LTE物理信道-PHICH

1、PHICHPHICH用于對(duì)PUSCH傳輸?shù)臄?shù)據(jù)回應(yīng)HARQ ACK/NACK。每個(gè)TTI中的每個(gè)上行TB對(duì)應(yīng)一個(gè)PHICH，也就是說，當(dāng)UE在某小區(qū)配置了上行空分復(fù)用時(shí)，需要2個(gè)PHICH。映射到相同的資源元素集多種PHICH組成一個(gè)PHICH組，其中在相同PHICH組中的PHICH通過不同的正交序列區(qū)分。一個(gè)PHICH資源由索引對(duì)(nPHICHgroup,nPHICHseq)定義，其中nPHICHgroup為PHICH組標(biāo)號(hào)，nPHICHseq為該組中的正交序列索引1、PHICH資源介紹小區(qū)是通過MasterInformationBlock的phich-Config字段來配置PHICH的。圖

2、1：PHICH-Config1.1 Phich-DurationPhich-Duration指定了是使用controlregion中的1個(gè)symbol還是3（或2）個(gè)symbol來發(fā)送PHICH，對(duì)應(yīng)36.211的Table6.9.3-1。Phich-Duration有兩個(gè)選擇：正常和擴(kuò)展，不同的是正常CP只使用1個(gè)OFDM符號(hào)，而擴(kuò)展CP將使用2個(gè)或3個(gè)OFDM符號(hào)。通常會(huì)配置只使用第一個(gè)OFDMsymbol來發(fā)送PHICH，這樣即使PCFICH解碼失敗了，也不影響PHICH的解碼。擴(kuò)展是用于較小的信道帶寬，如1.4MHz的，在這種情況下，有總共只有6PRBS，頻域分集的增益要比系統(tǒng)帶寬較大

3、的小區(qū)（如20MHz）的小區(qū)要低，通過使用extendedPHICHduration，能提高時(shí)間分集的增益，從而提高PHICH的性能。PHICH持續(xù)時(shí)間非MBSFN子幀MBSFN子幀幀結(jié)構(gòu)類型2中的子幀1和子幀6其他情況同時(shí)支持PDSCH和PMCH的載波Normal111Extended232注：TDD中，PSS隨著子幀1和6的第三個(gè)symbol傳輸（在DwPTS中），所以在extendedPHICHduration下，只能使用2個(gè)symbol來發(fā)送PHICH。PHICHduration的配置限制了CFI取值范圍的下限，也就是說，限制了controlregion至少需要占用的symbol數(shù)。對(duì)

4、于下行系統(tǒng)帶寬的小區(qū)而言，如果配置了extendedPHICHduration，UE會(huì)認(rèn)為CFI的值等于PHICHduration，此時(shí)UE可以忽略PCFICH的值；對(duì)于下行系統(tǒng)帶寬的小區(qū)而言，由于CFI指定的可用于controlregion的symbol數(shù)可以為4（見36.212的5.3.4節(jié)），大于PHICHduration可配置的最大值3，如果此時(shí)配置了extendedPHICHduration，UE還是要使用PCFICH指定的配置。即“CFI和extendedPHICHduration相比較，取其大者”。（見36.213的9.1.3節(jié)和1）1.2 phich-Resourcephich

5、-Resource指定了controlregion中預(yù)留給PHICH的資源數(shù)，它決定了PHICHgroup的數(shù)目。多個(gè)PHICH可以映射到相同的RE集合中發(fā)送，這些PHICH組成了一個(gè)PHICHgroup，即多個(gè)PHICH可以復(fù)用到同一個(gè)PHICHgroup中。同一個(gè)PHICHgroup中的PHICH通過不同的orthogonalsequence來區(qū)分。即一個(gè)二元組唯一指定一個(gè)PHICH資源，其中為PHICHgroup索引，為該P(yáng)HICHgroup內(nèi)的orthogonalsequence索引。一個(gè)小區(qū)內(nèi)可用的PHICHgroup數(shù)的計(jì)算方式如圖2所示。圖2：如何計(jì)算PHICHgroup的個(gè)數(shù)上

6、下行配比上下行轉(zhuǎn)換周期Subframenumber012345678905ms21-21-15ms01-101-125ms0S-100S-10310ms1S-00011410ms0S-000011510ms0S-000001065ms11-1S-1注意：的場景只出現(xiàn)在TDD0這種配置下，此時(shí)對(duì)應(yīng)子幀所需的PHICHgroup數(shù)量是時(shí)的2倍。這是因?yàn)橹挥性赥DD0配置下，一個(gè)系統(tǒng)幀內(nèi)的下行子幀數(shù)少于上行子幀數(shù)，此時(shí)同一個(gè)下行子幀可能需要反饋2個(gè)上行子幀的ACK/NACK信息，所以需要2倍的PHICH資源。從圖2可以看出：Ø 對(duì)于FDD而言，PHICHgroup數(shù)僅與phich-Reso

