Part2- LTE物理层过程详解[发布].pdf

PDCCH盲检测 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 PDCCH盲检测 PDCCH盲检测流程盲检测流程 根据系统参数配置和不同过程任务配置 确定本TTI内需要监测的 RNTI集合和各DCI Format所对应的payload长度 配置给C DTR模块 控制DFE RX C DTR模块进行解PCFICH 结合下行子帧类型 确定每个子帧内用于控制的OFDM符号数 控制RX和C DTR模块 并配置PHICH相关配置信息 进行 PDCCH检测 得到PDSCH下行分配 和 或PUSCH上行授权 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 PDCCH检测 得到PDSCH下行分配 和 或PUSCH上行授权 和 或上行功控命令信息 根据所解出的下行分配配置RX D DTR模块进行PDSCH接收 根据所解出的上行授权配置TX模块进行PUSCH发送 根据所解 出的上行功控命令 配置TX模块进行PUSCH PUCCH发射功率控 制 注意注意 在在TDD制式下制式下 必须先要接收必须先要接收SIB1获取获取UL DL配置后配置后 才能确定才能确定 PHICH所占资源所占资源 而在子帧而在子帧 5上接收上接收SIB1时时 则需要通过三种的则需要通过三种的PHICH资源资源 可能可能 m 0 1 2 假设来分别进行假设来分别进行PDCCH解码尝试解码尝试 PDCCH盲检测 frequency n Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 time one subframe Transmission bandwidth PDCCH盲检测 关于关于PDCCH的误检和重复检测问题的误检和重复检测问题 PDCCH误检 由于只含有16 bit的CRC 因此 针对随机输入 存在 概率等于1 216的可能性 UE将发生PDCCH的误检 假设每子帧进行44次PDCCH检测 这意味着平均每隔 1 5s左右就会发生一次PDCCH误检 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 1 5s左右就会发生一次PDCCH误检 PDCCH误检所带来的影响 覆盖了真实存在的PDCCH 导致漏检下行调度 上行授权 功控命令 影响上行或下行吞吐率 导致UE不必要得响应伪PDCCH 可能产生错误的下行接收 上行发送 发射功率调整 增加功耗或产生系统内干扰 可尝试解决方法 通过Viterbi译码中输出置信度 reliability 信息 辅助判断所检测到PDCCH的可靠 性 PDCCH盲检测 关于关于PDCCH的误检和重复检测问题的误检和重复检测问题 续续 PDCCH重复检测 PDCCH盲检测过程中 Common与UE specific搜索空 间有重叠 不同Aggregation level之间也有重叠 这样 可能导致同一PDCCH在不同的Aggregation level下被 重复检测出来 并输出相同的DCI payload 场景一 同一CCE起始地址 不同Aggregation level都检测 参考规范 TS 36 212 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 场景一 同一CCE起始地址 不同Aggregation level都检测 出PDCCH 场景二 对应不同CCE起始地址 分别检测出PDCCH 该情况3GPP规范已针对DCI Format 0 1 1A 1B 1D 2 2 A 3A通过插0来避免这种情况发生 但是对于DCI Format 1C 指示公共信道 仍然存在重复检测 可能 上述两种场景在高SINR情况下更容易出现 UE需要尽量避免PDCCH的重复检测 以降低软件处理 开销 以及简化软 硬件接口 PDCCH盲检测 Actually existed PDCCH PDCCH search space 1 CCE 2 CCEs 4 CCEs 8 CCEs All these candidates may pass CRC check with high SINR Aggregation Level Random or zero data 1 CCE Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 8 CCEs Same CCE starting positions PDCCH search space All these candidates may pass CRC check with high SINR DCI Format 1C only 1 CCE 2 CCEs 4 CCEs 8 CCEs Aggregation Level Different CCE starting positions PDCCH盲检测 n is DCI payload size including