《LTE移动通信系统》课件第7章物理层上行传输过程.ppt

1、第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程上行物理信道的分类上行信道编码单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)上行共享信道(PUSCH)上行控制信道(PUCCH)上行参考信号(RS)时间提前量估计和上行链路定时上行调度与链路自适应第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程上行物理信道的分类上行信道编码单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)上行共享信道(PUSCH)上行控制信道(PUCCH)上行参考信号(RS)时间提前量估计和上行链路定时上行调度与链路自适应第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程LTE的的三种物理信道三种物理信道物理上行共享信道(PUSCH)：用于上行链

2、路共享数据传输物理上行控制信道(PUCCH)：在上行链路的预留频带发送，用来承载上行链路发送所需的确认/非确认(ACK/NACK)消息、信道质量指示(CQI)消息及上行发送的调度请求物理随机接入信道(PRACH)：用于随机接入网络的过程7.1 上行传输概述上行传输概述上行物理信道的分类上行信道编码单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)上行共享信道(PUSCH)上行控制信道(PUCCH)上行参考信号(RS)时间提前量估计和上行链路定时上行调度与链路自适应第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程对于来自上层的各个传输信道的数据和物理层自身的控制信息，物理层将按照规定的格式进行一系列信道编

3、码相关的处理，通常的过程包括码字循环冗余校验码(CRC)计算、码块分割、码块CRC计算、码块信道编码、码块交织、速率匹配、码块连接，以及向物理层信道映射的过程。7.2 上行信道编码上行信道编码7.2 上行信道编码上行信道编码图7.1传输块物理层信道编码的过程7.2 上行信道编码上行信道编码(1)循环冗余校验码循环冗余校验码(CRC)计算计算循环码：线性分组码中最重要的子类，编码简单并且检错能力强。检错码：通过增加被传送数据的冗余量方式，将校验位同数据一起发送，接收端则通过校验和比较来判断数据是否无误来提高传输的可靠性。7.2 上行信道编码上行信道编码(1)循环冗余校验码循环冗余校验码(CRC)

4、计算计算 LTE物理层的4种循环冗余校验码(CRC，Cyclic Redundancy Check)的计算方法：2种长度为24比特的CRC计算方法；1种长度为16比特的CRC计算方法；1种长度为8比特的CRC计算方法。长度为24比特的CRC用于下行共享信道(DL-SCH)、寻呼信道(PCH)、多播信道(MCH)和上行共享信道(UL-SCH)等传输信道信息的处理过程。定义了两种计算多项式，其中A公式用于整码字的CRC计算，B公式用于分码块的CRC计算。7.2 上行信道编码上行信道编码1)(3456710111417182324CRC24ADDDDDDDDDDDDDDg1)(562324CRC24

5、BDDDDDDg7.2 上行信道编码上行信道编码 长度为16比特的CRC用于广播信道(BCH)和下行控制信息(DCI)的处理过程，对应的计算多项式的定义为1)(51216CRC16DDDDg7.2 上行信道编码上行信道编码 长度为8比特的CRC用于上行控制信息(UCI)在上行物理共享信道(PUSCH)中传输时可能需要的CRC操作，对应的计算多项式为1)(3478CRC8DDDDDDg图7.2 CRC计算 7.2 上行信道编码上行信道编码(2)码块分割码块分割当收到来自MAC层的1个传输块后，物理层将其对应为1个码字，首先对整个码字进行CRC的计算，得到添加CRC比特后的码字数据流。7.2 上行

6、信道编码上行信道编码(2)码块分割码块分割定义最大的编码长度为6144，即如果添加CRC比特后的码字数据流的长度大于6144，则需要对码字进行分割，将一个码字分割为若干个码块，对每个码块再添加相应的CRC比特(使用24比特长度CRC的B多项式)，然后以码块为单位进行信道编码，以满足信道编码最大长度的限制。7.2 上行信道编码上行信道编码(3)信道编码信道编码LTE物理层支持的信道编码方法包括块编码、截尾卷积编码和Turbo编码。Turbo编码：具有良好的译码性能，应用于LTE中大部分传输信道的数据信息。截尾卷积编码：译码复杂度较低、码长时低，应用于广播信道以及物理层上下行控制信息。7.2 上行