7、urce的配置相關(guān)；Ø 而對(duì)于TDD而言，PHICHgroup數(shù)不僅與phich-Resource的配置相關(guān)，還與uplink-downlinkconfiguration以及子幀號(hào)相關(guān)。越大，可復(fù)用的UE數(shù)越多，支持調(diào)度的上行UE數(shù)也就越多，但碼間干擾也就越大，解調(diào)性能也就越差。與此同時(shí)，controlregion內(nèi)可用于PDCCH的資源數(shù)就越少。一個(gè)PHICHgroup可用的orthogonalsequence數(shù)見36.211的Table6.9.1-2。可以看出：Ø 對(duì)NormalCP而言，一個(gè)PHICHgroup支持8個(gè)orthogonalsequence，即支持8個(gè)P

8、HICH復(fù)用；Ø 對(duì)ExtendedCP而言，一個(gè)PHICHgroup支持4個(gè)orthogonalsequence，即支持4個(gè)PHICH復(fù)用。通過上面的介紹，我們可以計(jì)算出一個(gè)小區(qū)在某個(gè)下行子幀所包含的PHICH資源數(shù)：對(duì)應(yīng)NormalCP，其值為；對(duì)應(yīng)ExtendedCP，其值為。（我們可以認(rèn)為：在FDD下，）一個(gè)小區(qū)真正所需的PHICH資源總數(shù)取決于：（1）系統(tǒng)帶寬；（2） 每個(gè)TTI能夠調(diào)度的上行UE數(shù)（只有被調(diào)度的上行UE才需要PHICH）；（3）UE是否支持空分復(fù)用（2個(gè)上行TB就對(duì)應(yīng)2個(gè)PHICH）等。當(dāng)UE在某小區(qū)配置了上行空分復(fù)用時(shí)，需要2個(gè)PHICHPHICH配置必

9、須在MIB中發(fā)送的原因在于：SIB是在PDSCH中發(fā)送的，PDSCH資源是通過PDCCH來指示的，PDCCH的盲檢又與PHICH資源數(shù)的配置相關(guān)，因此UE需要提前知道PHICH配置以便成功解碼SIB。對(duì)于FDD而言，接收到MIB就可以計(jì)算出預(yù)留給PHICH的資源。對(duì)于TDD而言，UE僅僅接收到MIB是不夠的，UE還需要知道uplink-downlinkconfiguration和子幀號(hào)。通過小區(qū)搜索過程，UE已經(jīng)知道了當(dāng)前子幀號(hào)（見LTE：小區(qū)搜索過程（cellsearchprocedure）；而UE需要接收到SIB1后，通過SystemInformationBlockType1的tdd-Co

10、nfig的subframeAssignment字段才能知道uplink-downlinkconfiguration。問題來了：SIB1在PDSCH中發(fā)送，需要先解碼PDCCH，且PDCCH的解碼與PHICH資源數(shù)的計(jì)算相關(guān)；而PHICH資源數(shù)的計(jì)算又依賴于SIB1中指定的uplink-downlinkconfiguration，這就形成了死鎖。解決的方法是，UE在接收SIB1時(shí)，會(huì)使用不同的值（02，見圖2）去嘗試盲檢，直到成功解碼出SIB1為止，從而得到uplink-downlinkconfiguration。1.3 現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置情況MOD PHICHCFGPHICH持續(xù)時(shí)間模式PhichDur

11、ation含義：該參數(shù)表示PHICH信道的持續(xù)時(shí)間的模式。當(dāng)該參數(shù)配置為NORMAL時(shí)，PDCCH占用的OFDM符號(hào)數(shù)可以自適應(yīng)調(diào)整；當(dāng)該參數(shù)配置為EXTENDED時(shí)，不支持自適應(yīng)調(diào)整PDCCH占用的OFDM符號(hào)數(shù)，若帶寬為1.4M，則PDCCH占用的OFDM符號(hào)數(shù)可取值為3或4；對(duì)于其它帶寬，PDCCH占用的OFDM符號(hào)數(shù)只能為3。模式和實(shí)際持續(xù)時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系參見3GPP TS 36.211。界面取值范圍：NORMAL(普通), EXTENDED(擴(kuò)展)建議值：NORMAL(普通)修改是否中斷業(yè)務(wù)：否 (且不影響空閑模式UE)對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)性能的影響：該參數(shù)設(shè)置為"NORMAL&quo

