叙事传输的说服机制_简述传输层实现可靠传输措施

叙事传输的说服机制_简述传输层实现可靠传输措施博文《PUSCH上行跳频(1)-Type1频率跳频》里提到了为什么要使用PUSCH跳频,以及详细介绍了Type1方式的跳频,本文继续这个话题,介绍Type2方式的跳频。1.采用PUSCH跳频时需要注意的问题在上行子帧中,PUCCH信道处于带宽的高低两侧,或者说位于频带的边缘,PUSCH信道则位于带宽的中间。PUCCH信道也以RB对为基本单位,每个RB在频域上是12个子载波,时域上是1个时隙。需要注意PUCCH信道每个RB对的两个RB位置:第一个时隙的PUCCH信道位于带宽的低频位置,第二个时隙的

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博文《PUSCH上行跳频(1)-Type1频率跳频》里提到了为什么要使用PUSCH跳频,以及详细介绍了Type1方式的跳频,本文继续这个话题,介绍Type2方式的跳频。

1.采用PUSCH跳频时需要注意的问题

在上行子帧中,PUCCH信道处于带宽的高低两侧,或者说位于频带的边缘,PUSCH信道则位于带宽的中间。PUCCH信道也以RB对为基本单位,每个RB在频域上是12个子载波,时域上是1个时隙。需要注意PUCCH信道每个RB对的两个RB位置:第一个时隙的PUCCH信道位于带宽的低频位置,第二个时隙的PUCCH信道位于带宽的高频位置。如下图所示。

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(图1)

之所以这么设置PUCCH和PUSCH的位置,有两个方面的考虑:第一,将PUCCH放在频谱的边缘,可以使控制信令的频率分集最大化(PUCCH信道中承载的是控制信令);第二,PUSCH必须使用连续的RB,如果将PUCCH放在频谱的中间,则限制了PUSCH的资源分配。比如某个时刻,系统中只有1个UE在进行上行大数据量的传输,如果将PUCCH放在频带的中间,就会造成eNB只能给该UE分配有限的RB资源,造成资源浪费的同时,也不能满足UE的流量需求。如下图所示。

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(图2)

如果在同一个子帧里,PUSCH和PUCCH信道之间发生了重叠,那么就会影响PUSCH和PUCCH信道中数据的解码。eNB在考虑PUSCH跳频的时候,映射后的PRB位置不能和PUCCH的位置重叠

2.PUSCH跳频方式2(Type2 PUSCH Hopping)

这里先用图形的方式介绍Type2的跳频方式,然后结合数学公式,做进一步的说明。

Type2是根据小区特定的跳频图案(hopping pattern)以及镜像图案(mirroring pattern)进行的基于子带的跳频方式。这句话有三个需要注意的地方:

第一,Type2是基于子带的跳频,我们可以将整个带宽划分1~4个子带,这一点与Type1是不同的,Type1并没有子带的概念。

第二,Type2的跳频图案是小区特定的,意味着不同的小区,跳频图案是不一样的;而同一个小区,不同的UE使用的跳频图案是一样的。不过有个例外,就是如果整个带宽只划分1个子带,那么不同小区的跳频图案可能是一样的,这点可以从后文的数学公式中的得到印证。

第三,Type2有一种镜像模式,该模式能进一步增加跳频的复杂度,可以进一步避免与邻区的跳频结果相同。

下图是一个PUSCH子带示意图,在这个图中,整个上行带宽对应50个RB,总共划分了4个子带,每个子带包括11个RB。需要注意的是,子带并没有覆盖整个上行频带,频带两侧的PUCCH信道并不在子带的范围。

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(图3)

这里用一句话来概括Type2跳频的步骤:基于子带的跳频,是根据ul_grant调度授权给出的VRB位置,采用小区特定的跳频图案,通过移位映射到相应的PRB位置。这种跳频图案可以为不同的时隙提供不同距离的移位。如下图所示,eNB给某个UE分配了一组连续的VRB,分别是RB27、RB28、RB29。在第一个时隙,预定义的跳频图案取值为1(即Hopping Pattern=1,对应后文公式中跳频函数f_hop(i)的计算结果,此处先做了解),意味着需要将VRB的图案整体向右移动1个子带,因而PRB的位置分别是RB38、RB39、RB40。在计算第二个时隙的时候,HP取值为3,意味着需要将VRB的图案(即RB27、RB28、RB29)整体向右移动3个子带,因而PRB的位置分别是RB16、RB17、RB18。

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(图4)

说完了跳频图案(hopping pattern),再说说镜像图案(mirroring pattern)。镜像图案是指在一个时隙的一个子带内对分配的资源使用镜像。也就是说,采用镜像模式并不会将PRB的位置从一个子带偏移到另一个子带,而是子带内的镜像对称偏移,理解了这一点也就理解了镜像模式。比如对上面的图4的第二个时隙进行镜像偏移,那么结构将会是下面的图5所示(这张图中的虚线标注的VRB到PRB的映射关系并不对,应该是红线标注的对应位置,参考后文的图11)。

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(图5)

在图5中,第二个时隙采用了镜像模式(即Mirroring Pattern=YES,对应后文公式中镜像函数f_m(i)的计算结果,此处先做了解),因此原本子带1内的PRB的位置是RB16、RB17、RB18,经过镜像偏转后,被移位到了同属子带1的RB22、RB21、RB20。