7、信道编码上行信道编码截尾卷积编码截尾卷积编码信道编码采用截尾卷积编码时，。编码器的多项式长度为7，码率限制为1/3，其结构如下图7.4所示。DK图7.4 卷积编码7.2 上行信道编码上行信道编码截尾卷积编码截尾卷积编码移位寄存器的初始值设置为比特流的最后6位信息比特，目的是保证移位寄存器的初始状态和最终状态相同。假设输入编码器的数据 的长度为，将移位寄存器的初始状态记作5210,.,ssss则，iKics17.2 上行信道编码上行信道编码Turbo编码编码LTE物理层采用传统的由2个并行子编码器和1个内交织器组成的Turbo编码方法。WCDMA中Turbo码方案的相同及不同点相同：采用了相同的

8、子编码器结构，状态数目为8。不同：内交织器算法有所不同，LTE中采用了二次置换多项式(QPP，Quadratic Permutation Polynomial)交织器，主要目的是解决原有的交织器在分块译码的数据读取过程中可能出现冲突的问题，以更好地支持并行的译码器结构。7.2 上行信道编码上行信道编码假设Turbo编码器的码率为1/3，输入编码器的数据 的长度为 ，编码输出3个分量码()，由于受到Turbo码总共12个尾比特的影响，每个分量码的长度为 。kcK)2()1()0(kkkddd、4 KD7.2 上行信道编码上行信道编码LTE物理层Turbo码采用基于二次置换多项式(QPP，Quad

9、ratic Permutation Polynomial)算法的内交织器，假设输入内交织器的比特流是 ，经过交织后输出的比特流是 ，如图7.5所示，它们满足对应关系 ，交织前后元素序号的对应关系满足二次多项式 ，110,Kccc110,Kccc)(iiccKififimod)()(2211,1,0Ki7.2 上行信道编码上行信道编码图7.5 Turbo编码7.2 上行信道编码上行信道编码图7.6 Turbo码的速率匹配以Turbo编码为例，对Turbo编码后的数据进行速率匹配的过程，包括以每个码块为单位进行“3个分量码的子块交织”、“形成循环缓冲区(Circular Buffer)”以及“按照

10、冗余版本(RV，Redundancy Version)和比特数目选取本次发送的比特序列”。(4)速率匹配速率匹配7.2 上行信道编码上行信道编码子块交织子块交织在子块交织器中，采用块交织的方式对Turbo编码输出的3个分量分别进行交织。设定块交织器的列数为32，然后根据交织长度确定块交织器的行数。在子块交织的过程中，分量码的比特序列逐行地写入块交织器中，在这个过程中，可能需要在序列的开始部分进行必要的填充，使得序列能够充满块交织器。完成序列的写入后，对块交织器以列为单位进行顺序的转换，最后逐列地读出块交织器中的比特信息，由此形成了交织后的序列(其中包括了填充比特)。7.2 上行信道编码上行信道

11、编码Turbo编码的3个分量码(包括1个系统码和2个校验码)各自经过子块交织之后形成了3个数据流，将这三个数据流按照给定的规则进行连接，收集到一个循环缓冲器中，即形成循环缓冲区。收集的顺序为，最先插入的是系统比特，随后是第一、第二校验位交叉插入。形成循环缓冲区形成循环缓冲区(Circular Buffer)7.2 上行信道编码上行信道编码选择本次发送的比特序列选择本次发送的比特序列在每次数据发送过程中，根据本次混合自动重传请求(HARQ，Hybrid Automatic Repeat reQuest)传输中所对应的冗余版本和比特数目选取本次发送的比特序列。其中冗余版本的数值描述了比特序列在循环

12、缓冲区中的起始位置。7.2 上行信道编码上行信道编码选择本次发送的比特序列选择本次发送的比特序列值得注意的是，为了获得更好的信道编码性能，上面的公式中添加了一定的偏移量，冗余版本为零的数据序列不包含所有Turbo系统分量码的信息比特。确定起始位置之后，根据比特数目从循环缓冲区中选取用于本次发送的比特序列。从这个过程中将去掉进行子块交织时所加入的填充比特。7.2 上行信道编码上行信道编码(5)码块连接码块连接在完成以码块为单位的信道编码和速率匹配的过程之后，将对1个码字内所有的码块进行串行连接，形成码字(即传输块)所对应的传输序列，如图7.7所示。图7.7 码块连接上行物理信道的分类上行信道编码