12、t;，PHICH僅占用第一個(gè)OFDM符號(hào)，PDCCH占用的OFDM符號(hào)數(shù)可以自適應(yīng)變化。該參數(shù)設(shè)置為"EXTENDED"，PHICH占用前3個(gè)OFDM符號(hào)，此時(shí)PDCCH占用的OFDM符號(hào)數(shù)為固定3個(gè)，PDCCH符號(hào)自適應(yīng)算法將失效。在低負(fù)載下設(shè)置"NORMAL"相比"EXTENDED"下行吞吐率更大。適用制式：LPHICH資源PhichResource含義：該參數(shù)用于計(jì)算小區(qū)PHICH信道的資源，對(duì)應(yīng)協(xié)議中的參數(shù)Ng。參數(shù)Ng使用的細(xì)節(jié)參見3GPP TS 36.211。界面取值范圍：ONE_SIXTH(1/6), HALF(1/2)

13、, ONE(1), TWO(2)實(shí)際取值范圍：ONE_SIXTH, HALF, ONE, TWO建議值：ONE(1)修改是否中斷業(yè)務(wù)：否 (且不影響空閑模式UE)對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)性能的影響：該參數(shù)設(shè)置的越小，PHICH信道的組數(shù)越少，每個(gè)PHICH組內(nèi)碼分復(fù)用的用戶個(gè)數(shù)越多，PHICH解調(diào)性能越差，PDCCH資源支持單TTI調(diào)度的用戶個(gè)數(shù)越多；該參數(shù)設(shè)置的越大，每個(gè)PHICH組內(nèi)碼分復(fù)用的用戶個(gè)數(shù)越少，PHICH解調(diào)性能越好，PDCCH資源支持單TTI調(diào)度的用戶個(gè)數(shù)越少。適用制式：L2、PHICH物理層處理2.1 信道編碼-1/3重復(fù)碼到達(dá)編碼單元的HARQ指示表示HARQ的應(yīng)答信息。圖5.3.5-

14、1給出了其編碼流程。圖 5.3.5-1 HI編碼每個(gè)HARQ確認(rèn)信息1bit，對(duì)應(yīng)一個(gè)上行TB；重復(fù)3遍（見36.212的5.3.5節(jié)）：1/3重復(fù)編碼HARQ指示按照表5.3.5-1進(jìn)行信道編碼，其中肯定應(yīng)答用HI = 1表示，否定應(yīng)答用HI = 0表示。Table 5.3.5-1: HI 碼字HIHI 碼字< b0, b1, b2 >0< 0,0,0 >1< 1,1,1 >1bit的HI經(jīng)過碼率為1/3的信道編碼，得到一個(gè)3bit的codeword。2.2 調(diào)制-BPSK一個(gè)子幀中在一個(gè) PHICH上傳輸?shù)谋忍貕Kb(0),.,b(Mbit 1)應(yīng)該按BP

15、SK進(jìn)行調(diào)制， 產(chǎn)生復(fù)數(shù)調(diào)制符 號(hào)塊z(0),.,z(Ms 1)，其中Ms =Mbit。表3.9.1-1 規(guī)定了適用于物理混合 ARQ指示信道的調(diào)制方案2.3 擴(kuò)頻加擾-8個(gè)長度為4的正交序列&31位加擾碼使用一個(gè)長為4（對(duì)于ExtendedCP而言，長為2）的orthogonalsequence進(jìn)行擴(kuò)頻，再使用小區(qū)特定的加擾序列進(jìn)行加擾后，就得到12個(gè)加擾symbol（見36.211的6.9.1節(jié)）。2.4 資源組調(diào)整，層映射和預(yù)編Ø 層映射和預(yù)編碼操作取決于循環(huán)前綴長度和用于PHICH傳輸天線端口數(shù)。 Ø PHICH應(yīng)該與 PBCH在相同的天線端口上傳輸。2.5

16、 RE映射Ø 多個(gè)PHICH映射同一個(gè)PHICHgroup時(shí)，是將多個(gè)PHICH的映射到同一個(gè)RE的symbol相加來實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)PHICHgroup會(huì)映射到3個(gè)REG中，這3個(gè)REG是分開的，彼此間隔1/3下行系統(tǒng)帶寬。12個(gè)symbol如何映射到對(duì)應(yīng)的REG、層匹配、預(yù)編碼、以及如何映射到RE，詳見36.211的6.9.2節(jié)和6.9.3節(jié)。圖3：PHICH結(jié)構(gòu)在controlregion的第一個(gè)OFDMsymbol，資源首先會(huì)分配給PCFICH，PHICH只能映射到?jīng)]有被PCFICH使用的那些RE上。同一個(gè)PHICHgroup中的所有PHICH映射到相同的RE集合上；不同的PHI

