In LTE-netwerken (Long-Term Evolution) zijn PUCCH (Physical Uplink Control Channel) en UCI (Uplink Control Information) essentiële componenten die de overdracht van besturingsinformatie van de gebruikersapparatuur (UE) naar het basisstation vergemakkelijken, bekend als de geëvolueerde KnooppuntB (eNB). Laten we in detail onderzoeken wat PUCCH is en hoe het wordt gebruikt om UCI te dragen:
1. PUCCH (fysiek uplink-controlekanaal):
– Definitie en doel:
- De PUCCH is een fysiek kanaal in LTE dat verantwoordelijk is voor het verzenden van uplink-besturingsinformatie van de UE naar de eNB. Het speelt een cruciale rol bij het ondersteunen van verschillende controlefuncties, waaronder bevestigingen, kanaalkwaliteitsrapporten, planningsverzoeken en het laten klinken van referentiesignalen.
– Toewijzing van middelen:
- PUCCH krijgt middelen toegewezen binnen het tijd- en frequentiedomein. De specifieke middelen die aan PUCCH worden toegewezen, worden bepaald door de eNB op basis van de huidige communicatiebehoeften en netwerkomstandigheden.
– Formaat en modulatie:
- PUCCH kan verschillende formaten hebben, afhankelijk van het type besturingsinformatie dat het bevat. Het formaat omvat het aantal bits, het modulatieschema en de coderingssnelheid. Veel voorkomende modulatieschema’s voor PUCCH zijn onder meer Binary Phase Shift Keying (BPSK) en Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
– Bevestigings- en planningsverzoeken:
- Een van de belangrijkste functies van PUCCH is het doorgeven van feedbackinformatie over Hybrid Automatic Repeat ReQuest (HARQ). Uplinkbevestigingen (ACK/NACK) en planningsverzoeken, die de behoefte van de UE aan uplinkbronnen aangeven, worden verzonden via PUCCH.
– Kanaalkwaliteitsrapporten:
- PUCCH wordt ook gebruikt voor het rapporteren van kanaalkwaliteitsinformatie, zoals Channel Quality Indicator (CQI) en Precoding Matrix Indicator (PMI). Deze feedback helpt de eNB bij het nemen van beslissingen met betrekking tot adaptieve modulatie en beamforming.
– Klinkende referentiesignalen (SRS):
- PUCCH kan ook worden gebruikt om SRS te verzenden, dat informatie verschaft over de kenmerken van het uplinkkanaal. SRS is bijzonder waardevol voor de eNB om de transmissieparameters voor een specifieke UE te optimaliseren.
2. UCI (Uplink-controle-informatie):
– Definitie en samenstelling:
- UCI verwijst naar de informatie die door de UE op de uplink wordt overgedragen om besturingsgerelateerde gegevens naar de eNB over te brengen. Het omvat verschillende soorten besturingsinformatie, waaronder ACK/NACK, CQI, PMI en planningsverzoeken.
– ACK/NACK:
- Een van de belangrijkste componenten van UCI is de feedback met of zonder erkenning (ACK/NACK). De UE gebruikt PUCCH om deze informatie te verzenden, waarmee wordt aangegeven of de ontvangen downlinkgegevens succesvol zijn ontvangen of niet.
– CQI en PMI:
- UCI bevat feedback over de Channel Quality Indicator (CQI) en Precoding Matrix Indicator (PMI). CQI geeft informatie over de kwaliteit van het uplinkkanaal, en PMI geeft de juiste precoderingsmatrix aan die door de eNB moet worden gebruikt voor downlinktransmissie.
– Planningsverzoeken:
- UCI omvat ook planningsverzoeken, wat de behoefte van de UE aan uplinkbronnen aangeeft. Deze informatie is van cruciaal belang voor de eNB om middelen efficiënt toe te wijzen en te reageren op de communicatievereisten van de EU.
3. PUCCH-formaten:
– Formaat 1 en Formaat 1a:
- Formaat 1 en Formaat 1a worden gebruikt voor het verzenden van ACK/NACK-feedback. Formaat 1 wordt gebruikt wanneer meerdere UE’s dezelfde tijd- en frequentiebronnen delen, terwijl Formaat 1a wordt gebruikt wanneer de bronnen zijn toegewezen aan een enkele UE.
– Formaat 2:
- Formaat 2 wordt gebruikt voor het verzenden van CQI- en PMI-feedback. Het is ontworpen om een groter aantal bits te kunnen verwerken voor het overbrengen van gedetailleerde kanaalkwaliteit en voorcoderingsinformatie.
– Formaat 2a:
- Formaat 2a is een uitgebreide versie van Formaat 2, die extra bits biedt voor het overbrengen van meer gedetailleerde CQI- en PMI-informatie.
– Formaat 3:
- Formaat 3 wordt gebruikt voor het verzenden van planningsaanvragen. Hiermee kan de UE uplink-bronnen aanvragen bij de eNB.
Conclusie:
Samenvattend is PUCCH (Physical Uplink Control Channel) in LTE een cruciaal kanaal dat is bedoeld voor het verzenden van uplink-besturingsinformatie van de gebruikersapparatuur (UE) naar het basisstation (eNB). Deze informatie, gezamenlijk bekend als Uplink Control Information (UCI), omvat ACK/NACK-, CQI-, PMI- en planningsverzoeken. Er worden verschillende PUCCH-formaten gebruikt om deze informatie efficiënt over te brengen, waardoor de robuuste werking van LTE-netwerken wordt ondersteund.