh lên lịch, để đảm bảo rằng định dạng 1 chứa một số bit khác nhau từ tất

cả các bit khác

2.4 Số nhận dạng tạm thời của mạng vô tuyến

Trạm gốc truyền một thông điệp lập lịch PDCCH bằng cách giải quyết nóđến một định danh tạm thời của mạng vô tuyến (RNTI) [16] Trong LTE, RNTIxác định hai điều: danh tính của (các) điện thoại di động nên đọc thông báo lênlịch và loại thông tin đang được lên lịch Bảng 8.3 liệt kê các RNTIs được LTE

sử dụng, cùng với các giá trị thập phân mà chúng có thể sử dụng

Tế bào RNTI (C-RNTI) là quan trọng nhất Trạm gốc chỉ định một C-RNTIduy nhất cho điện thoại di động như một phần của quy trình truy cập ngẫunhiên Sau đó, nó có thể lên lịch truyền tải kéo dài trên một khung phụ, bằngcách giải quyết thông báo lên lịch đến C-RNTI của điện thoại di động SPS C-RNTI được sử dụng để lập kế hoạch bán liên tục Trạm gốc đầu tiên chỉ địnhSPS C-RNTI cho điện thoại di động bằng cách sử dụng tín hiệu RRC dành riêngcho thiết bị di động Sau đó, nó có thể lên lịch một nhiệm vụ chuyển tiếp kéo dàitrên một số khung phụ bằng cách giải quyết một tin nhắn lịch trình được địnhdạng đặc biệt cho SPS C-RNTI

RNTI (P-RNTI) và thông tin hệ thống RNTI (SI-RNTI) là các giá trị cố định,

được sử dụng để lên lịch truyền các thông điệp phân trang và thông tin hệ thốngđến tất cả các điện thoại di động trong ô C-RNTI tạm thời và truy cập ngẫu nhiên

RNTI (RA-RNTI) là các trường tạm thời trong quá trình truy cập ngẫu nhiên(Chương 9), trong khi MBMS

Bảng 3 Danh sách các số nhận dạng tạm thời của mạng vô tuyến và các ứng

dụng của chúng

RNTI (M-RNTI) được sử dụng bởi dịch vụ phát sóng / multicast đa phương tiện(Chương 18) Cuối cùng, TPC-PUCCH-RNTI và TPC-PUSCH-RNTI được sửdụng để gửi các lệnh điều khiển năng lượng uplink nhúng bằng cách sử dụngđịnh dạng DCI 3 và 3A

2.5 Truyền tải và tiếp nhận PDCCH

Bây giờ chúng ta đang ở một vị trí để thảo luận về cách PDCCH đượctruyền và nhận, một quá trình được tóm tắt trong Hình 5 Trong bộ xử lý kênhvận chuyển của nó, trạm gốc đầu tiên manipu - muộn DCI bằng cách đính kèmkiểm tra dự phòng theo chu kỳ (CRC) và mã hóa sửa lỗi [17], theo cách phụthuộc vào RNTI của điện thoại di động mục tiêu Trong bộ xử lý kênh vật lý,

Hình 5 Truyền và nhận PDCCHsau đó nó xử lý PDCCH bằng cách sử dụng điều chế QPSK và truyền ăng tenđơn hoặc vòng lặp mở truyền sự đa dạng, tùy thuộc vào số lượng cổng ăng ten

mà nó có [18] Cuối cùng, trạm gốc lập bản đồ PDCCH vào các yếu tố tàinguyên đã chọn

Bản đồ phần tử tài nguyên cho PDCCH được tổ chức bằng các phần tử kênhđiều khiển (CCEs) [19], mỗi nhóm chứa chín nhóm phần tử tài nguyên chưađược gán cho kênh chỉ báo định dạng điều khiển vật lý (PCFICH) hoặc PHICH.Tùy thuộc vào độ dài của tin nhắn DCI, trạm gốc có thể truyền thông điệp lập kếhoạch PDCCH bằng cách lập bản đồ nó lên một, hai, bốn hoặc tám CCE liêntiếp; nói cách khác là thành các yếu tố tài nguyên 36, 72, 144 hoặc 288

