In Long-Term Evolution (LTE)-Netzwerken ist die Transport Block Size (TBS) ein entscheidender Parameter, der eine wichtige Rolle bei der Übertragung von Daten zwischen dem eNodeB (evolved NodeB) und dem User Equipment (UE) spielt. TBS ist ein Maß für die Datenmenge, die in einem einzelnen Übertragungszeitintervall (TTI) übertragen werden kann. Sie ist ein integraler Bestandteil der physikalischen LTE-Schicht und des Prozesses der Zuordnung von Daten höherer Schichten in Transportblöcke zur Übertragung.
Transportblockgröße (TBS) in LTE:
1. Definition:
- Die Transport Block Size (TBS) bezieht sich auf die Größe des Datenblocks, der in einem einzelnen TTI über die Luftschnittstelle übertragen wird. TTIs sind Zeitintervalle, in denen Daten vom eNodeB an das UE übertragen werden. TBS ist ein dynamischer Parameter, der je nach Kanalbedingungen, Modulations- und Codierungsschemata und anderen Faktoren variieren kann.
2. Zweck und Funktion:
- Anpassung an Kanalbedingungen:
- TBS wird dynamisch angepasst, um sich an variierende Kanalbedingungen anzupassen. Im LTE-System überwacht der eNodeB kontinuierlich die Kanalqualität und ermittelt anhand dieser Informationen eine geeignete TBS für eine effiziente Datenübertragung.
- Effiziente Spektrumnutzung:
- Die dynamische Anpassung von TBS ermöglicht eine effiziente Nutzung des verfügbaren Spektrums. Unter günstigen Kanalbedingungen können größere TBS-Werte verwendet werden, um den Datendurchsatz zu maximieren, während unter schwierigen Bedingungen kleinere TBS-Werte gewählt werden können, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen.
- Modulation und Codierungsanpassung:
- TBS steht in engem Zusammenhang mit den für die Datenübertragung verwendeten Modulations- und Kodierungsschemata (MCS). Höhere TBS-Werte sind oft mit einem höheren MCS verbunden, was die Übertragung von mehr Bits pro Symbol und folglich höhere Datenraten ermöglicht.
3. Faktoren, die TBS beeinflussen:
- Kanalqualität:
- Die Qualität des Funkkanals, beeinflusst durch Faktoren wie Signalstärke, Interferenzen und Rauschen, hat direkten Einfluss auf die Wahl des TBS. Bei guten Kanalbedingungen kann für höhere Datenraten ein größerer TBS gewählt werden.
- Modulations- und Kodierungsschema (MCS):
- TBS wird durch das ausgewählte MCS beeinflusst. Verschiedene MCS-Optionen repräsentieren verschiedene Kombinationen von Modulationsschemata und Kanalkodierungsraten. Höhere MCS-Werte gehen mit größeren TBS-Werten einher.
- Variabilität der Kanalbedingungen:
- TBS kann sich an Änderungen der Kanalbedingungen anpassen. In Szenarien, in denen die Kanalbedingungen schwanken, kann der eNodeB die TBS dynamisch anpassen, um eine zuverlässige und effiziente Datenübertragung aufrechtzuerhalten.
4. Berechnung von TBS:
- Konfigurationsparameter:
- Die Berechnung von TBS umfasst verschiedene Konfigurationsparameter, einschließlich der Anzahl der Ressourcenblöcke, des Modulationsschemas, der Codierungsrate und der Anzahl der Sendeantennenschichten.
- Codierungsrate und Modulation:
- Die Wahl der Codierungsrate und des Modulationsschemas hat direkten Einfluss auf die TBS. Höhere Codierungsraten und komplexere Modulationsschemata führen zu größeren TBS-Werten.
- Anzahl der Ressourcenblöcke:
- Die Anzahl der für die Übertragung zugewiesenen Ressourcenblöcke wirkt sich auch auf TBS aus. Eine höhere Anzahl von Ressourcenblöcken kann eine größere TBS aufnehmen.
- MIMO (Multiple Input Multiple Output):
- Wenn MIMO verwendet wird, trägt die Anzahl der Sendeantennenschichten zur TBS-Berechnung bei. MIMO-Techniken verbessern den Datendurchsatz durch die Verwendung mehrerer Antennen für die gleichzeitige Übertragung.
5. Dynamische Anpassung in LTE:
- Dynamische Planung:
- LTE verwendet dynamische Planung, bei der der eNodeB TBS basierend auf den momentanen Kanalbedingungen für jedes UE anpasst. Dies stellt sicher, dass Ressourcen effizient zugewiesen werden und dass UEs optimale Datenraten erleben.
- Pufferstatusberichte:
- UEs melden regelmäßig ihren Pufferstatus an den eNodeB. Diese Informationen helfen dem eNodeB dabei, fundierte Entscheidungen bezüglich TBS zu treffen, um den unterschiedlichen Datenlasten verschiedener UEs Rechnung zu tragen.
6. Downlink-Steuerungsinformationen (DCI):
- Übertragung per DCI:
- Der eNodeB übermittelt mithilfe von Downlink Control Information (DCI) Informationen über TBS an das UE. DCI stellt dem UE die notwendigen Anweisungen zum Empfangen und Dekodieren der übertragenen Daten bereit.
- Ressourcenzuteilungsanzeige:
- DCI enthält Informationen zur Ressourcenzuteilung, die die zugewiesenen Ressourcen für die Übertragung angeben, einschließlich des TBS. Das UE nutzt diese Informationen, um die eingehenden Daten angemessen zu verarbeiten.
7. Entwicklung zu 5G (NR):
- Fortsetzung der Konzepte:
- Mit der Weiterentwicklung von LTE zu 5G (NR – New Radio) wird das grundlegende Konzept der dynamischen Anpassung der Blockgröße für eine effiziente Datenübertragung fortgesetzt. Während sich bestimmte Parameter und Techniken weiterentwickeln können, bleibt das Konzept der TBS-Optimierung basierend auf den Kanalbedingungen bestehen.
- Verbesserungen in NR:
- 5G NR führt Verbesserungen für höhere Datenraten, geringere Latenz und verbesserte Konnektivität ein. TBS und zugehörige Parameter werden weiterentwickelt, um diese Fortschritte zu unterstützen und eine effiziente Nutzung des verfügbaren Spektrums sicherzustellen.
8. Netzwerkplanung und -optimierung:
- Parameterkonfiguration:
- Netzwerkbetreiber konfigurieren TBS-bezogene Parameter basierend auf Faktoren wie Abdeckungsanforderungen, Netzwerklast und dem gewünschten Gleichgewicht zwischen Datenrate und Zuverlässigkeit.
- Effizienzüberlegungen:
- Richtig konfigurierte TBS-Parameter tragen zur Effizienz des LTE-Netzwerks bei und stellen sicher, dass UEs optimale Datenraten erleben und gleichzeitig eine zuverlässige Verbindung aufrechterhalten.
Zusammenfassend ist die Transport Block Size (TBS) in LTE-Netzen ein dynamischer Parameter, der die Größe des Datenblocks bestimmt, der in einem einzelnen TTI über die Luftschnittstelle übertragen wird. Es wird basierend auf Kanalbedingungen, Modulations- und Codierungsschemata und anderen Faktoren angepasst, um eine effiziente und zuverlässige Datenübertragung zwischen dem eNodeB und dem UE sicherzustellen. Die dynamische Natur von TBS ermöglicht die Optimierung der Spektrumnutzung und die Bereitstellung hochwertiger Dienste unter verschiedenen Netzwerkbedingungen.