W sieciach LTE (Long-Term Evolution) PUCCH (fizyczny kanał sterujący łączem w górę) i UCI (informacje sterujące łączem w górę) są niezbędnymi komponentami ułatwiającymi transmisję informacji sterujących ze sprzętu użytkownika (UE) do stacji bazowej, tzw. Węzeł B (eNB). Przyjrzyjmy się szczegółowo, czym jest PUCCH i jak służy do przenoszenia UCI:
1. PUCCH (fizyczny kanał sterujący łączem w górę):
– Definicja i cel:
- PUCCH to kanał fizyczny w LTE odpowiedzialny za przesyłanie informacji sterujących łączem w górę z UE do eNB. Odgrywa kluczową rolę we wspieraniu różnych funkcji kontrolnych, w tym potwierdzeń, raportów o jakości kanału, żądań harmonogramu i sondujących sygnałów referencyjnych.
– Alokacja zasobów:
- PUCCH przydzielane są zasoby w dziedzinach czasu i częstotliwości. Konkretne zasoby przydzielone PUCCH są określane przez eNB na podstawie bieżących potrzeb komunikacyjnych i warunków sieci.
– Format i modulacja:
- PUCCH może mieć różne formaty w zależności od rodzaju informacji sterującej, którą przenosi. Format obejmuje liczbę bitów, schemat modulacji i szybkość kodowania. Typowe schematy modulacji dla PUCCH obejmują binarne kluczowanie z przesunięciem fazowym (BPSK) i kwadraturowe kluczowanie z przesunięciem fazowym (QPSK).
– Prośby o potwierdzenie i planowanie:
- Jedną z podstawowych funkcji PUCCH jest przenoszenie informacji zwrotnej o hybrydowym automatycznym żądaniu powtórzenia (HARQ). Potwierdzenia łącza w górę (ACK/NACK) i żądania planowania, które wskazują, że UE potrzebuje zasobów łącza w górę, są przesyłane za pośrednictwem PUCCH.
– Raporty dotyczące jakości kanału:
- PUCCH jest również używany do raportowania informacji o jakości kanału, takich jak wskaźnik jakości kanału (CQI) i wskaźnik matrycy prekodowania (PMI). Ta informacja zwrotna pomaga eNB w podejmowaniu decyzji związanych z modulacją adaptacyjną i kształtowaniem wiązki.
– Sygnały referencyjne brzmiące (SRS):
- PUCCH może być również używany do transmisji SRS, który dostarcza informacji o charakterystyce kanału łącza zwrotnego. SRS jest szczególnie cenny dla eNB przy optymalizacji parametrów transmisji dla konkretnego UE.
2. UCI (Informacje sterujące łączem w górę):
– Definicja i skład:
- UCI odnosi się do informacji przenoszonych przez UE w łączu w górę w celu przekazania danych związanych ze sterowaniem do eNB. Obejmuje różne typy informacji kontrolnych, w tym ACK/NACK, CQI, PMI i żądania planowania.
– PACK/NACK:
- Jednym z głównych elementów UCI jest informacja zwrotna potwierdzająca lub niepotwierdzająca (ACK/NACK). UE wykorzystuje PUCCH do przesyłania tych informacji, wskazując, czy odebrane dane łącza w dół zostały pomyślnie odebrane, czy nie.
– CQI i PMI:
- UCI obejmuje wskaźnik jakości kanału (CQI) i wskaźnik matrycy wstępnego kodowania (PMI). CQI dostarcza informacji o jakości kanału łącza w górę, a PMI wskazuje odpowiednią macierz kodowania wstępnego, która ma być wykorzystana przez eNB do transmisji łącza w dół.
– Zaplanowanie żądań:
- UCI obejmuje również żądania planowania, wskazując zapotrzebowanie UE na zasoby łącza zwrotnego. Informacje te mają kluczowe znaczenie dla efektywnej alokacji zasobów eNB i reagowania na wymagania komunikacyjne UE.
3. Formaty PUCCH:
– Format 1 i Format 1a:
- Format 1 i Format 1a są używane do przesyłania informacji zwrotnej ACK/NACK. Format 1 jest używany, gdy wiele UE korzysta z tych samych zasobów czasu i częstotliwości, podczas gdy Format 1a jest używany, gdy zasoby są przydzielone pojedynczemu UE.
– Format 2:
- Format 2 służy do przesyłania informacji zwrotnych CQI i PMI. Został zaprojektowany tak, aby pomieścić większą liczbę bitów w celu przekazania szczegółowych informacji o jakości kanału i wstępnym kodowaniu.
– Format 2a:
- Format 2a jest rozszerzoną wersją Formatu 2, zapewniającą dodatkowe bity do przekazywania bardziej szczegółowych informacji CQI i PMI.
– Format 3:
- Format 3 jest używany do przesyłania żądań planowania. Umożliwia UE żądanie zasobów łącza zwrotnego od eNB.
Wniosek:
Podsumowując, PUCCH (Physical Uplink Control Channel) w LTE jest krytycznym kanałem przeznaczonym do przesyłania informacji sterujących łączem w górę od Urządzenia Użytkownika (UE) do stacji bazowej (eNB). Informacje te, zwane łącznie informacjami kontrolnymi łącza w górę (UCI), obejmują żądania ACK/NACK, CQI, PMI i żądania planowania. Aby efektywnie przekazywać te informacje, stosowane są różne formaty PUCCH, co wspiera niezawodne działanie sieci LTE.