Đổi lại, các yếu tố kênh điều khiển được tổ chức vào không gian tìm kiếm.Chúng có hai loại Không gian tìm kiếm chung có sẵn cho tất cả các điện thoại

di động trong ô và được đặt tại các vị trí cố định trong vùng điều khiển đườngdẫn xuống Không gian tìm kiếm dành riêng cho UE được gán cho các nhómđiện thoại di động và có vị trí phụ thuộc vào RNTIs của điện thoại di động Mỗikhông gian tìm kiếm chứa tối đa 16 phần tử kênh điều khiển, vì vậy nó chứamột số vị trí nơi trạm gốc có thể truyền thông tin điều khiển đường xuống Do

đó, trạm gốc có thể sử dụng các không gian tìm kiếm này để gửi một số tin nhắnPDCCH đến nhiều điện thoại di động khác nhau cùng một lúc

Một điện thoại di động sau đó nhận được PDCCH như sau Mỗi khung con,điện thoại di động đọc chỉ báo định dạng điều khiển và thiết lập kích thước của

vùng điều khiển đường xuống và vị trí của các không gian tìm kiếm chung và

UE cụ thể Trong mỗi không gian tìm kiếm, nó xác định các ứng cử viênPDCCH có thể, đó là các yếu tố kênh điều khiển nơi trạm gốc có thể đã truyềnthông tin kiểm soát đường xuống Điện thoại di động sau đó cố gắng xử lý từngứng cử viên PDCCH, sử dụng tất cả các kết hợp của định dạng RNTI và DCI

mà nó đã được cấu hình để tìm kiếm Nếu các bit CRC quan sát được phù hợpvới những gì mong đợi, thì nó kết luận rằng tin nhắn được gửi bằng định dạngRNTI và DCI mà nó đang tìm kiếm Sau đó, nó đọc liên kết xuống kiểm soátthông tin và hành động dựa trên nó

Kiểm tra dự phòng theo chu kỳ có thể thất bại vì nhiều lý do: trạm gốc cóthể không gửi thông báo lên lịch trong các yếu tố kênh điều khiển đó hoặc nó cóthể đã gửi thông báo lên lịch bằng định dạng DCI khác hoặc RNTI khác hoặcđiện thoại di động có thể đã không đọc được tin nhắn do lỗi bit không được sửachữa Cho dù áp dụng tình huống nào, phản ứng của điện thoại di động là nhưnhau: nó chuyển sang sự kết hợp tiếp theo của ứng cử viên PDCCH, định dạngRNTI và DCI và thử lại

III Truyền dữ liệu trên PDSCH và PUSCH

3.1 Xử lý kênh vận chuyển

Sau khi trạm gốc đã gửi cho thiết bị di động một lệnh lập lịch, nó có thể truyềnDL-SCH theo cách mà lệnh lập lịch đã xác định Sau khi nhận được lập lịch đườnglên cấp, điện thoại di động có thể truyền UL-SCH theo cách tương tự Hình 6 chothấy các bước bộ xử lý kênh truyền tải sử dụng để gửi dữ liệu [20]

Ở trên cùng của hình, giao thức kiểm soát truy cập phương tiện (MAC) gửithông tin đến lớp vật chất dưới dạng các khối vận chuyển Kích thước của mỗikhối truyền tải được xác định bởi thông tin điều khiển đường xuống, trong khithời lượng của nó là khoảng thời gian truyền 1 ms

Trong đường lên, điện thoại di động sẽ gửi một khối truyền tải tại một thờiđiểm Trong đường xuống, cơ sở trạm thường gửi một khối truyền tải tới mỗithiết bị di động, nhưng có thể gửi hai khối khi sử dụng không gian ghép kênh(định dạng DCI 2 đến 2D) Hai khối vận chuyển có thể có điều chế khác nhau