13、单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)上行共享信道(PUSCH)上行控制信道(PUCCH)上行参考信号(RS)时间提前量估计和上行链路定时上行调度与链路自适应第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程7.3 SC-FDMA上行链路发送的基本方案是单载波频分多址接入(SC-FDMA)，使用循环前缀(CP)来保证上行链路用户间的正交性，并且能够在接收端支持有效的频域均衡。这种产生频域信号的方法有时也称为离散傅立叶变换扩展正交频分复用(DFT-SOFDM，Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multi

14、plex)，如图7.8所示。图7.8 SC-FDMA处理过程7.3 SC-FDMA子载波映射通过在高端或低端插入适当的0来决定使用哪一部分频谱来发送数据。在每一个DFT的输出，插入L-1个0样点。L=1时映射相当于集中式发送，即DFT的输出映射到连续子载波上发送。当L1时采用的是分布式发送，可以认为是一种在集中式发送的基础上获取额外频率分集的方案。虽然上行链路原来也计划使用分布式映射，但LTE标准已经决定仅使用集中式映射，频率分集可以通过TTI内和TTI间的跳频来实现。子载波映射及其频谱如图7.9所示。7.3 SC-FDMA图7.9 子载波映射7.3 SC-FDMA 每一个DFT-SOFDM符

15、号按照图7.9所示的方法映射到N个可用的物理子载波，其中 是载频。每一个时隙的发送信号由 个SC-FDMA符号来描述，其序号从0到 。每一个SC-FDMA符号包含多个复调制符号，表示资源元素 的值，其中 是SC-FDMA符号 内的时间序号。cfULsymbN1ULsymbN,u la,u l,u lul7.3 SC-FDMA图7.10 上行链路时隙格式(第1类帧结构)对于第1类帧结构来说，所有SC-FDMA符号的大小相同。第1类帧结构的上行时隙结构如图7.10所示。7.3 SC-FDMA对于第2类帧结构来说，SC-FDMA符号1和 是短SC-FDMA符号，用来承载上行链路解调参考信号。第2类帧

16、结构的上行链路时隙结构如图7.11所示。图7.11 上行链路时隙格式(第2类帧结构)2ULsymbN7.3 SC-FDMA一个时隙的SC-FDMA符号数取决于由高层配置的循环前缀长度，由表7.1给出。表7.1 上行链路资源块参数7.3 SC-FDMA ULRBRBSCcp,l sULRBRBSC2121/2,2NNjkf t NTlklkNNs tae,0CP lstNNT其中，ULRBRBUL2kkNN变量2048N 15fkHz 7.3 SC-FDMAll表7.2列出了 的值，可以用于2种类型帧结构。,CP lN表7.2 SC-FDMA参数 注意一个时隙内的不同SC-FDMA符号可能具有不

17、同的循环前缀长度。对于第2类帧结构，由于最后一部分用于保护间隔，SC-FDMA符号不完全填充所有上行链路子帧。上行物理信道的分类上行信道编码单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)上行共享信道(PUSCH)上行控制信道(PUCCH)上行参考信号(RS)时间提前量估计和上行链路定时上行调度与链路自适应第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程7.4 PUSCH llLTE物理上行共享信道(PUSCH)的基带处理过程包括加扰、调制映射、层映射、预编码、资源映射，以及SC-FDMA信号产生等，具体流程如图7.12所示。图7.12 上行物理共享信道基带处理流程7.4 PUSCH ll7.4.1加

18、扰加扰在一个子帧的物理上行共享信道(PUSCH)上传输比特块，其中 为一个子帧中PUSCH上传输的比特数，在调制之前需要使用一个用户指定的扰码序列 进行加扰，生成加扰后的比特块，其中 是物理上行链路共享信道发送的比特数。7.4.2 调制调制对于PUSCH，可以使用QPSK、16QAM或64QAM调制方式将加扰比特 调制成复值符号块。7.4 PUSCH l7.4.3 层映射层映射v7.4 PUSCH ll7.4 PUSCH ll表 7.3空间复用方式时的层映射7.4 PUSCH ll7.4.4预编码预编码7.4 PUSCH ll(1)单天线发射单天线发射单天线发射时，无需预编码，即：()(0)a