CRC Codeword length 3 x n Actual PDCCH 4 CCEs Aggregation level 8 CCEs for detection m CCEs k codeword lengths Part 1Part 2Part 3Part 4Part 5 Part 6 1 CCE 72 bits 场景场景2中中PDCCH重复检测的例子重复检测的例子 仅仅DCI Format 1C可能出现这种情况可能出现这种情况 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 Actual PDCCH 4 CCEs m CCEs k codeword lengths Part 1 Part 2 Part 3 Part 4 Part 5 Part 6 De rate matching sum Satisfy 3 n k 72 m In the above example n 36 k 4 and m 6 Pass CRC check Viterbi decoding PDSCH相关 DCI内容 PDSCH传输所需的动态配置是在所对应PDCCH DCI中指示的 DCI信息内容包括了 PDSCH或PUSCH资源分配信息 包括了资源分配类型和资源分配指示 位图或RIV 逐码字的 编码和调制方式 MCS HARQ相关信息 HARQ进程号 仅下行HARQ 逐码字的 新数据指示 NDI 和RV 冗余版本 号 参考规范 TS 36 212 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 逐码字的 新数据指示 NDI 和RV 冗余版本 号 MIMO相关信息 预编码 precoding 信息 传输块 码字映射交换标志 功控命令 PUSCH或PUCCH功控命令字 其它 TDD相关 UL index 仅上行授权 和DAI 指示已发送PDCCH分配数 上行授权 format 0 还包含了DMRS循环移位和非周期CQI上报指示 MU MIMO format 1D 还包含了下行功率偏移 PDSCH相关 PDSCH调制方式和传输块大小的确定 关于通用TBS表格的说明 在LTE Rel 8中 TBS是一张预定义的通用表格 表格的大小为27行 对应行索引ITBS 0 27 110列 对应列索引NPRB 1 110 TBS表格中定义了传输块大小 由行索引ITBS和列索引NPRB唯一确定 TBS表格构建以CQI表格为基础 并进行插值得到 覆盖了主要的业务 如VoIP和典型公共信道长度等 构建表格时 所定义的TBS长度保证了进行码块分割后只有一种码块长度 无须填充比特 一个传输块映射到两层传输时 其传输块大小由单层TBS表格推导而 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 一个传输块映射到两层传输时 其传输块大小由单层TBS表格推导而 来 基本关系是TBS相比单层增加约一倍左右 Format 1C的TBS表格单独定义 以适应公共信道传输块大小 关于MCS表格的说明 MCS表格用于根据MCS索引 IMCS 来确定调制阶数Qm和TBS表格 行索引ITBS 不同调制阶数交界处有一处TBS索引的重复 来适应不同信道条件下 调制方式切换附近的吞吐率优化 MCS表格中最后三项 对应IMCS 30 32 仅指示调制阶数 而 ITBS沿用前一次PDCCH中的指示 即保持传输块大小不变 PDSCH相关 PDSCH调制方式和传输块大小的确定 续1 调制方式的确定 针对公共信道 DCI CRC由SI P RA RNTI加扰 直接将调制阶数 Qm设为2 即公共信道固定采用Q上层K调制方式 其它情况下 根据DCI中指示的5 bit的IMCS值 查MCS表格后获得调制 阶数Qm 调制阶数Qm 2 4 6 分别对应了Q上层K 16QAM 64QAM调制方式 列索引NPRB的确定 针对公共信道 DCI CRC由SI P RA RNTI加扰 DCI format 1A N等于TPC命令中LSB指示N 1A 2或3 说明 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 DCI format 1A NPRB等于TPC命令中LSB指示NPRB1A 2或3 说明 这里NPRB仅指查TBS表格的列索引 而非实际物理资源所占RB数 实际所占 物理资源数N PRB仍由DCI中资源分配域指示 DCI format 1C 直接根据DCI format 1C专用TBS表格确定传输块大小 无须进行通用TBS表格查询 其他情况下 NPRB等于根据DCI中资源分配信息来确定PRB个数N PRB 针对TDD制式下的DwPTS的特殊处理 按照NPRB max floor N PRB 0 75 1 公式计算 说明 对于TDD制式下DwPTS 规范规定仅当DwPTS所占OFDM符号个数超过3时才允许在 DwPTS上进行PDSCH传输 此时由特殊子帧配置可见DwPTS占9 12个符号 normal