LTE調(diào)制編碼方式

1、LTE調(diào)制編碼方式統(tǒng)計(jì)一、LTE中的編碼調(diào)制技術(shù)調(diào)制方式LTE被業(yè)界認(rèn)為是準(zhǔn)4G技術(shù)。LTE支持靈活的傳輸帶寬、低時(shí)延、高速率和高移動性,采用OFDMA和SC-FDMA分別作為下行和上行多址方式。LTE定義的物理信道可以分為上行物理信道和下行物理信道,上行和下行均支持QPSK,16QAM,64QAM這三種調(diào)制方式(如圖1。 圖1、LTE的調(diào)制方式調(diào)制映射模式不同的調(diào)制方式使用了不同的調(diào)制映射模式,調(diào)制映射采用二進(jìn)制數(shù)0和1作為輸入,產(chǎn)生復(fù)值調(diào)制符號x=I+jQ作為輸出。BPSK:BPSK 調(diào)制時(shí),單比特(i b將映射為復(fù)值調(diào)制符號x=I+jQ。QPSK :QPSK 調(diào)制時(shí), 兩比特對1(,(+

2、i b i b 映射為復(fù)值調(diào)制符號x=I+jQ 。 16QAM :16QAM 調(diào)制時(shí), 四比特對3(,2(,1(,(+i b i b i b i b 映射為復(fù)值調(diào)制符號x=I+jQ 。64QAM :64QAM 調(diào)制時(shí),六比特組5(,4(,3(,2(,1(,(+i b i b i b i b i b i b 映射為復(fù)值調(diào)制符號x=I+jQ 。不同信道的調(diào)試方式不同的信道對應(yīng)的調(diào)制方式也各不相同。物理上行信道上行物理共享信道基帶信號處理步驟如下: 圖2:上行物理信道處理流程上行物理信道及其對應(yīng)的調(diào)制方式如下: 圖3:上行物理信道及其調(diào)制方式物理下行信道下行物理信道的基帶信號處理按下列步驟進(jìn)行: 圖

3、4: 物理下行信道處理過程物理下行信道及其對應(yīng)的調(diào)制方式如下: 圖5:下行物理信道及其調(diào)制方式自適應(yīng)的調(diào)制和編碼技術(shù)(AMC 不同的調(diào)制方式有不同的特征,低價(jià)調(diào)制增加了較多的冗余導(dǎo)致實(shí)際效率較低,但能夠保證較高的可靠性,高階調(diào)試具有較高的效率但可靠性差,對信道條件提出了較高的要求,只有在信道很好的條件下才能獲得較高的增益。因此LTE 引入了基于自適應(yīng)的調(diào)制和編碼技術(shù)(AMC 。UE 測量信道質(zhì)量(即Channel Quality Indicator (CQI ,并報(bào)告給eNodeB ,eNodeB 基于CQI 來選擇調(diào)制方式,數(shù)據(jù)塊的大小和數(shù)據(jù)速率。 圖6:AMC協(xié)議定義了不同CQI對應(yīng)的調(diào)制

4、方式。但沒有定義信道質(zhì)量到CQI的定義關(guān)系。 圖7:CQI與調(diào)制方式的映射二、AMC實(shí)現(xiàn)方式的多樣性AMC是一種增強(qiáng)包數(shù)據(jù)傳輸性能的很有效的技術(shù)。由于AMC技術(shù)在同樣帶寬下可以提供更的傳輸速率,極大提高了頻譜利用率,從而成為各種通信系統(tǒng)中備受關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)之一。在不同的系統(tǒng)中,AMC的具體算法也會有所不同。LTE 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的物理層規(guī)范中定義了幾種上述可選的編碼和調(diào)制方式可供采用AMC技術(shù)時(shí)選用,但標(biāo)準(zhǔn)中并未給出具體的AMC實(shí)現(xiàn)方法。因此不同廠商有自己的實(shí)現(xiàn)方案。這種實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)劣直接決定了系統(tǒng)的性能。通過調(diào)制和編碼方式的統(tǒng)計(jì)分析可以間接分析這種AMC實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)劣,為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供必要的依據(jù)。三

5、、路測中調(diào)制方式的統(tǒng)計(jì)由于將多址方式改為OFDMA 和SC-FDMA ,LTE 系統(tǒng)的資源映射和調(diào)度與基于CDMA 的3G 系統(tǒng)有本質(zhì)的不同。OFDMA 和SC-FDMA 可以進(jìn)行時(shí)域、頻域和碼域的靈活資源分配和調(diào)度,這種CDMA 系統(tǒng)中是無法實(shí)現(xiàn)的(CDMA 系統(tǒng)只能進(jìn)行時(shí)域和碼域的資源分配調(diào)度,這就是OFDMA 和SC-FDMA 系統(tǒng)的一大優(yōu)勢。動態(tài)調(diào)度帶來的一個最重要的變化是LTE 系統(tǒng)不再使用3G 系統(tǒng)中使用的專用信道傳送數(shù)據(jù),而代之以共享信道,即不再為特定用戶長時(shí)間保留固定的資源,而是將用戶的數(shù)據(jù)分割成小塊,然后依賴高效的調(diào)度機(jī)制將來自多個用戶的數(shù)據(jù)塊復(fù)用在一個共享的大的數(shù)據(jù)信道中,