19、paplayersymbsymbsymb()()(0,1,.,1,)pyixiiMMM(7.5)(2)空间复用空间复用空间复用时，与层映射相同，支持基站侧两天线或四天线配置，对应的天线端口数分别为：和 。按以下模式进行预编码：21,20p43,42,41,40p)()()()()()1()0()1()0(ixixiiyiyPW(7.6)其中，是 阶的预编码矩阵，预编码矩阵 的值根据基站和用户码本配置进行选择。)(iWP1,.,1,0apsymbMilayersymbapsymbMM7.4 PUSCH ll当 (即基站侧配置两天线时)，对应的天线端口是 ，预编码码本按表7.4进行设置。21,20

20、p2P表7.4 两天线配置时预编码码本7.4 PUSCH ll当 (即基站侧配置四天线时)，对应的天线端口为 ，层数 不同时，的值也不同，下面的表7.57.8分别对应 及 时的预编码码本。41,42,43,44pv(i)W1v 2,3,4vvv4P 7.4 PUSCH ll表7.5 四天线配置时预编码码本()17.4 PUSCH ll表7.6 四天线配置时预编码码本()27.4 PUSCH ll表7.7 四天线配置时预编码码本()37.4 PUSCH ll表7.8 四天线配置时预编码码本()47.4 PUSCH l7.4.5物理资源映射物理资源映射为了满足发射功率 的要求，复值调制符号块 首先

21、需要乘以一个幅度缩放因子 ，然后从 序列开始依次映射到分配给物理上行共享信道(PUSCH)传输的资源块上。PUSCHPsymby(0),y(1)MPUSCHy(0)7.4 PUSCH l7.4.5物理资源映射物理资源映射映射从一个子帧的第一个时隙开始，映射到分配的物理资源块的资源粒子 上，优先考虑维度 ，然后再考虑维度 ，每个维度逐渐增加。用于传输物理上行共享信道(PUSCH)的资源粒子不能再用于传输参考信号，也不预留给探测参考信号(SRS)使用。）（lk,kl7.4 PUSCH ll如果不能使用上行跳频，则用于传输的资源块 ，其中 是上行调度授权的资源。如果上行跳频被激活并且使用预定义的跳频

22、模式，则在时隙 中用于传输的物理资源块需要按照给定的规则给出。VRBPRBnnVRBnSn上行物理信道的分类上行信道编码单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)上行共享信道(PUSCH)上行控制信道(PUCCH)上行参考信号(RS)时间提前量估计和上行链路定时上行调度与链路自适应第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll物理上行控制信道(PUCCH)传输上行物理层控制信息，可能承载的控制信息包括：“上行调度请求”“对下行数据的确认/非确认(ACK/NACK)信息”“信道状态信息(CSI)反馈”(包括信道质量信息(CQI，Channel Qualit

23、y Indicator)、预编码向量信息(PMI，Pre-coding matrix Indication)或者秩指示(RI,Rank Indicator)。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll对于同一个用户设备来讲，物理上行控制信道(PUCCH)永远不会和物理上行共享信道使用相同的时频资源传输。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll图7.13 PUCCH的传输方法物理上行控制信道在时频域上占用1个资源块对的物理资源，采用时隙跳频方式，在上行频带的两边进行传输，如图7.13所示，上行频带的中间部分用于上行共享信道的传输。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll表7.9 上行物理控制信道格

24、式根据所承载的上行控制信息的不同，LTE物理层支持不同的物理上行控制信道(PUCCH)格式，采用不同的调制方法，PUCCH格式有六种，如表7.9所示。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll所有物理上行控制信道(PUCCH)格式在每一个符号中都要使用一个循环移位序列，使用该序列产生不同PUCCH格式的循环移位值。循环移位序列随着符号数和时隙数的变化而改变。7.5 PUCCH传输过程传输过程 llPUCCH物理资源取决于两个参数 和 。表示每个时隙中预留给格式PUCCH 2/2a/2b传输的资源块数目。表示格式2/2a/2b与格式1/1a/1b混合传输时，格式1/1a/1b使用的循环移位数目，范

