стью 1 мс, что соответствует двум слотам радиосигнала или одному подкадру. Контроль за сигналами абонентов осуществляется БС таким образом, чтобы их сигналы не перекрывались по частоте или во времени. Изменяя номера используемых входов блока ОБПФ передатчика, ПТ может передавать свой сигнал в нужной полосе

(рис. 2.15).

f

Рис. 2.15. Частотное разнесение сигналов различных абонентов

Сгенерированный SC-FDMA-сигнал обладает хорошими свойствами огибающей во временной области. Ввиду того, что в определенный момент времени идет передача только одного модуляционного символа, величина пик-фактора таких сигналов оказывается значительно меньше, чем в сигналах, сгенерированных по схеме OFDM, что позволяет упростить передающую аппаратуру ПТ и снизить расход энергии аккумулятора.

2.2.ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ВОСХОДЯЩИЕ КАНАЛЫ

Вданном разделе рассмотрим более подробно процедуры формирования сигналов восходящих физических каналов. Для удобства

109

описания таких процедур введем следующие обозначения, заимствованные из спецификаций:

— количество поднесущих в одном ресурсном блоке;

— количество доступных ресурсных блоков в восходящем направлении;

— количество SC-FDMA-символов в одном ресурсном бло-

ке в восходящем направлении;

ЧВР (k, l) — элементарный частотно временной ресурс (ячейка частотно-временной матрицы), расположенный на пересечении k-й поднесущей и l-го SC-FDMA-символа;

ak ,l — передаваемый модуляционный символ, помещаемый в

ЧВР (k, l).

Под (физическим) ресурсным блоком (PRB, Physical Resource Blok) будем понимать совокупность ЧВР из NscRB поднесущих и NsymbUL SC-FDMA-символов. Значения этих величин приведены в табл. 2.5.

В общем случае доступный для восходящих каналов системы LTE частотный диапазон определяется количеством доступных ресурсных блоков NRBUL . Эта величина может лежать в интервале

6 ≤ NRBUL ≤110.

Так, минимальный диапазон частот, доступный для восходящих каналов системы LTE с учетом защитных интервалов, имеет значение 1,1 МГц, максимальный — 20 МГц.

nPRB — количество физических ресурсных блоков. nVRB — количество виртуальных ресурсных блоков.

110

Перечислим физические восходящие каналы, основные этапы формирования которых рассмотрены ниже.

•Физический восходящий совместный канал PUSCH, используемый для передачи данных транспортного восходящего совместного канала UL-SCH.

•Физический канал случайного доступа PRACH, используемый для передачи транспортного канала случайного доступа RACH.

•Физический восходящий управляющий канал PUCCH, который используется физическим уровнем для передачи только управляющих команд.

RACH UL-SCH

MAC

L1 ( PHY)

PUCCH PRACH PUSCH

Рис. 2.16. Отображение транспортных восходящих каналов

на физические каналы

Отображение восходящих транспортных каналов на физические каналы приведено на рис. 2.16 (полная структура взаимного отображения каналов в восходящем направлении представлена на рис. 1.9).

2.2.1. ФИЗИЧЕСКИЙ ВОСХОДЯЩИЙ СОВМЕСТНЫЙ КАНАЛ

При формировании сигналов восходящих физических каналов выполняются (однотипно для всех каналов, в том числе, нисходящих) следующие процедуры:

скремблирование, в основе которого лежит сложение (по модулю два) бит кодового блока со скремблирующим кодом;

модуляция — формирование комплексных модуляционных символов двоичной (ФМ-2) или квадратурной (КФМ) фазовой мани-

111

пуляции, а также многоуровневой (КАМ-16, КАМ-64) квадратурной амплитудной манипуляцией;

предварительное кодирование: последовательность модуляционных символов разбивается на некоторое число подпоследовательностей, каждая из которых будет размещена в одном SC-FDMA- символе;

размещение данных по ЧВР с предварительным масштабированием модуляционных символов. Правила размещения по ЧВР достаточно громоздки, обычно содержат 3–4 параметра;

генерация SC-FDMA сигнала.

Упрощенная структурная схема формирования сигнала канала PUSCH представлена на рис. 2.17.

