引言:用户UE与基站eNB之间的数据传输的流程到底是如何的,从物理层的TB块时如何编码发送的,占用的信道是多少?网上的相关知识比较零碎,趁此机会都总结一下。
以上行为例:
手机中的数据资源传输到基站端。数据经过IP层,PDCP,RLC,MAC层形成帧数据(也叫TB块)。
L1的物理层(PHY)以1ms(一个TTI时长,一个子帧时长)为单位,对MAC子层传下来的TB进行调制、交织、信道编码、波形生成等一系列处理,并映射到二维时频资源块中(RB)。
我们假设此阶段待传的数据量为4000bit。
注意,此时MAC对应的TB相当于我们要传输的打包好的货物,而映射过去的子帧相当于装货物的车子,一共需要多少辆车子(需要多少PRB)?一共有多少辆车子(1ms信道带宽有多少PRB)?
RE(资源单元)
对于FDD数据帧结构:
而对于每个子帧的具体细节如下(1ms里面有两个时隙,每个时隙算是一个RB):
上图中每个更小的小格子代表一个资源单元(RE),RE理论上是最小的容量分配单元。
一个RE = 1个子载波 × 1个OFDM符号。同样也能看到一个TTI有168个RE。
我们经常见到LTE上行或者下行的信道带宽,信道带宽的主要作用就是有多少个车子,通过信道带宽可以计算出传输带宽,就很容易知道RB的数量了。
常用的信道带宽为:1.4,3,5, 10, 15, 20(单位MHZ)。
具体通过带宽计算RB的方法为:
传输带宽通常需要考虑10%的保护带(1.4MHz除外);例如:可用信道带宽BW = 10 MHz→传输带宽 = 10 MHz - 1MHz = 9 MHz;通过9(MHZ) / (180KHZ) = 50。
CQI(信道质量信息)
对于上行传输数据,因为手机一般会周期性的向基站汇报CQI,因此这个是已知的。(CQI可以看成是上行SINR的某种单位转换)
基站的MAC层中有一个资源调度器,来指挥PHY层调制阶数,资源的映射等。
资源调度器得到上行的CQI,可以查表(TS 36.213 Table 7.2.3)得到传输数据的阶数。(CQI越小,说明信号越不好,采用低阶调制方式,码率越低)。
MCS(调制与编码策略)
其实MCS也就是通过将4bit的CQI转换成5bit的MCS。通过MCS可以通过进一步查表(TS 36.213 Table 7.1.7.1)得到TBS Index。后续将通过MCS来确定物理资源,调整调制阶数。
PRB(物理资源块)
得到TBS Index值后,继续查表(如下TS 36.213 Table 7.1.7.2.1)确定PRB数 。根据TBS Index就锁定了表的某一行,再根据上面说的待传数据量为4000,找一个最接近的TBS,可以看到选4136最合适,如:TBS Index = 12从而推出需要的PRB数为18。
此时可以看成待传的数据TBS为4136,而在物理层需要加上循环冗余校验CRC(24bit)。
根据码率的计算公式,并比较一下是不是超过了CQI那个表中的最高码率。
码率计算公式:
code rate = (TBS + CRC) / (RE x Bits per RE)
分子我们上面都写出来了,下面的分母的计算可以根据上面的RE图很容易计算出来。
分母:18(PRB数)× 调制阶数 × 每个PRB中的RE数。
如CQI = 7,算得MCS=13,查表TBS Index=12,因此:
code rate = (4136+24)/ (18×4×138)= 0.419 > 0.369。(注:每个PRB的RE数为168,但是实际的PUCCH会占用一部分)。
所以MCS降阶选择12,则TBS Index=11,TBS=4008,PRB=20,重新计算码率
=(4008+24)/(20x138x4)= 4032/11040 = 0.365 < 最高码率0.369。
至此计算出传输需要的MCS以及PRB。
相当于传输4000bit的数据需要20辆车子,但是我们有多少辆车子呢?假如信道带宽为3MHZ,根据信道带宽和PRB的对应关系那么理论上1ms可以最大传15个PRB,也就是1.33ms?但是肯定超过这个时间,因为不可能所有的PRB都用来传数据,还有很多控制信道的开销。我认为可能是这样算的吧,不知道具体对不对,存疑~
参考博客:
/qq_34008220/article/details/115276540
/s/blog_793598f80101mc0d.html