25、围是 。如果 ,则表示没有资源块支持PUCCH格式2/2a/2b与格式1/1a/1b的混合传输。一个时隙中最多只有一个物理资源块支持PUCCH格式1/1a/1b和格式2/2a/2b混合传输。(2)RBN(1)csN(2)RBN(1)csN(1)csN7,1,00(1)csN7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll图7.14 不同格式PUCCH信道在频域的分布情况根据不同格式的PUCCH信道的特点，他们在频域的分布情况如图7.14所示。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll其中，PUCCH 2/2a/2b承载的是信道状态CSI的反馈信息，在系统配置中，这一部分资源的数量是相对固定的，通过高层信

26、令进行半静态的指示，指示了用于PUCCH 2/2a/2b传输的资源块对的数目。7.5 PUCCH传输过程传输过程 llPUCCH 1/1a/1b承载的是调度请求信息和对下行数据的确认符号(ACK)信息，资源数量是动态变化的，与小区中发送的下行数据的数量相关，因此将这一部分资源放置在稍靠近频率中心的位置，方便将系统剩余的频率资源用于上行共享信道(PUSCH)的传输。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll在所占用的一个资源块对的时频域资源中，PUCCH 1/1a/1b和PUCCH 2/2a/2b都采用码分的方式复用多个信道，因此当配置的PUCCH 2/2a/2b信道数量所占用的资源不是资源块对整

27、数倍的时候，在PUCCH 2/2a/2b和PUCCH 1/1a/1b频域的交界处将出现它们在某一个资源块对内以码分的方式混合传输的情况。该混合资源块对的位置为 。(2)RBN7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll7.5.1 PUCCH格式格式1/1a/1b表7.10 PUCCH格式1a和1b的调制符号 PUCCH格式1/1a/1b用于终端发送“调度请求信息”或者“1比特、2比特的ACK/NACK信息”。比特块 按照表7.10的方式进行调制。(0),(M1)bitbb7.5 PUCCH传输过程传输过程)0(d)(SnS)(SnS生成复值符号 表示PUCC

28、H 1/1a/1b发送的信息。对于PUCCH 1a/1b的应答符号(ACK)信息，为BPSK或QPSK调制符号，分别对应于1比特或2比特信息的情况。)0(d)0(d7.5 PUCCH传输过程传输过程 复值符号 需要乘以一个长度为12的循环移位序列得到复制符号块，再通过 进行加扰，然后再使用正交序列 进行扩频，将信息分散在一个时隙内用于PUCCH传输的多个上行符号上。其中)0(d)(SnS)(mw其他 02mod)(1)(2/SjSennnS(7.7)7.5 PUCCH传输过程传输过程)0(d在每个上行符号上使用1个长度为12的Zadoff-Chu序列 进行调制，得到长度为12的复数序列，对应于

29、1个资源块内的12个子载波。因此，PUCCH 1/1a/1b的发送包含了“正交扩频序列”和“Zadoff-Chu序列”两次码扩频的过程，可以复用的信道数目为二者的乘积。(),()u vrn7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll图7.15 PUCCH 1/1a/1b物理层信号发送方法(常规循环前缀)例如，在常规循环前缀(Normal CP)的情况下有3个正交码，Zadoff-Chu序列的长度为12，假设设置信道间循环移位(Cyclic Shift)的间隔为2，则1个资源块对上可以复用36=18个PUCCH 1/1a/1b信道，如图7.15所示。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll7.5.2

30、 PUCCH格式格式2/2a/2b对于要发送的调制符号信息，在每个符号上使用长度为12的Zadoff-Chu序列 进行调制，然后将各个符号调制的结果映射在子帧内相应上行符号1个资源块内的12个子载波上。通过长度为12的Zadoff-Chu序列的不同循环移位来进行同一个RB内不同PUCCH 2/2a/2b信道的复用。(),()u vrn7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll在PUCCH 2/2a/2b中，承载了CSI信息（20个比特）、确认(ACK)信息（1比特或2比特）。ACK信息将通过BPSK的调制，形成一个调制符号 ，然后调制到导频符号上进行传输。如图7.16所示。图7.16 PUCCH