Рассмотрим перечисленные этапы формирования сигнала более подробно.

Рис. 2.17. Упрощенная структурная схема формирования сигнала

канала PUSCH

Пусть по каналу PUSCH необходимо передать биты b(0), b(1), ..., b(Mbit −1) ,

где Mbit — количество бит, передаваемых по каналу PUSCH в одном подкадре радиосигнала. В результате скремблирования получается битовая последовательность

b(0), b(1), ..., b(Mbit −1)

такого же размера, вычисляемая согласно алгоритму, приведенному ниже.

i = 0;

112

нц пока (i < Mbit)

если (b(i) = x) % Если i-й бит является служебным b(i) =1;

иначе если b(i) = y % Если i-й бит — бит повторения b(i) =b(i −1)

иначе % Биты данных (биты кодового блока) b(i) = (b(i) +c(i))mod 2;

все

i =i +1;

кц

Скремблирующий код c(n), n = 0, 1, …, MPN – 1 (здесь можно полагать, что MPN = Mbit) вычисляется в результате поэлементного суммирования по модулю 2 двух m-последовательностей x1 и x2:

которые вычисляются рекуррентно при задании инициализирующих элементов.

Инициализирующие элементы последовательности x1 имеют значения

x1 (0) =1, x1 (n) = 0, n =1, 2, ..., 30 ;

Так, последовательность элементов с x1(31) по x1(61), очевидно, имеет следующий вид:

1000000000000000000000000000100

Инициализирующие элементы последовательности x2 определяются в виде коэффициентов двоичного представления целого числа

cinit:

30

cinit = ∑x2 (i)2i ,

i=0

апоследующая рекурсия имеет вид

113

Само значение числа cinit спецификацией однозначно не определено; оно задаётся конкретным применением скремблирующих последовательностей в различных физических каналах.

Для канала PUSCH

менный идентификатор радиосети, ns — номер слота в кадре (ns = 0, 1, …, 19).

Скремблированная битовая последовательность

b(0), b(1), ..., b(Mbit −1)

далее подвергается процедуре модуляции. При формировании сигнала канала PUSCH может использоваться одна из следующих схем манипуляции: КФМ, КАМ-16, КАМ-64.

Следующим этапом формирования сигнала восходящего физического совместного канала является процедура предварительного кодирования.

Положим, что в результате предыдущего этапа формирования сигнала получена последовательность комплексных модуляционных символов

d(0), d(1), ..., d(Msymb −1).

В результате процедуры предварительного кодирования данная по-

символе, при этом Msymb — общее количество сформированных модуляционных символов, MSCPUSCH — количество информационных поднесущих, доступных для канала PUSCH. Итогом данного этапа предварительного кодирования является комплексная последовательность z(0), z(1), ..., z(Msymb −1),

формируемая следующим образом:

114

где NSCRB — количество поднесущих в одном ресурсном блоке (равное 12), а MRBPUSCH — количество ресурсных блоков, выделенных каналу PUSCH. Количество ресурсных блоков MRBPUSCH должно удовлетворять следующему соотношению:

MRBPUSCH = 2α2 3α3 5α5 ≤ NULRB ,

где α2, α3, α5 являются целыми положительными числами.

Перед распределением модуляционных символов по ресурсным блокам производится умножение символов z на амплитудный масштабирующий множительβ PUSCH с целью соответствия излучаемой мощности PPUSCH. Требования, по которым выбирается уровень PPUSCH, изложены в спецификации TS 36.213 и предполагаю учёт достаточно большого числа параметров: конфигурируемый уровень мощности ПТ, полоса частот выделяемых ресурсных блоков, энергетические параметры, используемые в данной соте и др.

Далее осуществляется размещение масштабированных символов z(0), z(1), ..., z(Msymb −1)

по ЧВР (k, l) последовательно, в порядке возрастания сначала первого индекса k (номера поднесущей), а затем второго индекса l (номера SC-FDMA-символа). Таким образом, сформированные на предыдущем этапе комплексные символы размещаются по всем доступным каналу PUSCH ресурсным блокам последовательно по поднесущим снизу вверх так, чтобы сначала заполнить все поднесущие первого SC-FDMA-символа, затем второго и т. д. Отметим, что комплексные

115