TUTORIAL LTE

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Enlace descendente - DOWNLINK

Para permitir una transmisión eficiente de los datos de los usuarios a través de la interfaz aire, también se necesitan los denominados canales físicos de control. Estos canales transportan tanto señales de control generadas a nivel de capa física como aquel tipo de mensajes de control generados en las capas superiores del sistema.

Canales físicos de tráfico

Hay dos tipos de canales físicos de tráfico en el enlace descendente, son:

Physical Downlink Shared Channel(PDSCH)

El canal PDSCH transmite habitualmente información de usuario. Contiene la información entregada por la capa MAC mediante el canal de transporte Downlink Shared Channel (DL-SCH). También puede transportar información de aviso (PCH) y aquella de radiodifusión que no sea imprescindible para que el terminal móvil se enganche a la red. En particular, transporta los denominados System Information Blocks o SIBs.

No es un canal dedicado, sólo se asigna al usuario cuando éste tiene algo que recibir en el enlace descendente (DL) y como resultado de la gestión de recursos realizada por el algoritmo de scheduling de dicho enlace. Los posibles esquemas de modulación considerados son: QPSK, 16QAM y 64 QAM. En general se utilizan turbo códigos de tasa 1/3 para la codificación de canal. El canal PDSCH permite utilizar diferentes tipos de redundancia para implementar el mecanismo de retrans-misión hibrido (HARQ). La granuralidad temporal (Transmission Time Intervalo TTI) asociada a este canal es 1 ms, es decir una subtrama. El canal PDSCH se mapea en el dominio frecuencia-tiempo utilizando los denominados Physical Resource Blocks(PRB).

Physical Multicast Channel (PMCH)

El Physical Multicast Channel(PMCH) se utiliza para transportar información MBMS (Multimedia Broadcast and Multicast System) en redes iso-frecuencia (Single-Frequency Networks o SFN).

Canales de Control

Los canales de control del enlace descendente son los siguientes:

Physical Broadcast Channel (PBCH)

Este canal transporta información básica sobre la red, la denominada Master Information Block(MIB). Esta información consiste en:

• 4 bits para identificar la canalización utilizada en la celda. Ello es necesario ya que  el sistema es flexible y permite diferentes anchos de banda desde 1.4 MHz hasta 20MHz.
• 3 bits para definir la estructura del canal PHICH que se utiliza para transportar información de reconocimientos del mecanismo de retransmisión híbrida HARQ.
• 7 bits correspondientes al denominado número de identificación de trama (System Frame Number SFN).

Physical Downlink Control Channel (PDCCH)

El canal PDCCH transporta los denominados Downlink Control Information(DCI), que incluyen información de asignación de recursos para los canales de aviso (PCH) y de tráfico compartido (DL-SCH). También transporta información sobre los mecanismos de retransmisión (Hybrid ARQ).

Cada DCI está formado por la agregación uno o varios Control Channel Elements(CCE). Cada CCE corresponde a 9 conjuntos de cuatro parámetros o informaciones (denominados Resource Element Groupso REGs) relacionadas con la capa física. Por ejemplo, en un CCE se puede transmitir el esquema de modulación-codificación utilizado, información sobre el ajuste del control de potencia del enlace ascendente, información sobre el mecanismo de retransmisión hibrida (HARQ) y la versión de redundancia aplicada, etc. Cada REG se mapea mediante 4 símbolos QPSK, es decir ocupa 4 subportadoras, formando los denominados mini CCE.  

Por consiguiente, un CCE ocupa 36 subportadoras a las que debe añadirse, si es el caso, el número de subportadoras ocupadas por las señales de referencia. El número de CCEs asignados a un canal PDCCH lo determina cada eNB en función de las condiciones del canal, ya que hay una relación implícita entre las condiciones del canal , el número de retransmisiones efectuadas en el enlace ascendente y los recursos de señalización y control necesarios para transmitir los reconocimientos ACK/NACK en el enlace descendente. Por ejemplo, en el caso de terminales móviles ubicados cerca del eNB probablemente con un único CCE sea suficiente ya que las condiciones de propagación serán habitualmente buenas y el número de retransmisiones (si las hay) bajo. Sin embargo, si el terminal móvil está lejos del eNB, y las condiciones del canal empeoran, entonces se necesitará un número mayor de CCEs para conseguir suficiente robustez en la transmisión.

Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH)

Informa al terminal móvil sobre el número de símbolos (1,2,3) utilizados para transmitir el canal PDCCH (1,2 ó 3), utilizando un indicador denominado Channel Format Indicatoro (CFI). Se transmite en cada subtrama, siempre en el primer símbolo. EL CFI está formado por 32 bits (16 símbolos) que se transmiten utilizando una modulación QPSK.

Physical Hybrid ARQ Indicator Channel (PHICH)

Transporta los reconocimientos (ACK/NAK) para implementar el mecanismo de HARQ en el enlace ascendente. Utiliza modulación BPSK y códigos de repetición de tasa 1/3. La información de múltiples usuarios se multiplexa mediante técnicas por división en código utilizando un conjunto de secuencias ortogonales de Walsh predefinidas.

En la siguiente tabla podemos ver un resumen de los canales físicos del enlace descendente vistos hasta ahora: