символа на подкадр для диапазонов с шириной полосы 1,4 МГц. Таким образом удается обеспечить однозначное соответствие между ресурсом, на котором будут передаваться данные A / N, и номером элемента CCE канала PDCCH. К примеру, если система работает в диапазоне частот с шириной полосы 20 МГц, и если для передачи служебной информации в нисходящем направлении выделяется 3 OFDMсимвола, то количество элементов CCE может доходить вплоть до 80.

Как уже было сказано выше, ресурсные блоки каналов PUCCH размещаются по краям частотного диапазона, выделенного восходящим каналам системы LTE (рис. 2.18). При этом ресурсные блоки каналов PUCCH 2/2a/2b всегда располагаются ближе к краям диапазона, затем располагаются блоки каналов PUCCH 1/1a/1b.

2.2.3.ПЕРЕДАЧА СЛУЖЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ

ВКАНАЛЕ PUSCH

Ввосходящем физическом совместном канале PUSCH передаются сигналы управления уровней L1/L2 вместе с передачей пользовательских данных в восходящем направлении. Передача сигналов управления производится на выделенных частотно-временных ресурсах подкадра восходящего сигнала. Пользовательские и служебные данные — A / N, индикаторы качества CQI, индикаторы класса RI (Rank Indicator), индикаторы матрицы предварительного кодирования

PMI (Pre-coding Matrix Indicator) проходят процедуры кодирования и модуляции, причем данные процедуры различны для каждого вида данных, затем осуществляется процедура их мультиплексирования в блок SC-FDMA-символов (рис. 2.24).

Соотношение информационных и служебных символов может быть различным и меняться при переходе к следующему подкадру. Однако мультиплексирование служебных данных и пользовательского трафика всегда осуществляется таким образом, чтобы служебные данные были представлены в обоих слотах подкадра. Данные A / N помещаются в конце SC-FDMA-символов, рядом с пилотными сигналами.

126

Данные A/N

Рис. 2.24. Мультиплексирование данных восходящего канала PUSCH

В каждом слоте может выделяться не больше двух SC-FDMA- символов для данных A / N. Такие же требования предъявляются и к данным индикатора класса RI, символы которого располагаются рядом с символами A / N. Индикаторы матрицы предварительного кодирования PMI и индикаторы качества канала CQI размещаются по всем доступным SC-FDMA-символам и располагаются в начале символов (рис. 2.25).

Данные CQI, PMI всегда передаются с использованием той же схемы модуляции, что и пользовательские данные. Данные A / N, RI мультиплексируются таким образом, чтобы совокупность процедур кодирования, модуляции и скремблирования обеспечила максимальное значение евклидова расстояния между соседними SC-FDMA- символами. Таким образом, частотно-временной ресурс, отнесенный к области данных A / N, может переносить не более двух бит информации, независимо от того, какая схема модуляции используется в канале PUSCH. Точки сигнальных созвездий КАМ-16, КАМ-64, наиболее удаленные от нуля, соответствуют максимальной мощности передаваемого сигнала, эти точки и используются для передачи данных

A / N или RI.

127

Рис. 2.25. Пример распределения ресурсов между пользовательскими и

служебными данными

При передаче данных управления в канале PUSCH используются следующие способы кодирования:

•кодирование повторением (используется для однобитовых сообщений A / N);

•симплексное кодирование (2-битовые сообщения A / N, RI);

•(32, N)-блочные коды Рида — Маллера (сообщения CQI / PMI размером меньше 11 бит);

128

• свёрточне коды со скоростью 1/3 (сообщения CQI/PMI размером больше или равные 11 бит).

2.2.4. ПЕРЕДАЧА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ДАННЫХ В ВОСХОДЯЩЕМ НАПРАВЛЕНИИ

В восходящем направлении пользовательские данные передаются по физическому совместному каналу PUSCH. Передача сигнала канала PUSCH осуществляется кадрами, каждый из которых во временной области имеет длительность 10 мс. Распределение частотно-вре- менных ресурсов между абонентами осуществляется ресурсными блоками, каждый из которых, как уже упоминалось выше, в частотной области занимает диапазон 180 кГц, а во временной области имеет длительность 1 мс, эквивалентную одному подкадру радиосигнала. Выделяемый абоненту ресурс должен быть непрерывен в частотной области; в любой фиксированный момент времени абонент может передавать только один SC-FDMA-символ. Распределение частотновременных ресурсов осуществляется на базовой станции устройством частотно-временного планирования (scheduler) (рис. 2.26).

Управляющий сигнал на

выделение ресурсов

Абонент 1

БС с устройством частотно-временного

f планирования

Абонент 2

f

f

Рис. 2.26. Распределение частотно-временных ресурсов

между абонентами

129

Таким образом, передача данных ПТ невозможна без предварительного запроса на выделение ресурсов. Предварительные запросы осуществляются по физическому каналу случайного доступа PRACH, о котором будет сказано позже.

Максимальное значение скорости передачи данных в восходящем направлении зависит от нескольких параметров. К ним относятся схема манипуляции (КАМ-4, КАМ-16, КАМ-64), количество выделенных в частотной области ресурсных блоков, количество служебной информации, которую необходимо передать вместе с пользовательскими данными, а также схема помехоустойчивого кодирования. Так, максимальная скорость передачи данных может принимать значения в диапазоне от 700 Кбит/с до 86 Мбит/с.

Перед размещением по ЧВР канала PUSCH пользовательские данные проходят следующие процедуры.

• Расчет CRC. Контрольная сумма рассчитывается для каждого транспортного блока и добавляется к нему с использованием одного из полиномов:

gCRC24A(D) = [D24 + D23 + D18 + D17 + D14 + D11 + D10 + D7 + D6 +

+ D5 + D4 + D3 + D + 1];

gCRC24B(D) = [D24 + D23 + D6 + D5 + D + 1]; gCRC16(D) = [D16 + D12 + D5 + 1];

gCRC8(D) = [D8 + D7 + D4 + D3 + D + 1].

•Сегментация по кодовым блокам. Эта процедура имеет место, если размер транспортного блока превышает максимально допустимый размер кодового блока. Тогда транспортный блок разбивается на кодовые блоки, и к каждому кодовому блоку добавляется поле контрольной суммы длиной 24 бита. Максимальный размер кодового блока составляет 6 144 бита. Если размер транспортного блока меньше или равен максимальному размеру кодового блока, то данная процедура не выполняется.

•Помехоустойчивое кодирование. В восходящем и нисходящем совместных каналах (UL-PUSCH, DL-PDSCH) используется турбоко-

130

дирование со скоростью 1/3. Используемые при формировании сигналов кодеры будут рассмотрены далее.

• Выравнивание скоростей передачи данных. Суть этой процедуры заключается в том, чтобы исключить или повторить некоторые биты кодового блока, полученного на предыдущем шаге, и, таким образом, согласовать скорость передачи данных, требуемую транспортным каналом, и скорость передачи данных, которую может обеспечить физический канал. Как будет показано ниже, в результате ка-

нального кодирования образуется три потока данных dk(0) , dk(1) , dk(2) . Эти битовые потоки вначале поступают на блочные перемежители, после этого объединяются в блоке битового накопителя, после чего проводится процедура повторения или прореживания (рис. 2.27).

d (2)

k Блочный перемежитель 3

Рис. 2.27. Структурная схема процедуры выравнивания скоростей

Процедуры выравнивания скоростей различны для каналов, использующих сверточное помехоустойчивое кодирование и турбокодирование.

• Конкатенация кодовых блоков. Данная процедура заключается в последовательном объединении кодовых блоков, прошедших процедуры выравнивания скоростей передачи данных и формирование единого потока данных.

Служебные данные, в отличие от пользовательских, проходят только процедуру канального кодирования. После этого осуществля-

131