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Canales LTE: físico, lógico y de transporte

Canales LTE: físico, lógico y de transporte


Hay varias formas de datos que deben enviarse a través de la interfaz de radio LTE. LTE utiliza una serie de canales de datos para proporcionar una gestión eficaz de los datos: se utilizan canales físicos, lógicos y de transporte.

Estos canales LTE proporcionan diferentes interfaces en las capas superiores de la pila de protocolos y, de esta manera, pueden proporcionar una gestión eficiente de los datos.

Los canales físicos, lógicos y de transporte se enlazan con diferentes áreas de la pila. Al organizarlos de esta manera, el sistema LTE puede enrutar los datos al área requerida.

Tipos de canales LTE

Hay tres categorías en las que se pueden agrupar los distintos canales de datos.

  • Canales físicos: Estos son canales de transmisión que transportan datos de usuario y mensajes de control.
  • Canales lógicos: Proporcionar servicios para la capa de control de acceso al medio (MAC) dentro de la estructura del protocolo LTE.
  • Canales de transporte: Los canales de transporte de la capa física ofrecen transferencia de información al control de acceso al medio (MAC) y capas superiores.

Canales físicos LTE

Los canales físicos LTE varían entre el enlace ascendente y el enlace descendente, ya que cada uno tiene diferentes requisitos y funciona de manera diferente.

  • Enlace descendente:
    • Canal de transmisión físico (PBCH): Este canal físico transporta información del sistema para los UE que necesitan acceder a la red. Solo transporta lo que se denomina mensajes de bloque de información maestro, MIB. El esquema de modulación es siempre QPSK y los bits de información se codifican y coinciden en velocidad; los bits se codifican luego utilizando una secuencia de codificación específica de la celda para evitar la confusión con los datos de otras celdas.

      El mensaje MIB en el PBCH se asigna a las 72 subportadoras centrales o seis bloques de recursos centrales independientemente del ancho de banda general del sistema. Un mensaje PBCH se repite cada 40 ms, es decir, un TTI de PBCH incluye cuatro tramas de radio.

      Las transmisiones PBCH tienen 14 bits de información, 10 bits de repuesto y 16 bits CRC.

    • Canal indicador de formato de control físico (PCFICH): Como su nombre lo indica, el PCFICH informa al UE sobre el formato de la señal que se recibe. Indica el número de símbolos OFDM usados ​​para los PDCCH, ya sea 1, 2 o 3. La información dentro del PCFICH es esencial porque el UE no tiene información previa sobre el tamaño de la región de control.

      Un PCFICH se transmite en el primer símbolo de cada subtrama y lleva un campo de indicador de formato de control, CFI. El CFI contiene una palabra de código de 32 bits que representa 1, 2 o 3. CFI 4 está reservado para un posible uso futuro.

      El PCFICH usa codificación de bloques 32,2 que da como resultado una tasa de codificación de 1/16, y siempre usa modulación QPSK para asegurar una recepción robusta.

    • Canal de control de enlace descendente físico (PDCCH): El objetivo principal de este canal físico es transportar principalmente información de programación de diferentes tipos:
      • Programación de recursos de enlace descendente
      • Instrucciones de control de potencia de enlace ascendente
      • Subvención de recursos de enlace ascendente
      • Indicación de paginación o información del sistema
      El PDCCH contiene un mensaje conocido como Información de control de enlace descendente, DCI, que lleva la información de control para un UE o grupo de UE en particular. El formato DCI tiene varios tipos diferentes que se definen con diferentes tamaños. Los diferentes tipos de formato incluyen: Tipo 0, 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A y 4.
    • Canal indicador físico híbrido ARQ (PHICH): Como su nombre lo indica, este canal se utiliza para informar el estado de ARQ híbrido. Lleva la señal HARQ ACK / NACK que indica si un bloque de transporte se ha recibido correctamente. El indicador HARQ tiene 1 bit de longitud: "0" indica ACK y "1" indica NACK.

      El PHICH se transmite dentro de la región de control de la subtrama y normalmente solo se transmite dentro del primer símbolo. Si el enlace de radio es deficiente, entonces el PHICH se extiende a varios símbolos de robustez.

  • Enlace ascendente:
    • Canal de control de enlace ascendente físico (PUCCH): El canal de control de enlace ascendente físico, PUCCH, proporciona los diversos requisitos de señalización de control. Hay varios formatos diferentes de PUCCH definidos para permitir que el canal lleve la información requerida en el formato más eficiente para el escenario particular encontrado. Incluye la capacidad de transportar SR, solicitudes de programación.