CP 或8 10个符号 extended CP 即约整个子帧长度的3 4左右 为了让DwPTS上TBS确定沿 用正常子帧的方法 因此采取了上述将PRB资源数乘0 75的近似处理方法 PDSCH相关 PDSCH调制方式和传输块大小的确定 续2 传输块大小的确定 若0 IMCS 28 根据IMCS查MCS表格确定ITBS 然后以ITBS为行索引 以NPRB为列索引查通用TBS 表格确定传输块大小 对于映射到两层的传输块 若NPRB 55 则按 ITBS 2 NPRB 查通用TBS表格确 定传输块大小 否则先根据 ITBS NPRB 查通用TBS表格得到TBS L1 再查 TBS L1 TBS L2 映射表格确定最终的传输块大小 若29 I 31 保持同一传输块的传输块大小不变 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 若29 IMCS 31 保持同一传输块的传输块大小不变 若之前存在对应同一传输块的最近一次PDCCH 且其IMCS满足 0 IMCS 50 非 公共信道 RA P SI RNTI加扰 情况 PDSCH相关 DVRB例子例子 采用采用1st Gap配置配置 Read 0 1 3 2 4 5 7 6 8 9 11 10 12 13 15 14 16 17 18 19 0 1 4 5 8 9 12 13 16 18 3 2 7 6 11 10 15 14 17 19 2 DL VRB N RBsNN20 DL VRB DL VRB PPN 4 DL VRB Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 0 1 3 2 4 5 7 6 8 9 11 10 12 13 15 14 16 17 18 19 0 1 4 5 8 9 12 13 16 18 3 2 7 6 11 10 15 14 17 19 102 DL VRB N RBsN28 DL RB N row 2 Offset DL VRBgap NN PUSCH相关 PUSCH调制方式和传输块大小的确定调制方式和传输块大小的确定 PUSCH传输所需的配置的来源 随机接入过程中 Msg3 映射到PUSCH 由所对应的RAR中20 bit的上行 授权指示 其它情况下 由所对应PDCCH DCI format 0中指示 关于TBS表格的说明 由于上 下行传输块大小接近 因此PUSCH所采用的TBS表格 复用PDSCH 的TBS表格 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 的TBS表格 不用为PUSCH单独准备一张TBS表格 这样可节省存储开销 PUSCH只涉及单层传输 只用到PDSCH TBS表格的一个子集 关于MCS表格的说明 MCS表格用于根据MCS索引 IMCS 来确定调制阶数Qm TBS表格行索引 ITBS以及RV号rvidx 不同调制阶数交界处有一处TBS索引的重复 来适应不同信道条件下调制方式 切换附近的吞吐率优化 但考虑到上下行可用资源的不同 切换点的定义有所区别 相同频谱效率前提下 PUSCH与PDSCH相比 倾向于选择 较高的调制方式 较低的码率 MCS表格中最后三项 对应IMCS 30 32 仅指示RV号 而调制阶数和 ITBS均沿用用前一次PDCCH中的指示 即保持调制阶数和传输块大小不变 PUSCH相关 PUSCH调制方式和传输块大小的确定 续1 调制方式的确定 若0 IMCS 28 若UE上行支持64QAM 即Category 5 且高层允许 则根据IMCS查MCS 表格确定Qm 反之 先查MCS表获得Q m后 再根据Qm min 4 Q m 确定 这样 UE在不支持64QAM情况下 仍然可以支持上行峰值传输速率 根据查 MCS表后的ITBS来决定传输块长 特殊情况 当采用TTI bundling使能时 将所分配的资源限制为NPRB 3 且强制设定调制阶数Qm 2 Q上层K调制 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 且强制设定调制阶数Qm 2 Q上层K调制 TTI bundling的典型应用是上行覆盖受限 小传输带宽场景 若29 IMCS 31 若之前存在对应同一传输块的最近一次上行授权PDCCH 且其IMCS满足 0 IMCS 28 则取这个PDCCH确定的调制阶数 反之 若同一传输块的初始PUSCH是S上层调度的 则取最近一次S上层调 度分配PDCCH来确定调制阶数 否则根据随机接入过程中收到的RAR中对 应同一传输块的上行授权来确定调制阶数 特殊情况 若上行授权中IMCS 29 CQI request 设为1 且NPRB 4 则强制设定Qm 2 Q上层K调制 对应了eNodeB要求UE在PUSCH中进行非周期性CQI上报 且同时无 UL SCH data需传输的场景 PUSCH相关 PUSCH调制方式和传输块大小的确定 续2 传输块大小的确定 若0 IMCS 28 根据IMCS查MCS表格确定ITBS 