Exercise 4.4Z: Physical Channels in LTE

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Frequenz/Zeitbelegung der Kanäle  PDCCH  und  PDSCH

Die Aufgabe bezieht sich auf die beiden Theorieseiten 

•  Physikalsiche Kanäle im Uplink,
•  Physikalsiche Kanäle im Downlink.

Alle für die Aufgabe erforderlichen Informationen finden Sie auf diesen Seiten.

Die Grafik zeigt die Belegung der beiden Kanäle  PDCCH  und  PDSCH in Frequenz und Zeit:

• Ein Frequenzblock umfasst  $180 \ \rm kHz$  und ist in zwölf  $15 \ \rm kHz$–Unterträger unterteilt.
• Ein Subframe ist eine Millisekunde lang und umfasst  $14$  Symbole.
• Rot eingezeichnet sind so genannte Referenzsymbole.

Hinweise:

• Die Aufgabe gehört zum Kapitel Bitübertragungsschicht bei LTE.

Fragebogen

1

Welche physikalische Kanäle gehören zum LTE–Uplink?

	PDCCH,
	PDSCH,
	PUCCH,
	PUSCH.

2

Welche der Kanäle übertragen Nutzdaten?

	PDCCH,
	PDSCH,
	PUCCH,
	PUSCH.

3

Welche Aussagen gelten für die Grafik auf der Angabenseite?

	Dargestellt ist ein Übertragungsblock für den Downlink.
	Ein Block ist die kleinste adressierbare Einheit bei LTE.
	Die Referenzsymbole dienen zur Schätzung der Kanalqualität.

4

Welche Aussagen stimmen ohne Berücksichtigung der Referenzsymbole?

	Im Beispiel beinhalten 6/7 der Symbole Nutzinformation.
	Die Aussage „6/7 der Symbole tragen Nutzinformation” gilt ganz allgemein.

5

Wovon hängt die individuelle Datenrate eines Nutzers ab?

	Von der Anzahl der zugewiesenen Ressourcenblöcke,
	von der insgesamt zur Verfügung stehenden Bandbreite,
	von der Kanalqualität für diesen Nutzer,
	von den Anforderungen aller Nutzer.

Musterlösung

Solution

(1)  Richtig sind die Lösungsvorschläge 3 und 4:

Die Zuordnung zu Downlink bzw. Uplink erkennt man am zweiten Buchstaben. Es bedeuten:

• PDCCH: Physical Downlink Control Channel,
• PDSCH: Physical Downlink Shared Channel,
• PUCCH: Physical Uplink Control Channel,
• PUSCH: Physical Uplink Shared Channel.

(2)  Richtig sind die Lösungsvorschläge 2 und 4:

• Ein „C”   ⇒   Control als dritter Buchstabe weist auf einen Kontrollkanal hin.
• Nutzdaten werden stets in den Shared Channels   ⇒   „S” übertragen,

(3)  Alle Aussagen sind zutreffend:

• Ein Block im LTE–Downlink belegt im Frequenzbereich $180 \ \rm kHz$ (zwölf Unterträger zu je $15 \ \rm kHz$) und hat die Dauer $1 \ \rm ms$.
• Die Belegung mit PDCCH und PDSCH zeigt, dass der Downlink betrachtet wird.
• Die Referenzsymbole werden benötigt, um die Kanalqualität zu schätzen und den Channel Quality Indicator (CQI) zu berechnen.
• Diese Referenzsymbole sind auf unterschiedliche Frequenzen bzw. Symbole (verschiedene Zeiten) verteilt, um die Kanalqualität möglichst umfassend schätzen zu können.

(4)  Die Aussage 1 stimmt, da hier nur zwei der $14$ Spalten vom Kontrollkanal PDCCH belegt werden.

Verallgemeinern kann man dieses Ergebnis allerdings nicht. Vielmehr ist die Aufteilung zwischen PDCCH– und PDSCH–Symbolen abhängig von den Anforderungen des Nutzers und damit dynamisch.

• Bei vielen Nutzern mit niedriger Datenrate würde der PDCCH drei oder vier Symbole umfassen, weil hier eine intensivere Abstimmung nötig ist als bei wenigen gleichzeitigen Nutzern mit jeweils hoher Datenrate.
• Dem Endgerät wird die Information „Wie viele PDCCH–Symbole” über den Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH) mitgeteilt.

(5)  Alle Aussagen treffen zu:

• Die Datenrate eines jeden Nutzers hängt direkt von der Anzahl der ihm zugewiesenen Blöcke der Breite $180 \ \rm kHz$ ab.
• Die LTI–Gesamtfrequenzbreite liegt zwischen $1.4 \ \rm MHz$ und $20 \ \rm MHz$.
• In das Frequenzband von $1.4 \ \rm MHz$ werden sechs Blöcke à $180 \ \rm kHz$ untergebracht.
• Der Overhead beträgt somit $(1.4 - 6 \cdot 0.18)/1.4 \approx 22.8 \%$.
• Bei $20 \ \rm MHz$ Gesamtfrequenzbreite, also $100$ Blöcken, ist der Overhead $(20 - 100 \cdot 0.18)/26 = 10 \ \%$.
• Je mehr Blöcke insgesamt zur Verfügung stehen, desto mehr kann jedem einzelnen Nutzer zugewiesen werden, wenn sein Kanal gut ist und wenn nicht gleichzeitig viele andere Nutzer ebenfalls große Ansprüche stellen.