31、 2/2a/2b物理层信号发送方法(常规循环前缀)10(d7.5 PUCCH传输过程传输过程 llPUCCH格式2/2a/2b传输资源由资源序号确定。PUCCH 2a/2b仅适用于常规循环前缀的情况，对于扩展循环前缀(Extended CP)的情况，难以将ACK/NACK(应答/非应答)信息调制在导频中。对于扩展循环情况，如果ACK/NACK和信道质量信息(CQI)需要同时传输，则对它们进行联合编码，形成20比特的编码数据后，按扩展循环前缀的PUCCH格式2进行发送。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll即对于仅支持常规循环前缀的PUCCH格式2a和2b，比特 按照表7.11调制成复值符号

32、。)1(,),20(bitMbb)10(d表7.11 PUCCH格式2a和2b的调制符号 7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll7.5.3上行控制信息在上行控制信息在PUCCH上的传输上的传输CQI/PMI/RI信息在PUCCH上进行传输时，使用PUCCH格式2/2a/2b，可以承载20比特的编码后的信息。在一次传输中，根据工作模式的不同，发送的CQI/PMI/RI信息有不同的内容和不同的比特长度(信息比特长度 )，使用以Reed-Muller码为基础的 的块编码，形成20个比特的编码后的序列。标准中列表给出了所使用的Reed-Muller码。11AA,207.5 PUCCH传输过程传输过程

33、 ll7.5.4上行共享信息与控制信息在上行共享信息与控制信息在PUSCH上的传输上的传输在物理层控制信息和上行数据信息需要同时传输时，采用在物理层PUSCH信道上复用UL-SCH数据信息和物理层控制信息的方式。如图7.17所示。图7.17 UL-SCH的传输信道处理7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll(1)UL-SCH的信道编码的信道编码对于上行传输共享信道(UL-SCH)的传输块，采用Turbo码的信道编码方式，根据调度信息中所指示的格式，按照Turbo编码的相关处理过程，形成物理层传输的比特序列 。kf7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll(2)ACK/RI信道的信道编码信道的信道

34、编码当上行确认/秩指示(ACK/RI)信息复用在PUSCH信道上进行传输时，采用“块编码”的方式进行信道编码。在对信息进行信道编码的过程中，首先需要根据上层信令通知的格式，确定ACK/RI信息信道编码后的比特数目；对ACK/RI信息进行信道编码，形成相应长度的比特序列。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll(3)CQI信道的信道编码信道的信道编码当CAI/PMI信息复用在PUSCH信道上进行传输时，根据信息比特长度的不同，采用“块编码”或者“卷积码”的信道编码方式。信道编码的过程与ACK/RI信息类似，即根据上层信令通知的格式，确定CQI信息信道编码后的比特数目；对CQI信息进行信道编码，形

35、成相应长度的比特序列。7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll(4)信道交织和复用信道交织和复用在此过程中，将完成“UL-SCH”、“CQI信息”、“RI信息”和“ACK信息”各自经过信道编码后形成的长度分别为 的比特序列在PUSCH上的复用传输。使用交织器结构，交织器的每列对应于PUSCH的1个SC-FDMA符号，在图中添加了导频符号作为位置参考。,CQIRIACKG OOO和7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll图7.18 RI信息在PUSCH上的复用7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll首先放置秩指示(RI，Rank Indication)信息，在如图7.18所示的4个符号位置，以“

36、从下往上、逐行放置”的方式，完成 个调制符号在PUSCH子帧中的放置。然后，将CQI信息与UL-SCH信息进行连接，CQI信息在前，UL-SCH信息在后，以“从上往下、逐行放置”的方式，在剩余的位置上，完成 个调制符号在PUSCH子帧中的放置，如图7.19所示。()/)CQImGOQ/RImQQ7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll图7.19 UL-SCH和CQI信息在PUSCH上的复用7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll最后，进行ACK信息的放置，ACK信息的调制符号将覆盖上一步骤中“CQI信息与UL-SCH”所占用的调制符号的一部分。以“从上往下、逐步放置”的方式，完成 个调制符号在

