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Canaux LTE: physiques, logiques et de transport

Canaux LTE: physiques, logiques et de transport


Il existe plusieurs formes de données qui doivent être envoyées via l'interface radio LTE. LTE utilise une série de canaux de données pour assurer une gestion efficace des données: des canaux physiques, logiques et de transport sont utilisés.

Ces canaux LTE fournissent différentes interfaces dans les couches supérieures de la pile de protocoles et sont ainsi capables de fournir une gestion efficace des données.

Les canaux physiques, logiques et de transport sont tous liés à différentes zones de la pile. En les organisant de cette manière, le système LTE peut acheminer les données vers la zone requise.

Types de canaux LTE

Il existe trois catégories dans lesquelles les différents canaux de données peuvent être regroupés.

  • Canaux physiques: Ce sont des canaux de transmission qui transportent des données utilisateur et des messages de contrôle.
  • Canaux logiques: Fournir des services pour la couche MAC (Medium Access Control) au sein de la structure du protocole LTE.
  • Canaux de transport: Les canaux de transport de couche physique offrent un transfert d'informations vers le contrôle d'accès moyen (MAC) et les couches supérieures.

Canaux physiques LTE

Les canaux physiques LTE varient entre la liaison montante et la liaison descendante car chacun a des exigences différentes et fonctionne d'une manière différente.

  • Liaison descendante:
    • Canal de diffusion physique (PBCH): Ce canal physique transporte des informations système pour les UE qui doivent accéder au réseau. Il ne transporte que ce que l'on appelle des messages Master Information Block, MIB. Le schéma de modulation est toujours QPSK et les bits d'information sont codés et adaptés au débit - les bits sont ensuite brouillés à l'aide d'une séquence de brouillage spécifique à la cellule pour éviter toute confusion avec les données d'autres cellules.

      Le message MIB sur le PBCH est mappé sur les 72 sous-porteuses centrales ou six blocs de ressources centraux quelle que soit la largeur de bande globale du système. Un message PBCH est répété toutes les 40 ms, c'est-à-dire qu'un TTI de PBCH comprend quatre trames radio.

      Les transmissions PBCH ont 14 bits d'information, 10 bits de réserve et 16 bits CRC.

    • Canal d'indicateur de format de contrôle physique (PCFICH): Comme son nom l'indique, le PCFICH informe l'UE du format du signal reçu. Il indique le nombre de symboles OFDM utilisés pour les PDCCH, qu'il soit 1, 2 ou 3. Les informations contenues dans le PCFICH sont essentielles car l'UE ne dispose pas d'informations préalables sur la taille de la région de contrôle.

      Un PCFICH est transmis sur le premier symbole de chaque sous-trame et porte un champ indicateur de format de commande, CFI. Le CFI contient un mot de code de 32 bits qui représente 1, 2 ou 3. Le CFI 4 est réservé pour une éventuelle utilisation future.

      Le PCFICH utilise un codage par blocs de 32,2 qui se traduit par un taux de codage de 1/16, et il utilise toujours la modulation QPSK pour assurer une réception robuste.

    • Canal de contrôle de liaison descendante physique (PDCCH): L'objectif principal de ce canal physique est de transporter principalement des informations de planification de différents types:
      • Planification des ressources de liaison descendante
      • Instructions de contrôle de l'alimentation en liaison montante
      • Subvention de ressources de liaison montante
      • Indication de pagination ou d'informations système
      Le PDCCH contient un message connu sous le nom d'informations de contrôle de liaison descendante, DCI, qui transporte les informations de contrôle pour un UE particulier ou un groupe d'UE. Le format DCI a plusieurs types différents qui sont définis avec différentes tailles. Les différents types de format incluent: Type 0, 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A et 4.
    • Canal d'indicateur ARQ hybride physique (PHICH): Comme son nom l'indique, ce canal est utilisé pour signaler l'état de l'ARQ hybride. Il transporte le signal HARQ ACK / NACK indiquant si un bloc de transport a été correctement reçu. L'indicateur HARQ a une longueur de 1 bit - "0" indique ACK et "1" indique NACK.

      Le PHICH est transmis dans la région de contrôle de la sous-trame et n'est généralement transmis que dans le premier symbole. Si la liaison radio est mauvaise, alors le PHICH est étendu à un nombre de symboles pour la robustesse.

  • Liaison montante:
    • Canal de contrôle de liaison montante physique (PUCCH): Le canal de commande de liaison montante physique, PUCCH, fournit les diverses exigences de signalisation de commande. Il existe un certain nombre de formats PUCCH différents définis pour permettre au canal de transporter les informations requises dans le format le plus efficace pour le scénario particulier rencontré. Il comprend la possibilité de transporter des SR, des demandes de planification.