6、這種方式可以更好地適應(yīng)具有突發(fā)(burst 特性的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。LTE 的上下行數(shù)據(jù)都是通過共享信道來傳輸,所有我們主要分析共享信道(PDSCH/PUSCH 的調(diào)制方式的統(tǒng)計(jì)方法。協(xié)議中定義了Modulation Order m Q 表示調(diào)制的階數(shù),2對應(yīng)與QPSK ,4對應(yīng)于16QAM ,6對應(yīng)于64QAM ,MCS Index M CS I 對應(yīng)于編碼方式,編碼方式的范圍131。通過路測軟件我們可以得到編碼方式MCS ,MCS 分為上行MCS 、下行MCS ,下行MCS 又分為碼字0的MCS 和碼字1的MCS 。這些都需要進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)。PDSCH 調(diào)制方式 PDSCH 調(diào)制順序的決定如果

7、DCI 的CRC 用P-RNTI ,A-RNTI ,或者 SI-RNTI 進(jìn)行擾碼,在物理下行共享信道中UE 使用m Q = 2作為編碼順序,否者UE 使用M CS I 和表1來決定編碼順序(m Q 。Table 1: Modulation and TBS index table for PDSCH 從表格中我們可以得出當(dāng)使用P-RNTI ,A-RNTI ,或者 SI-RNTI 進(jìn)行擾碼是編碼調(diào)制方式為PQSK ,否則MCS09+MCS29使用QPSK 調(diào)制,MCS1016+MCS30使用16QAM 調(diào)制,MCS1728+MCS31使用64QAM 調(diào)制。PUSCH 調(diào)制方式PUSCH 調(diào)制量級

8、、冗余版本和傳輸塊大小決定對于物理上行共享信道,為了決定調(diào)制量級、冗余版本以及傳輸塊大小,UE 首先: 讀取信息域,即“調(diào)制與編碼方案以及冗余版本”; 核實(shí)“CQI 請求”; 計(jì)算分配的PRBs (PRB N 的總數(shù)目; 對于控制信息,計(jì)算編碼符號的數(shù)目。調(diào)制量級與冗余版本決定對于280M CS I ,調(diào)制量級 (m Q 由如下所決定: 如果UE 能用于支持在PUSCH 中采用64QAM ,并且沒有由高層配置為傳輸僅僅能采用QPSK 和16QAM 調(diào)制,那么調(diào)制順序由'm Q 給出,如表2所示。 如果UE 不能用于支持在PUSCH 中采用64QAM ,并且由高層配置為傳輸僅僅能采用QP

9、SK 和16QAM 調(diào)制,那么首先從表2中讀出'm Q 。調(diào)制順序被設(shè)置為,4min('m m Q Q =。 如果由高層提供的參數(shù)ttiBundling 被設(shè)置為TRUE ,那么資源分配大小被限制為3PRB N ,并且調(diào)制順序 被設(shè)置為2=m Q 。對于3129M CS I ,如果29M CS =I ,在DCI 格式0中的“CQI 請求”比特被設(shè)置為1,并且4PRB N ,調(diào)制量級被設(shè)置為2=m Q 。否則,調(diào)制量級從對于使用280M CS I 的相同傳輸塊的帶有DCI 格式0的PDCCH 中傳輸?shù)腄CI 來決定。如果沒有這種PDCCH,調(diào)制量級由以下決定:- 當(dāng)相同傳輸塊的初

10、始PUSCH 被半持續(xù)調(diào)度時(shí),用最近的半持續(xù)調(diào)度分配PDCCH 決定 或者- 當(dāng)PUDCH 是由隨機(jī)接入響應(yīng)準(zhǔn)許初始發(fā)動的,用相同傳輸塊的隨機(jī)接入相應(yīng)準(zhǔn)許決定 UE 使用M CS I 和表2來決定使用在物理上行共享信道中的冗余版本(rv idx 。Table 2: Modulation, TBS index and redundancy version table for PUSCH 從上述可以看出,PUSCH 調(diào)制方式的選擇依賴于MCS 、PRB 個數(shù)等參數(shù)和手機(jī)等級設(shè)定,由下表可以看出只有LTE 終端等級為5時(shí)才能支持上行64QAM ,目前絕大部分終端都不是等級5。對于280M CS I , MCS010使用QPSK 調(diào)制,終端等級5且沒有配置僅僅能采用QPSK 和16QAM 調(diào)制的終端MCS1020使用16QAM 調(diào)制,MCS2128使用64QAM 調(diào)制。終端等級小于五的終端MCS1028使用16QAM 調(diào)制。3129M CS I ,如果29M CS =I ,在DCI 格式0中的“CQI 請求”比特被設(shè)置為1,并且4PRB N ,調(diào)制量級被設(shè)置為QPSK 。否則,調(diào)制量級從對于使用280M CS I 的相同傳輸塊的帶有DCI 格式0的PDCCH 中傳輸?shù)腄CI 來決定。如果沒有這種PDCCH,調(diào)制量級由以下決定:- 當(dāng)相同傳輸塊的初始PUSCH