37、PUSCH子帧中的放置，最后形成如图7.20所示的结构。/ACKmQQ7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll图7.20 UL-SCH和控制信息在PUSCH上的复用7.5 PUCCH传输过程传输过程 ll以上形成的复用，每列对应于1个上行SC-FDMA符号，因为DFT-SOFDM符号内的信息是在时域输入的，所以上述图形中的“子载波”并不是真实的频域子载波而是对应于输入到DFT的信号序列。可以看到，在复用结构中相对比较重要的ACK/RI信息被映射在导频信号的周围，并因此获得更好的传输性能。上行物理信道的分类上行信道编码单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)上行共享信道(PUSCH)上行控制信道

38、(PUCCH)上行参考信号(RS)时间提前量估计和上行链路定时上行调度与链路自适应第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程7.6 上行参考信号上行参考信号ll7.6.1参考信号的生成参考信号的生成为了保证不同小区的用户上行参考信号之间的随机性，LTE物理层设计了基序列跳频的机制，包括“基序列组的跳频”和“组内的序列跳频”两种可供选择的方式。(1)基序列组的跳频基序列组的跳频基序列组的跳频使得各个小区的用户的上行参考信号序列使用不同的基序列组。在某个时隙，小区用户上行参考信号使用的基序列组序号由“组跳频序号”和“组偏移序号”共同确定。7.6 上行参考信号上行参考信号ll7.6.1参考信号

39、的生成参考信号的生成“组跳频序号”：小区对应的序列组跳频映射在某时隙上的基序列组号码。“组偏移序号”：在“组跳频序号”的基础上，小区内对上行控制信道(PUCCH)和共享信道(PUSCH)的基序列组的偏移量。7.6 上行参考信号上行参考信号ll(2)组内的基序列跳频组内的基序列跳频当采用基序列组跳频时，不进行基序列的组内跳频。此时如果序列较长(大于等于72)，每个基序列组对应2个元素，可以通过高层信令的指示选择进行序列的组内跳频，仍可以一定程度地增强序列间的随机性。7.6 上行参考信号上行参考信号ll(2)组内的基序列跳频组内的基序列跳频在组内序列跳频时，小区用户在某个时隙的上行基序列的组内序列

40、编号为0或1，由小区ID相关的伪随机序列在和时隙序号相关的位置上的数值所确定。7.6 上行参考信号上行参考信号ll7.6.2解调参考信号解调参考信号在设计通过终端发送的上行信号时，需要重点考虑峰均功率比(PAPR，Peak-to-Average Power Ratio)和功放效率。从这个角度而言，对于上行，参考信号需要和与该终端的其他传输信号时分处理，来保证低峰均功率比(PAPR)，即两者在频域上不能复用。7.6 上行参考信号上行参考信号ll7.6.2解调参考信号解调参考信号在PUSCH和PUCCH上传输的DMRS，其结构和传输原理相同。频域上的参考信号序列，映射到OFDM调制器相应的连续输入

41、端(即子载波上)进行调制。DMRS序列的长度总与相应物理信道所使用的子载波数目相同，是12的倍数。7.6 上行参考信号上行参考信号ll7.6.2解调参考信号解调参考信号LTE频域资源分配总是以资源块(RB)为单位。而在PUSCH上的DMRS需要有不同的长度来匹配其带宽，此外不同长度下参考信号序列应尽可能多，以避免不合理的分配造成干扰。由上一节可知，参考信号序列由基序列经过相应处理得到。7.6 上行参考信号上行参考信号ll7.6.3探测探测参考信号参考信号探测参考信号可以进行周期性的传输，也可以根据调度授权信令中的相关信息进行非周期性的触发(LTE Rel-10引入)。其中，周期的探测参考信号时

42、间间隔从2个子帧(2ms)到16个子帧(160ms)不等。非周期的探测参考信号由高层信令配置传输参数。7.6 上行参考信号上行参考信号ll频分双工情况下，一个子帧内，如果有探测参考信号，无论其是周期还是非周期的，它都在该子帧的最后一个符号上传输。为了避免小区内探测参考信号与不同用户设备的PUSCH发生冲突，该小区内任何一个用户都知道某一子帧是否有探测参考信号传输，不论该探测参考信号来自哪一个用户设备。即在传输探测参考信号的子帧中，该小区内所有用户设备都将空出探测参考信号所占用的符号。7.6 上行参考信号上行参考信号ll在频域上，探测参考信号可以通过以下两种方式来覆盖基站所关心的频段：一：发送一