然后根据ITBS以及PUSCH资源分配RB数NPRB 查PDSCH TBS通用表格来 传输块大小 若29 IMCS 31 保持同一传输块的传输块大小不变 若之前存在对应同一传输块的最近一次上行授权PDCCH 且其IMCS满足 0 IMCS 28 则取这个PDCCH确定的传输块大小 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 0 IMCS 28 则取这个PDCCH确定的传输块大小 反之 若同一传输块的初始PUSCH是S上层调度的 则取最近一次S上层 调度分配PDCCH来确定的传输块大小 否则根据随机接入过程中收到的 RAR中对应同一传输块的上行授权来确定传输块大小 特殊情况 若上行授权中IMCS 29 CQI request 设为1 且 NPRB 4 认为不存在UL SCH data 因此不存在UL SCH传输块 只需要 在PUSCH中进行非周期性CQI上报 注意 对于动态调度PUSCH自适应重传 eNodeB在重传授权中通过修改IMCS 从 而修改ITBS 和NPRB配置 在保持传输块大小 TBS 不变的前提下 相对于 同一传输块的初传 可修改重传所采用的调制方式和所占物理资源PRB数 PUSCH相关 PUSCH RV的确定 首先 根据IMCS查MCS表格确定RV索引号rvidx 对应0 IMCS 28 rvidx 0 对应29 IMCS 4 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 可用的上行子帧 第n k子帧 其中k 4 实际延时约束取决于上 下行配置和具体子帧号 但最紧要求和FDD类 似 即处理延时不低于 3ms eNodeB有类似的处理时延约束 第n 4 子帧收到ACK NACK反馈后 最早在第n子帧进行相应的 PDSCH调度 由于上行发射相对下行接收存在一个时间提前 量 TA 因此上述处理时延还要扣除传播时 延 以最大100km小区半径为例 需要扣除双倍的传播时延 Round Trip Delay RTD 约666us HARQ LTE中的上行中的上行HARQ PUSCH采用HARQ传输 包括映射到PUSCH上的Msg 3 上行HARQ 同步 非自适应或自适应HARQ 默认方式 同步 非自适应HARQ 上行重传无须PDCCH调度 UE根据相应的PHICH中的ACK NACK反馈自动进行重传 注意 由于PUSCH发送由eNodeB授权 因此eNodeB必然知道UE何时发送 PUSCH 因此响应的HARQ ACK反馈不存在DTX情况 由于HARQ进程号根据同步关系隐含确定 因此在PDCCH新传输调度中无须指示 HARQ进程号 选项 同步 自适应HARQ 规范中也提供了上行自适应HARQ的选项 即允许上行重传采用PDCCH动态调度 来 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 规范中也提供了上行自适应HARQ的选项 即允许上行重传采用PDCCH动态调度 来 适应信道变化 当UE在同一子帧内检测到PDCCH上行授权时 同时又可能发生非自适应重传时 根据该上行 授权进行处理 即PDCCH动态调度覆盖非自适应上行重传 非S上层情况下 通过NDI指示是否发生了翻转 来判断该次传输是 对应HARQ进程 内的 新传输还是重传 S上层下情况参见S上层相关描述 由于是同步HARQ 因此重传的HARQ进程号也无须在PDCCH中指示 上行HARQ最大传输次数 eNodeB对于Msg3传输与其它PUSCH传输 分别指定它们的上行HARQ最大传输次 数 当一个进程中某个TB块传输 包括初传与重传 达到所允许的上行HARQ最大传输次 数后 将相应的MAC PDU Buffer清空 对于一个UE 可以有多个不同类型的UL HARQ进程 正常UL HARQ进程 S上 层 UL HARQ进程 并存 HARQ 上行上行HARQ定时约束定时约束 FDD UE在第n子帧收到上行授权 PDCCH DCI format 0 或者在第n子帧 收到PHICH ACK NACK反馈后 在第n 4子帧进行相应的PUSCH发送 新传输或重传 亦即 3ms的处理延时 这是综合考虑到系统性能要求和UE处理能力后 的需求 TDD 若第n 4子帧不是上行子帧 则PUSCH发送被延迟到之后第一个可用的 上行子帧 第n k子帧 其中k 4 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 上行子帧 第n k子帧 其中k 4 实际延时约束取决于上 下行配置和具体子帧号 但最紧要求和FDD类似 即处理延时不低于 3ms eNodeB有类似的处理时延约束 第n 4 子帧收到PUSCH后 最早在第n子帧进行相应的PHICH反馈 或动 态调度PUSCH新传输 重传 由于上行发射相对下行接收存在一个时间提前量 TA 因此上述处理时延还要扣除传播时延 以最大100km小区半径为例 需要扣除双倍的传播时延 Round Trip Delay RTD 约666us HARQ 上上 