LTE調制編碼方式

1、LTE調制編碼方式統(tǒng)計一、LTE中的編碼調制技術調制方式LTE被業(yè)界認為是準4G技術。LTE支持靈活的傳輸帶寬、低時延、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這三種調制方式(如圖1。 圖1、LTE的調制方式調制映射模式不同的調制方式使用了不同的調制映射模式,調制映射采用二進制數0和1作為輸入,產生復值調制符號x=I+jQ作為輸出。BPSK:BPSK 調制時,單比特(i b將映射為復值調制符號x=I+jQ。QPSK :QPSK 調制時, 兩比特對1(,(+

2、i b i b 映射為復值調制符號x=I+jQ 。 16QAM :16QAM 調制時, 四比特對3(,2(,1(,(+i b i b i b i b 映射為復值調制符號x=I+jQ 。64QAM :64QAM 調制時,六比特組5(,4(,3(,2(,1(,(+i b i b i b i b i b i b 映射為復值調制符號x=I+jQ 。不同信道的調試方式不同的信道對應的調制方式也各不相同。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的調制方式如下: 圖3:上行物理信道及其調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行: 圖

3、4: 物理下行信道處理過程物理下行信道及其對應的調制方式如下: 圖5:下行物理信道及其調制方式自適應的調制和編碼技術(AMC 不同的調制方式有不同的特征,低價調制增加了較多的冗余導致實際效率較低,但能夠保證較高的可靠性,高階調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 引入了基于自適應的調制和編碼技術(AMC 。UE 測量信道質量(即Channel Quality Indicator (CQI ,并報告給eNodeB ,eNodeB 基于CQI 來選擇調制方式,數據塊的大小和數據速率。 圖6:AMC協(xié)議定義了不同CQI對應的調制

4、方式。但沒有定義信道質量到CQI的定義關系。 圖7:CQI與調制方式的映射二、AMC實現方式的多樣性AMC是一種增強包數據傳輸性能的很有效的技術。由于AMC技術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)中備受關注的關鍵技術之一。在不同的系統(tǒng)中,AMC的具體算法也會有所不同。LTE 系統(tǒng)標準的物理層規(guī)范中定義了幾種上述可選的編碼和調制方式可供采用AMC技術時選用,但標準中并未給出具體的AMC實現方法。因此不同廠商有自己的實現方案。這種實現方案的優(yōu)劣直接決定了系統(tǒng)的性能。通過調制和編碼方式的統(tǒng)計分析可以間接分析這種AMC實現方案的優(yōu)劣,為網絡優(yōu)化提供必要的依據。三

5、、路測中調制方式的統(tǒng)計由于將多址方式改為OFDMA 和SC-FDMA ,LTE 系統(tǒng)的資源映射和調度與基于CDMA 的3G 系統(tǒng)有本質的不同。OFDMA 和SC-FDMA 可以進行時域、頻域和碼域的靈活資源分配和調度,這種CDMA 系統(tǒng)中是無法實現的(CDMA 系統(tǒng)只能進行時域和碼域的資源分配調度,這就是OFDMA 和SC-FDMA 系統(tǒng)的一大優(yōu)勢。動態(tài)調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據,而代之以共享信道,即不再為特定用戶長時間保留固定的資源,而是將用戶的數據分割成小塊,然后依賴高效的調度機制將來自多個用戶的數據塊復用在一個共享的大的數據信道中,

6、這種方式可以更好地適應具有突發(fā)(burst 特性的數據業(yè)務的傳輸。LTE 的上下行數據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 的調制方式的統(tǒng)計方法。協(xié)議中定義了Modulation Order m Q 表示調制的階數,2對應與QPSK ,4對應于16QAM ,6對應于64QAM ,MCS Index M CS I 對應于編碼方式,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 。這些都需要進行分別統(tǒng)計。PDSCH 調制方式 PDSCH 調制順序的決定如果

7、DCI 的CRC 用P-RNTI ,A-RNTI ,或者 SI-RNTI 進行擾碼,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使用P-RNTI ,A-RNTI ,或者 SI-RNTI 進行擾碼是編碼調制方式為PQSK ,否則MCS09+MCS29使用QPSK 調制,MCS1016+MCS30使用16QAM 調制,MCS1728+MCS31使用64QAM 調制。PUSCH 調制方式PUSCH 調制量級

8、、冗余版本和傳輸塊大小決定對于物理上行共享信道,為了決定調制量級、冗余版本以及傳輸塊大小,UE 首先: 讀取信息域,即“調制與編碼方案以及冗余版本”; 核實“CQI 請求”; 計算分配的PRBs (PRB N 的總數目; 對于控制信息,計算編碼符號的數目。調制量級與冗余版本決定對于280M CS I ,調制量級 (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 調制,那么調制順序由'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 調制,那么首先從表2中讀出'm Q 。調制順序被設置為,4min('m m Q Q =。 如果由高層提供的參數ttiBundling 被設置為TRUE ,那么資源分配大小被限制為3PRB N ,并且調制順序 被設置為2=m Q 。對于3129M CS I ,如果29M CS =I ,在DCI 格式0中的“CQI 請求”比特被設置為1,并且4PRB N ,調制量級被設置為2=m Q 。否則,調制量級從對于使用280M CS I 的相同傳輸塊的帶有DCI 格式0的PDCCH 中傳輸的DCI 來決定。如果沒有這種PDCCH,調制量級由以下決定:- 當相同傳輸塊的初

10、始PUSCH 被半持續(xù)調度時,用最近的半持續(xù)調度分配PDCCH 決定 或者- 當PUDCH 是由隨機接入響應準許初始發(fā)動的,用相同傳輸塊的隨機接入相應準許決定 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 調制方式的選擇依賴于MCS 、PRB 個數等參數和手機等級設定,由下表可以看出只有LTE 終端等級為5時才能支持上行64QAM ,目前絕大部分終端都不是等級5。對于280M CS I , MCS010使用QPSK 調制,終端等級5且沒有配置僅僅能采用QPSK 和16QAM 調制的終端MCS1020使用16QAM 調制,MCS2128使用64QAM 調制。終端等級小于五的終端MCS1028使用16QAM 調制。3129M CS I ,如果29M CS =I ,在DCI 格式0中的“CQI 請求”比特被設置為1,并且4PRB N ,調制量級被設置為QPSK 。否則,調制量級從對于使用280M CS I 的相同傳輸塊的帶有DCI 格式0的PDCCH 中傳輸的DCI 來決定。如果沒有這種PDCCH,調制量級由以下決定:- 當相同傳輸塊的初始PUSCH