上面概括的介绍了Type2跳频的两种方式(跳频图案和镜像图案),接下来用数学公式来说明这两种方式的计算结果。如果你只是想了解一下Type2跳频的大概内容,那么看到这里就可以了。

在上一篇讲解Type1的跳频方式时,提到:在第一个时隙里,PRB的位置实际上与VRB的位置是相同的;在第二个时隙里,最终的PRB与VRB有一定的偏移。在讲解Type1计算PRB位置公式的时候,可以注意到,第一个时隙和第二个时隙的公式是不同的,第二个时隙的公式要复杂的多。而对于Type2类型的跳频方式,两个时隙的PRB位置是通过相同的公式计算得到的,时隙ns是作为一个参数来计算PRB的位置的。具体公式如下,其中第ns个时隙的PRB的位置用参数n_PRB(ns)表示。

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(图6)

下面对这个公式做些说明:

(1)我们的最终目标是要计算PRB在两个时隙中的位置,也就是时隙ns的PRB位置n_PRB(ns),它与Nsb、N_HO_RB、hoppingMode等参数有关。Nsb参数表示当前PUSCH区域划分了几个子带,范围是1~4,即最多划分4个子带,该值由RRC配置的参数n-SB得到。N_HO_RB参数由RRC配置的参数pusch-HoppingOffset得到,hoppingMode参数决定了采用“子帧间跳频模式”还是“子帧内子帧间跳频模式”。RRC配置的n-SB、pusch-HoppingOffset和hoppingMode参数,来源于SIB2中的PUSCH-Config信元,如下图所示。

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(图7)

(2)公式中,使用N_sb_RB来表示当前每个子带占用的RB个数。如果Nsb=1,则N_sb_RB等于整个带宽的RB个数N_UL_RB。如果当前是10M带宽,RRC配置的n-SB = pusch-HoppingOffset = 4,则根据上文的公式,每个子带占用的RB个数N_sb_RB=floor((50 – 4 – 4 mod 2)/ 4)= 11,即每个子带占用11个RB,此时PUSCH的子带RB分配情况如下图所示,带宽两边预留6个RB用于PUCCH信道的使用。

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(图8)

(3)公式中,CURRENT_TX_NB的含义在Type1类型的跳频也有用到,表示当前TB块的HARQ传输次数。这个参数仅在“子帧间跳频”模式下才有效,因为在子帧间跳频模式下,同一个子帧、不同时隙的PRB的位置需要保持一致,参考博文《PUSCH上行跳频(1)-Type1频率跳频》里的图(3)。而跳频之后并不能保证两个时隙的PRB位置一致,因此就需要根据CURRENT_TX_NB值的不同,做适当的调整,保证在子帧间跳频时,两个时隙的PRB位置一致。

(4)公式中的镜像函数f_m(i)的计算结果只有两种取值:0(FALSE)或者1(TRUE),表示某个时隙是否引入“镜像图案”(mirroring)的跳频,如果在某个时隙ns中,函数f_m(i)的计算结果等于1,则表示该时隙PRB的位置需要进行一次“镜像”操作。前文图5描述的就是采用镜像模式的一个例子,这里用公式再来计算一下图5进行镜像模式后第二个时隙的PRB位置:

根据图5的子带配置,可以确定的条件有:
(a)上行10M带宽、Nsb=4、N_sb_RB=11
(b)n_VRB=27、28、29三个RB
(c)第一个时隙不采用镜像, f_m(i)=0;第二个时隙采用镜像, f_m(j)=1
(d)第一个时隙不采用镜像时,PRB的最终位置分别是n_PRB=38、39、40;第二个时隙不采用镜像时,PRB的最终位置分别是n_PRB=16、17、18

要想知道第二个时隙镜像后PRB的最终位置,根据公式,还需要知道N_HO_RB和函数f_hop的值。不过没有关系,因为第二个时隙不采用镜像时的PRB位置已经确定了,我们可以利用这点来反推出N_HO_RBf_hop的值,然后就可以计算出第二个时隙采用镜像模式后的PRB位置。下面是计算过程:

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(图9)

从上面的结果可以看到,执行预定义的跳频图案和镜像图案之后,27号VRB将被映射到22号PRB。类似的,还可以推算出,28号VRB将被映射到21号PRB,29号VRB将被映射到20号PRB。如果不做镜像模式的PRB位置如图10所示,那么镜像之后的PRB位置将如图11所示。

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(图10)
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(图11)

(5)公式中使用的C序列,请参考博文《LTE下行物理层传输机制(1)-天线端口Antenna Port和小区特定参考信号CRS》中的相关描述。

(6)公式中的跳频函数f_hop(i)是一个递归函数,f_hop(-1)=0。

3.总结

PUSCH跳频的相关内容总结如12所示,通过这张图我们可以加深对PUSCH跳频的了解。

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参考文献:

(1)3GPP TS 36.212 V9.4.0 (2011-09) Multiplexing and channel coding

(2)3GPP TS 36.213 V9.3.0 (2010-09) Physical layer procedures

(3)3GPP TS 36.211 V9.1.0 (2010-03) Physical Channels and Modulation 

(4)http://www.sharetechnote.com

(5)<< 4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband >>

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