43、个宽带探测参考信号，一次性覆盖目标频段；二：发送多个窄带探测参考信号，通过跳频联合覆盖目标频段。7.6 上行参考信号上行参考信号ll探测参考信号序列与解调参考信号的异同：同：使用的基序列相同。探测参考信号的发射原理也与解调参考信号大体一致。异：探测参考信号序列每隔一个子载波映射一个符号，其它位置填零，形成梳状频谱。探测参考信号的带宽可能会随实际需求和小区带宽大小不同，但规范定义其总是4个资源块的倍数。7.6 上行参考信号上行参考信号ll考虑到探测参考信号的梳状结构，即探测参考信号序列长度就是24的倍数。而不同的用户设备可以在相同的时频资源上通过配置不同的用户编号同时发射探测参考信号，但必须保证

44、探测参考信号频段相同。也可以在频域上映射到不同的间隔位置(即“梳齿”上)进行频分复用。上行物理信道的分类上行信道编码单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)上行共享信道(PUSCH)上行控制信道(PUCCH)上行参考信号(RS)时间提前量估计和上行链路定时上行调度与链路自适应第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程7.7 时间提前量估计与时间提前量估计与上行链路定时上行链路定时ll来自用户的上行链路无线帧i应该比相应的下行链路无线帧i发送提前 秒。一个无线帧中不是所有子帧都可以用于数据发送。图7.21为TDD情况下的一个例子，其中无线帧中只有一部分子帧发送。图7.21 上行链路-下行链

45、路定时关系TAsNT上行物理信道的分类上行信道编码单载波频分多址接入技术(SC-FDMA)上行共享信道(PUSCH)上行控制信道(PUCCH)上行参考信号(RS)时间提前量估计和上行链路定时上行调度与链路自适应第第7章章 物理层上行传输过程物理层上行传输过程7.8 上行调度与链路自适应上行调度与链路自适应ll7.8.1上行调度上行调度基站通过下行链路控制信令通知用户为其分配的资源和传输格式。例如：在某个子帧中将哪些用户的传输进行复用的判决依据是：要求的服务类型(BER、最小和最大数据速率以及时延等)服务质量参数和测量重传次数上行链路信道质量测量用户能力用户睡眠周期和测量间隔/周期系统参数，例如

46、带宽和干扰大小/图案其他7.8 上行调度与链路自适应上行调度与链路自适应ll因为基站不知道移动终端的缓存状态，所以对于下行链路不能使用这种用户缓存状态消息来实现调度。但是，基站可以为基于竞争的接入分配一些时频资源。在这些时频资源内，用户可以在没有事先被调度的情况下传输数据。至少，随机接入和请求调度信令应该采用基于竞争的接入。在非成对频谱的情况，可以通过集中式FDMA随机接入信道来改进系统的容量。用户可以根据下行链路子帧测量的信道状态信息来选择接入信道。7.8 上行调度与链路自适应上行调度与链路自适应ll7.8.2 自适应编码调制与功率控制自适应编码调制与功率控制根据无线信道条件变化，广义上的上

47、行链路自适应过程包括如下方面自适应发送带宽，发送功率控制，自适应调制和信道编码。用户在一个TTI内的同一L2用户数据单元映射到共享数据信道上的所有资源块使用相同编码和调制。7.8 上行调度与链路自适应上行调度与链路自适应ll整个上行链路自适应方案如图7.22所示。图7.22 上行链路自适应过程思考题思考题ll7-1.LTE系统定义的上行物理信道有哪些？7-2.请简述物理上行共享信道的基带信号处理流程。7-3.LTE中上行物理控制信道包含哪几种格式?任意列举两种。7-4.试解释LTE为何选择单载波SC-FDMA作为上行多址方式。7-5.LTE物理层定义上行参考信号的种类及其作用?7-6.请简述传输块物理层信道编码流程。