LTE中的PUCCH(轉）

LTE中的PUCCH

(2011-12-27 11:06:15)

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標籤： 鏉傝皥

分類： LTE技術

在UE未分配PUSCH的狀況下，L1/L2層的控制信令（好比說CQI，ACK，SR等）是經過PUCCH上傳給eNodeB的。

PUCCH 的格式有以下幾種：

PUCCH format	Modulation scheme	No. of Bits/Per Subframe	Information
format 1	N/A	N/A		Scheduling Request
format 1a	BPSK	1bit		ACK/NACK with/without SR
format 1b	QPSK	2bits		ACK/NACK with/without SR
format 2	QPSK	20bits		CQI
format 2a	QPSK+BPSK	21bits		CQI+ACK/NACK
format 2b	QPSK+QPSK	21bits		CQI+ACK/NACK

其中， format 2a，format 2b只支持正常的CP。

對於同一個UE，在一個子幀內不能同時傳輸PUCCH和PUSCH，在一個子幀中預留給PUCCH的資源塊是半靜態配置的。在同一子幀內，PUCCH先後兩個時系的PRB資源分別位於可用的頻譜資源的兩端。以下圖所示。將PUCCH放在可用資源的兩端，將中間的整塊頻譜資源用來傳送PUSCH，有利於既能有效的利用頻譜資源又能保持上行傳輸的單載波特性。同時，能夠較好地得到PUCCH不一樣時系之間的頻率分集增益。

 

 

從上圖能夠看出，Format2/2a/2b的PUCCH映射到頻譜資源的最邊緣兩側，在一個時系內，其所佔用的資源塊數，在SIB2中廣播，爲參數nRB-CQI。接着是Format1/1a/1b, Format2/2a/2b混合的PUCCH，混合格式的PUCCH可能存在，也可能不存在，在一個時系內，最多能夠佔用一個RB。參數由SIB2中的參數nCS-AN決定，表示在混合PUCCH中Format1/1a/1b格式可用的循環移位的數目。最後是Format1/1a/1b格式的PUCCH。

PUCCH中每一個Cell內使用的基本序列與Cell的PCI有關，在每一個符號上使用的序列都是經過基本序列進行循環移位，循環移位的偏移值則與時序的序號以及符號的序號都有關係。

對於Format 1/1a/1b 格式的PUCCH，在Normal CP下，PUCCH的每一個時系中，中間的3個Symbol（2個，對應擴展CP）用於DRS，其他的4個Symbol用於ACK，NACK的傳輸。因爲ACK，NACK信息的重要性以及較少的數據bit,所以須要較多的Symbol來提升信道估計的準確性。

Format 1a, 1b支持1個Bit或2個Bit的ACK（NACK），2個Bit的ACK（NACK）對應單用戶MIMO，兩個Codeword的狀況。1個比特或2個Bit的ACK（NACK）通過BPSK或QPSK調製，最後都成爲1個調製信號。調製後的HARQ信號，在每一個數據Symbol上，與通過循環移位的長度爲12的Zadoof－Chu序列進行調製。PUCCH中每一個Symbol上的基本序列支持的循環移位的數目deltaPUCCH-Shift，是由上層信令配置的，在SIB2中進行廣播。deltaPUCCH-Shift取值範圍爲（1，2，3），對應循環移位的數目爲12， 6和4，通過循環移位的序列之間相互正交。在時域上，PUCCH採用正交擴頻碼（Walsh－Hadamard 或DFT）對不一樣的用戶進行碼分。這樣，多個不一樣的UE用戶能夠在相同的時頻資源上，使用一樣循環移位的Z－C序列進行傳輸，它們之間經過正交碼進行區分。一樣的，爲了可以對PUCCH中的每一個UE進行信道估計，DMRS信號也須要進行正交碼擴頻，因爲在PUCCH的一個RB中，DMRS符號的數目（3，對應正常CP的狀況）小於數據符號的數目，所以DRS擴頻碼的長度爲3 （正常CP，如下未特別指明，都是針對正常CP而言），這也決定了PUCCH的一個RB中可以同時支持的Format1/1a/1b用戶的數目爲3 X 6 ＝ 18（假定deltaPUCCH-Shift＝ 2，也就是說，循環移位的間隔爲2）。此時HARQ信號採用的是長度爲4的正交碼序列，可是隻使用其中序號爲0，1和2的三個序列。在某些狀況下，SRS可能佔用PUCCH子幀的最後一位符號，這樣，在PUCCH子幀的後一個時系，HARQ符號也採用長度爲3的正交碼序列。