Hình 6 Xử lý kênh vận chuyển trong các Phiên bản 8 và 9, cho (a) DL-SCH (b)

UL-SCHNguồn: TS 36.212 Sao chép lại với sự cho phép của ETSI

các chương trình và tỷ lệ mã hóa, được ánh xạ đến các lớp khác nhau và đượcthừa nhận riêng biệt Điều này làm tăng số lượng tín hiệu, vì vậy nó làm tăngthêm một số chi phí cho quá trình truyền Như được lưu ý trong Chương 5, tuynhiên, các lớp khác nhau có thể tiếp cận thiết bị di động với các giá trị khácnhau của tín hiệu trên nhiễu cộng với tỷ lệ nhiễu, vì vậy chúng tôi có thể cảithiện hiệu suất của giao diện không khí bằng cách truyền lớp SINR cao bằngcách sử dụng sơ đồ điều chế và tốc độ mã hóa nhanh, và ngược lại Bằng cáchgiới hạn số lượng khối vận chuyển tối đa là hai thay vì bốn, chúng tôi đạt đượcmột sự dung hòa giữa hai tiêu chí trái ngược nhau này

Trong đường xuống (Hình 6a), trạm gốc thêm CRC 24 bit vào mỗi phươngthức truyền tải DL-SCH khối mà điện thoại di động cuối cùng sẽ sử dụng để pháthiện lỗi Nếu khối kết quả dài hơn, hơn 6144 bit, sau đó trạm gốc phân đoạn nóthành các khối mã nhỏ hơn và thêm một CRC khác cho từng người Sau đó nó

chuyển dữ liệu thông qua một 1 / 3 tốc độ tuabin coder Các cửa hàng giai đoạnphù hợp với tỷ lệ các bit kết quả trong một bộ đệm tròn và sau đó chọn các bit

từ bộ đệm để truyền Các số lượng bit được truyền được xác định bởi kích thướcphân bổ tài nguyên và độ chính xác sự lựa chọn được xác định bởi phiên bản dựphòng Cuối cùng, trạm cơ sở lắp ráp lại mã đã được mã hóa vận chuyển các

khối và gửi chúng đến bộ xử lý kênh vật lý dưới dạng từ mã.

Thiết bị di động xử lý dữ liệu nhận được theo cách được mô tả trong Chương

3. Bộ tăng áp thuật toán giải mã là một thuật toán lặp đi lặp lại, tiếp tục cho đếnkhi khối mã CRC được thông qua Người nhận sau đó sẽ lắp ráp lại từng khốivận chuyển, kiểm tra CRC của khối vận chuyển và xác định xem dữ liệu đã đếnchính xác hay chưa

Trong đường lên (Hình 6b), thiết bị di động truyền UL-SCH bằng các bướctương tự mà trạm gốc được sử dụng trên đường xuống Nếu điện thoại di độngđang gửi thông tin kiểm soát đường lên trong cùng một khung con, sau đó nó xử

lý các bit điều khiển bằng cách sử dụng sửa lỗi chuyển tiếp và ghép chúng vàoUL-SCH, theo cách được chỉ ra bởi sơ đồ

3.2 Xử lý kênh vật lý

Bộ xử lý kênh truyền tải chuyển (các) từ mã đi đến bộ xử lý kênh vật lý,truyền chúng theo cách thể hiện trong Hình 7 [21]

Trong đường xuống (Hình 7a), giai đoạn xáo trộn trộn mỗi từ mã với một trình

tự giả ngẫu nhiên phụ thuộc vào ID tế bào vật lý và RNTI mục tiêu, để giảm sựgiao thoa giữa các đường truyền từ các ô lân cận Trình ánh xạ điều chế lấy kết quảcác bit trong các nhóm hai, bốn hoặc sáu và ánh xạ chúng vào trong pha và phươngvuông góc các thành phần sử dụng QPSK, 16-QAM hoặc 64-QAM