      Les formats de base sont résumés ci-dessous:

      Résumé du format du canal de contrôle de liaison montante physique (PUCCH)
      & / e>
      Format PUCCHInformations de contrôle de liaison montanteSchéma de modulationBits par sous-trameRemarques
      Format 1SR

      N / A

      N / A

      Format 1a1 bit HARQ ACK / NACK avec ou sans SR

      BPSK

      1

      Format 1bHARQ ACK / NACK 2 bits avec ou sans SR

      QPSK

      2

      Format 2CQI / PMI ou RI

      QPSK

      20

      Format 2aCQI / PMI ou RI et 1 bit HARQ ACK / NACK

      QPSK + BPSK

      21

      Format 2bCQI / PMI ou RI et HARQ ACK / NACK 2 bits

      QPSK + BPSK

      22

      Format 3Fournit un support pour l'agrégation des opérateurs.
    • Canal partagé de liaison montante physique (PUSCH): Ce canal physique trouvé sur la liaison montante LTE est l'homologue de liaison montante de PDSCH
    • Canal d'accès aléatoire physique (PRACH): Ce canal physique de liaison montante est utilisé pour les fonctions d'accès aléatoire. C'est la seule transmission non synchronisée que l'UE peut effectuer dans LTE. Les délais de propagation en liaison descendante et en liaison montante sont inconnus lorsque PRACH est utilisé et il ne peut donc pas être synchronisé.

      L'instance PRACH est constituée de deux séquences: un préfixe cyclique et une période de garde. La séquence de préambule peut être répétée pour permettre à l'eNodeB de décoder le préambule lorsque les conditions de liaison sont mauvaises.

Canaux logiques LTE

Les canaux logiques couvrent les données transportées sur l'interface radio. Le point d'accès au service, SAP entre la sous-couche MAC et la sous-couche RLC fournit le canal logique.

  • Canaux de contrôle: ces canaux de contrôle LTE transportent les informations du plan de contrôle:
    • Canal de contrôle de diffusion (BCCH): Ce canal de contrôle fournit des informations système à tous les terminaux mobiles connectés à l'eNodeB.
    • Canal de contrôle de radiomessagerie (PCCH): Ce canal de contrôle est utilisé pour les informations de recherche de personne lors de la recherche d'un appareil sur un réseau.
    • Canal de contrôle commun (CCCH): Ce canal est utilisé pour les informations d'accès aléatoire, par ex. pour les actions, y compris l'établissement d'une connexion.
    • Canal de contrôle de multidiffusion (MCCH): Ce canal de contrôle est utilisé pour les informations nécessaires à la réception multicast.
    • Canal de contrôle dédié (DCCH): Ce canal de contrôle est utilisé pour transporter des informations de contrôle spécifiques à l'utilisateur, par ex. pour contrôler les actions, y compris la commande de puissance, le transfert, etc.

  • Canaux de trafic:Ces canaux de trafic LTE transportent les données du plan utilisateur:
    • Canal de trafic dédié (DTCH): Ce canal de trafic est utilisé pour la transmission des données utilisateur.
    • Canal de trafic multicast (MTCH): Ce canal est utilisé pour la transmission de données multicast.

Canaux de transport LTE

Les canaux de transport LTE varient entre la liaison montante et la liaison descendante car chacun a des exigences différentes et fonctionne d'une manière différente. Les canaux de transport de couche physique offrent un transfert d'informations vers le contrôle d'accès au support (MAC) et les couches supérieures.

  • Liaison descendante:
    • Canal de diffusion (BCH): Le canal de transport LTE correspond au canal de contrôle de diffusion (BCCH)
    • Canal partagé de liaison descendante (DL-SCH): Ce canal de transport est le canal principal pour le transfert de données en liaison descendante. Il est utilisé par de nombreux canaux logiques.
    • Canal de recherche de personne (PCH): Pour transmettre le PCCH
    • Canal de multidiffusion (MCH): Ce canal de transport est utilisé pour transmettre des informations MCCH pour établir des transmissions multicast.

  • Liaison montante:
    • Canal partagé de liaison montante (UL-SCH): Ce canal de transport est le canal principal pour le transfert de données en liaison montante. Il est utilisé par de nombreux canaux logiques.
    • Canal d'accès aléatoire (RACH): Ceci est utilisé pour les exigences d'accès aléatoire.

Le concept de base des canaux de données n'est pas nouveau et a été utilisé dans les générations précédentes de systèmes de télécommunications mobiles. Les canaux LTE présentent de nombreuses similitudes avec ceux des générations précédentes, mais les canaux sont adaptés au LTE et s'appuient sur la fonctionnalité.

Les canaux LTE pour le transport des données permettent au système de fonctionner de manière efficace et efficiente en garantissant que les données sont partitionnées et acheminées aussi facilement que possible vers la destination requise.

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