17、CHgroup使用的RE集合是不同的。3、PHICH分配過程在時(shí)域上，如果UE在子幀n發(fā)送PUSCH，則UE會(huì)在子幀檢測對(duì)應(yīng)的PHICH。對(duì)于FDD而言，總是等于4；對(duì)于TDD而言，是通過36.213的Table9.1.2-1得到。在子幀綁定（subframebundling）操作中，PHICH資源是與所有綁定在一起的子幀中的最后一個(gè)子幀相對(duì)應(yīng)的。上下行配比上下行轉(zhuǎn)換周期Subframenumber012345678905ms21-21-15ms01-101-125ms0S-100S-10310ms1S-00011410ms0S-000011510ms0S-000001065ms11-DS-1

18、PHICH資源由上行資源分配的最小索引、與PUSCH傳輸相關(guān)的上行解調(diào)參考符號(hào)（DMRS）的循環(huán)偏移來確定，上述兩個(gè)參數(shù)均由用于PUSCH傳輸授權(quán)的PDCCH DCI格式0來指示。PHICH資源由索引對(duì)確定，其中為PHICH組號(hào)，為PHICH組內(nèi)的正交序列號(hào)，定義為：其中，由與相應(yīng)PUSCH傳輸相關(guān)的傳輸塊最新的DCI格式0中指示的DMRS域的循環(huán)偏移映射得到（參見表9.1.2-2）。DCI0中有一個(gè)字段叫CyclicshiftforDMRSandOCCindex（見36.212的5.3.3.1.1節(jié)），通過該字段查36.213的Table9.1.2-2，就得到對(duì)應(yīng)的值。當(dāng)然，此DCI0必須是

19、最新的用于指示對(duì)應(yīng)PHICH相關(guān)的TB所在的PUSCH資源的。如果同一TB沒有相應(yīng)的DCI0，并且以下兩個(gè)條件滿足其一，的值將為0：·同一TB的初始PUSCH傳輸是半靜態(tài)調(diào)度的；·同一TB的初始PUSCH傳輸是通過RAR調(diào)度的。l 為用于PHICH調(diào)制的擴(kuò)頻因子大小，參見3中6.9節(jié)。l 為相應(yīng)PUSCH傳輸?shù)谝粋€(gè)時(shí)隙中最小的PRB索引。l 為高層配置的PHICH組數(shù)，參見3中的6.9節(jié)。lTable 9.1.2-2: Mapping between and the cyclic shift for DMRS field in DCI format 0 in 4Cyclic

20、 Shift for DMRS Field in DCI format 0 in 4000000110102011310041015110611174、載波聚合對(duì)PHICH的影響在載波聚合中，PHICH與對(duì)應(yīng)的上行PUSCH數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢LGrant在同一個(gè)下行載波單元（ComponentCarrier，CC）上傳輸。這樣做的原因在于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的部署可能使得一些CC的controlregion受到較高的inter-cell干擾，這時(shí)候使用跨承載調(diào)度（cross-carrierscheduling）將某些CC的PDCCH（此時(shí)對(duì)應(yīng)DCI0）在信道質(zhì)量較好的其它CC上發(fā)送，能提高了PDCCH的解碼效率

21、。假如將CC1的DCI0放在CC2的controlregion上發(fā)送，可以認(rèn)為CC2的信道質(zhì)量較好，這時(shí)把CC1的PHICH也放在CC2發(fā)送，相應(yīng)地也能提高PHICH的解碼效率。因此，當(dāng)配置了跨承載調(diào)度時(shí)，一個(gè)下行CC可能需要攜帶多個(gè)上行CC的PHICH，從而增加了PHICH沖突的可能性（因?yàn)镻HICH資源與對(duì)應(yīng)PUSCH傳輸?shù)钠鹗糚RB相關(guān)，多個(gè)上行CC可能使用相同的起始PRB）。為了降低沖突，可以將在相同下行CC的controlregion上傳輸?shù)牟煌闲蠧C的DMRS的cyclicshift（即）配置成不同的值；與此同時(shí)，eNodeB調(diào)度器也可以在調(diào)度時(shí)為不同CC選擇起始PRB不同的上行PUSCH資源。5、知識(shí)點(diǎn)總結(jié)Ø PHICH資源又MIB消息指示，Phich-Duration和phich-Resource，Phich-Duration指示了是使用controlregion中的