Format1/1a/1b格式的PUCCH資源，不管是SR仍是ACK、NACK，均可以用一個常量的Index來表示。PUCCH所使用的循環移位和正交碼都與這個Index有關。對於HARQ的ACK，NACK，PUCCH資源的Index與對應的下行PDCCH所佔用的第一個CCE有關，這樣一種隱含的對應關係節省了額外信令的開銷。對於半靜態調度（SPS,Semi－Persistent Schedule），並無與之對應的PDCCH，於是在SPS的配置中，就包含了上行PUCCH所使用的Index的信息。PUCCH中Format1/1a/1b中HARQ所能使用的資源Index數目 在SIB2中廣播，參數爲n1PUCCH-AN。

上行HARQ的產生，與下行的PDCCH或SPS有關，eNodeB是能夠進行控制的。上行調度請求（SR）就不一樣了，eNodeB是沒法預計哪一個UE在什麼時候發送SR的。爲此，eNodeB能夠經過上層的信令來配置SR的發送時機和使用的資源Index。固然，這個資源Index不能與HARQ資源的Index衝突。

在某些狀況下，PUCCH Format1/1a/1b中須要同時發送SR和HARQ信息，這時HARQ的信息使用SR的資源Index進行傳送。因爲Format1 中SR的發送只是經過ON/OFF來表示，並不攜帶額外的信息位，所以，在SR的資源Index上傳送HARQ表示同時由SR和HARQ請求，在HARQ的資源Index上發送則表示相應的UE沒有SR請求。

Format2/2a/2b格式的PUCCH中，每一個時系中的符號1和5用來發送DRS（一樣的，都是針對Normal CP而言），其他的5個符號用來發送CQI（包含RI，PMI等）。每一個UE的10個比特的CQI信息，通過Reed-Muller編碼後成爲20個Bit的編碼信息，再經QPSK調製後造成10個QPSK的符號。在PUCCH子幀內的10個SC－FDMA符號上進行傳輸。相似於Format1/1a/1b中，Format2/2a/2b格式中每一個符號上的序列也都是經過基本序列進行循環移位而生成的，序列的長度爲12，存在12個正交的循環移位序列，於是，在一個PUCCH子幀（注意，是一個子幀而非一個時系）上，能夠同時容納12個UE進行PUCCH Format2格式的傳輸。UE所使用的PUCCH Format2 的資源Index是經過上層信令來半靜態配置的。UE的Format2 PUCCH所佔用的位置及所使用的循環移位都是由此Index來決定的。 LTE中，若是出現UE須要同時上報CQI和SR的狀況（包含同時上報SR和HARQ），那麼UE會丟棄CQI而上報SR（或同時的HARQ）。若是UE須要同時上報CQI和HARQ，則須要經過高層信令來配置UE，使之具有此種能力。

PUCCH Format2中支持CQI和HARQ的混合傳輸。在混合傳輸的模式下，HARQ經BPSK或QPSK調製後，造成1個調製符號。ACK用二進制的1來表示，NACK用二進制的0來表示。在每一個CQI的時系內，這個BPSK、QPSK符號用來調製第二個RS符號，這樣的調製映射將NACK映射爲＋1，這樣，在第二個RS符號沒有HARQ調製的狀況下，也就是說在UE沒有上報ACK或NACK的狀況下，eNodeB仍然缺省的認爲接收到了NACK，將會觸發可能的相應重傳。在UE沒有正確接收到下行的PDCCH，於是錯過了相應的PDSCH的狀況下，eNodeB將DTX理解爲NACK後，會啓動相應的重傳而非新數據的發送。

在多數狀況下，Format1格式的PUCCH和Format2格式的PUCCH分佈在不一樣的資源塊上。在某些狀況下，特別是小帶寬的狀況下，這樣的配置會引發較大的系統開銷。所以，有時也會把不一樣UE的兩種不一樣格式的PUCCH混合在一個資源塊上發送。上面也提到過，在系統參數不爲零的狀況下，代表系統支持混合格式的傳輸，表示在混合格式中，Format1格式所可以使用的循環移位的數目。其他的循環移位爲Format2的UE所佔用，兩部分之間存在做爲保護間隔的循環移位。