下行下行HARQ处理时序示意图处理时序示意图 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 HARQ 上上 下行下行HARQ进程数和进程数和HARQ RTT FDD 根据上述HARQ处理时延 可知道上 下行HARQ的进程 数均为8 一个HARQ进程内 两次传输之间的间隔 HARQ RTT 等于8个子帧 TDD 参考规范 TS 36 213 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 TDD 取决于上 下行配置 下行HARQ进程数从4 15不等 上 行HARQ进程数1 7不等 特别的 特殊子帧DwPTS上的HARQ进程可与正常子帧 内的HARQ进程分离 考虑到特殊子帧上可用资源约是正常子帧的3 4 取决于eNodeB的实际调度 各HARQ进程的RTT值不等 取决于上 下行配置和eNodeB调度 一般比FDD下8个子帧要 多 HARQ Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 HARQ 说明 这里的DL HARQ只是一个示例 具体调度模式取决与eNodeB调度机制 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 HARQ 说明 这里的DL HARQ只是一个示例 具体调度模式取决与eNodeB调度机制 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 HARQ TTI bundling subframe bundling 进行TTI bundling的目的 网络一般是上行受限 在小区边缘 即使用户以最大功率发射 信号到达 eNodeB时仍然无法满足解调门限 进行HARQ会引入较大时延 为了提高小区边缘上行覆盖 采用TTI bundling 规范中亦称为sbframe bundling 的方式 由eNodeB半静态地配置是否使能TTI bundling TTI bundling不会与S上层共存 每连续4个上行子帧组成一个 bundle 进行发送 初传和重传都以 bundle 为单 位进行 从而提高eNodeB一次接收PUSCH的成功率 TDD制式下需要跳过下行子帧和特殊子帧 TTI bundling可看作是一种特殊的UL HARQ方式 参考规范 TS 36 213 TS 36 321 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 TTI bundling可看作是一种特殊的UL HARQ方式 每个 bundle 内发送RV模式固定 0 2 3 1 且无须等待eNodeB的 ACK NACK反馈 HARQ定时关系 第n子帧收到上行授权 第 n k n k 3 子帧进行PUSCH发送 假设一个bundle中 最后一个发射子帧号m 则在第 m kPHICH 子帧存在对应的PHICH资源 这里参数k和 kPHICH的取值与正常HARQ下的取值保持一致 针对非自适应重传 若在第 n l 子帧收到ACK NACK 则在第 n 4 n 7 子帧进行 PUSCH发送 其中l在FDD制式下取值等于5 在TDD制式下取值和上 下行配置和子帧 号有关 HARQ进程数 FDD制式 HARQ进程数减半 8 4 HARQ RTT相应翻倍 TDD制式 仅在上 下行配置0 1和6下需要支持TTI bundling功能 相应的HARQ进 程数分别为2 3和3 相对正常HARQ进程数大约减半 HARQ TTI bundling subframe bundling Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 HARQ TTI bundling subframe bundling 的例子的例子 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 HARQ 关于关于TDD上上 下行配置下行配置0的说明的说明 TDD上 下行配置0 5ms上 下行转换周期 DSUUU 上行子帧数多于下行子帧和特殊子帧数 因此存在某些下行子帧或特殊子帧需要对应多个上行子帧 引出问题 PUSCH调度问题 某些下行子帧或特殊子帧需要支持调度2个不同上行子帧 内PUSCH PHICH ACK NACK反馈问题 某些下行子帧或特殊子帧需要同时反馈对应 两个不同上行子帧中PUSCH传输的ACK NACK反馈 参考规范 TS 36 213 TS 36 212 Xuyuanxing 精心准备 仅供学习交流 两个不同上行子帧中PUSCH传输的ACK NACK反馈 multi TTI调度 在特殊子帧0 1 5 6中可以调度两个不同的PUSCH传输 通过上行授权2 bit的UL index来指示究竟是调度两个对应上行子帧 PUSCH传输前一个 高位比特置1 后一个 低位比特置1 或全 部 在子帧0 1 5 6中可能收到两个PDCCH DCI format 0上行授权 其中 UL