      Los formatos básicos se resumen a continuación:

      Resumen del formato del canal de control de enlace ascendente físico (PUCCH)
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      Formato PUCCHInformación de control de enlace ascendenteEsquema de modulaciónBits por subtramaNotas
      Formato 1SR

      N / A

      N / A

      Formato 1aHARQ ACK / NACK de 1 bit con o sin SR

      BPSK

      1

      Formato 1bHARQ ACK / NACK de 2 bits con o sin SR

      QPSK

      2

      Formato 2CQI / PMI o RI

      QPSK

      20

      Formato 2aCQI / PMI o RI y HARQ ACK / NACK de 1 bit

      QPSK + BPSK

      21

      Formato 2bCQI / PMI o RI y HARQ ACK / NACK de 2 bits

      QPSK + BPSK

      22

      Formato 3Brinda soporte para la agregación de operadores.
    • Canal compartido de enlace ascendente físico (PUSCH): Este canal físico que se encuentra en el enlace ascendente LTE es la contraparte del enlace ascendente de PDSCH
    • Canal de acceso aleatorio físico (PRACH): Este canal físico de enlace ascendente se utiliza para funciones de acceso aleatorio. Esta es la única transmisión no sincronizada que el UE puede realizar dentro de LTE. Los retardos de propagación del enlace descendente y del enlace ascendente se desconocen cuando se utiliza PRACH y, por lo tanto, no se puede sincronizar.

      La instancia de PRACH se compone de dos secuencias: un prefijo cíclico y un período de guarda. La secuencia de preámbulo puede repetirse para permitir que el eNodoB decodifique el preámbulo cuando las condiciones del enlace son malas.

Canales lógicos LTE

Los canales lógicos cubren los datos transportados a través de la interfaz de radio. El punto de acceso al servicio, SAP entre la subcapa MAC y la subcapa RLC proporciona el canal lógico.

  • Canales de control: estos canales de control LTE llevan la información del plano de control:
    • Canal de control de transmisión (BCCH): Este canal de control proporciona información del sistema a todos los terminales móviles conectados al eNodeB.
    • Canal de control de localización (PCCH): Este canal de control se utiliza para buscar información cuando se busca una unidad en una red.
    • Canal de control común (CCCH): Este canal se utiliza para información de acceso aleatorio, p. Ej. para acciones que incluyen la creación de una conexión.
    • Canal de control de multidifusión (MCCH): Este canal de control se utiliza para la información necesaria para la recepción de multidifusión.
    • Canal de control dedicado (DCCH): Este canal de control se utiliza para transportar información de control específica del usuario, p. Ej. para controlar acciones que incluyen control de poder, traspaso, etc.

  • Canales de tráfico:Estos canales de tráfico LTE transportan los datos del plano del usuario:
    • Canal de tráfico dedicado (DTCH): Este canal de tráfico se utiliza para la transmisión de datos de usuario.
    • Canal de tráfico de multidifusión (MTCH): Este canal se utiliza para la transmisión de datos de multidifusión.

Canales de transporte LTE

Los canales de transporte LTE varían entre el enlace ascendente y el enlace descendente, ya que cada uno tiene diferentes requisitos y funciona de manera diferente. Los canales de transporte de la capa física ofrecen transferencia de información al control de acceso al medio (MAC) y capas superiores.

  • Enlace descendente:
    • Canal de transmisión (BCH): El canal de transporte LTE se asigna al canal de control de transmisión (BCCH)
    • Canal compartido de enlace descendente (DL-SCH): Este canal de transporte es el canal principal para la transferencia de datos de enlace descendente. Es utilizado por muchos canales lógicos.
    • Canal de búsqueda (PCH): Para transmitir el PCCH
    • Canal de multidifusión (MCH): Este canal de transporte se utiliza para transmitir información MCCH para configurar transmisiones de multidifusión.

  • Enlace ascendente:
    • Canal compartido de enlace ascendente (UL-SCH): Este canal de transporte es el canal principal para la transferencia de datos de enlace ascendente. Es utilizado por muchos canales lógicos.
    • Canal de acceso aleatorio (RACH): Se utiliza para requisitos de acceso aleatorio.

El concepto básico de canales de datos no es nuevo y se ha utilizado en generaciones anteriores de sistemas de telecomunicaciones móviles. Los canales LTE tienen muchas similitudes con los de las generaciones anteriores, pero los canales están adaptados a LTE y se basan en la funcionalidad.

Los canales LTE para el transporte de datos permiten que el sistema funcione de manera eficiente y eficaz al garantizar que los datos estén particionados y también enrutados al destino requerido con la mayor facilidad posible.

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