LTE物理信道-PHICH

PHICHPHICH用于对PUSCH传输的数据回应HARQACK/NACK。每个TTI中的每个上行TB对应一个PHICH，也就是说，当UE在某小区配置了上行空分复用时，需要2个PHICH。映射到相同的资源元素集多种PHICH组成一个PHICH组，其中在相同PHICH组中的PHICH通过不同的正交序列区分。一个PHICH资源由索引对(nPHICHgroup,nPHICHseq)定义，其中nPHICHgroup为PHICH组标号，nPHICHseq为该组中的正交序列索引1、PHICH资源介绍小区是通过MasterInformationBlock的phich-Config字段来配置PHICH的。图1：PHICH-Config1.1Phich-DurationPhich-Duration指定了是使用controlregion中的1个symbol还是3（或2）个symbol来发送PHICH，对应36.211的Table6.9.3-1。Phich-Duration有两个选择：正常和扩展，不同的是正常CP只使用1个OFDM符号，而扩展CP将使用2个或3个OFDM符号。通常会配置只使用第一个OFDMsymbol来发送PHICH，这样即使PCFICH解码失败了，也不影响PHICH的解码。扩展是用于较小的信道带宽，如1.4MHz的，在这种情况下，有总共只有6PRBS，频域分集的增益要比系统带宽较大的小区（如20MHz）的小区要低，通过使用extendedPHICHduration，能提高时间分集的增益，从而提高PHICH的性能。PHICH持续时间非MBSFN子帧MBSFN子帧帧结构类型2中的子帧1和子帧6其他情况同时支持PDSCH和PMCH的载波Normal111Extended232注：TDD中，PSS随着子帧1和6的第三个symbol传输（在DwPTS中），所以在extendedPHICHduration下，只能使用2个symbol来发送PHICH。PHICHduration的配置限制了CFI取值范围的下限，也就是说，限制了controlregion至少需要占用的symbol数。对于下行系统带宽的小区而言，如果配置了extendedPHICHduration，UE会认为CFI的值等于PHICHduration，此时UE可以忽略PCFICH的值；对于下行系统带宽的小区而言，由于CFI指定的可用于controlregion的symbol数可以为4（见36.212的5.3.4节），大于PHICHduration可配置的最大值3，如果此时配置了extendedPHICHduration，UE还是要使用PCFICH指定的配置。即“CFI和extendedPHICHduration相比较，取其大者”。（见36.213的9.1.3节和[1]）1.2phich-Resourcephich-Resource指定了controlregion中预留给PHICH的资源数，它决定了PHICHgroup的数目。多个PHICH可以映射到相同的RE集合中发送，这些PHICH组成了一个PHICHgroup，即多个PHICH可以复用到同一个PHICHgroup中。同一个PHICHgroup中的PHICH通过不同的orthogonalsequence来区分。即一个二元组唯一指定一个PHICH资源，其中为PHICHgroup索引，为该PHICHgroup内的orthogonalsequence索引。一个小区内可用的PHICHgroup数的计算方式如图2所示。图2：如何计算PHICHgroup的个数上下行配比上下行转换周期Subframenumber012345678905ms21---21---15ms01--101--125ms0S-100S-10310ms1S---00011410ms0S--000011510ms0S-000001065ms11---1S--1注意：的场景只出现在TDD0这种配置下，此时对应子帧所需的PHICHgroup数量是时的2倍。这是因为只有在TDD0配置下，一个系统帧内的下行子帧数少于上行子帧数，此时同一个下行子帧可能需要反馈2个上行子帧的ACK/NACK信息，所以需要2倍的PHICH资源。从图2可以看出：对于FDD而言，PHICHgroup数仅与phich-Resource的配置相关；而对于TDD而言，PHICHgroup数不仅与phich-Resource的配置相关，还与uplink-downlinkconfiguration以及子帧号相关。越大，可复用的UE数越多，支持调度的上行UE数也就越多，但码间干扰也就越大，解调性能也就越差。与此同时，controlregion内可用于PDCCH的资源数就越少。一个PHICHgroup可用的orthogonalsequence数见36.211的Table6.9.1-2。可以看出：对NormalCP而言，一个PHICHgroup支持8个orthogonalsequence，即支持8个PHICH复用；对ExtendedCP而言，一个PHICHgroup支持4个orthogonalsequence，即支持4个PHICH复用。通过上面的介绍，我们可以计算出一个小区在某个下行子帧所包含的PHICH资源数：对应NormalCP，其值为；对应ExtendedCP，其值为。（我们可以认为：在FDD下，）一个小区真正所需的PHICH资源总数取决于：（1）系统带宽；（2）每个TTI能够调度的上行UE数（只有被调度的上行UE才需要PHICH）；（3）UE是否支持空分复用（2个上行TB就对应2个PHICH）等。当UE在某小区配置了上行空分复用时，需要2个PHICHPHICH配置必须在MIB中发送的原因在于：SIB是在PDSCH中发送的，PDSCH资源是通过PDCCH来指示的，PDCCH的盲检又与PHICH资源数的配置相关，因此UE需要提前知道PHICH配置以便成功解码SIB。对于FDD而言，接收到MIB就可以计算出预留给PHICH的资源。对于TDD而言，UE仅仅接收到MIB是不够的，UE还需要知道uplink-downlinkconfiguration和子帧号。通过小区搜索过程，UE已经知道了当前子帧号（见《LTE：小区搜索过程（cellsearchprocedure）》）；而UE需要接收到SIB1后，通过SystemInformationBlockType1的tdd-Config的subframeAssignment字段才能知道uplink-downlinkconfiguration。问题来了：SIB1在PDSCH中发送，需要先解码PDCCH，且PDCCH的解码与PHICH资源数的计算相关；而PHICH资源数的计算又依赖于SIB1中指定的uplink-downlinkconfiguration，这就形成了死锁。解决的方法是，UE在接收SIB1时，会使用不同的值（0~2，见图2）去尝试盲检，直到成功解码出SIB1为止，从而得到uplink-downlinkconfiguration。1.3现网设置情况MODPHICHCFGPHICH持续时间模式PhichDuration含义：该参数表示PHICH信道的持续时间的模式。当该参数配置为NORMAL时，PDCCH占用的OFDM符号数可以自适应调整；当该参数配置为EXTENDED时，不支持自适应调整PDCCH占用的OFDM符号数，若带宽为1.4M，则PDCCH占用的OFDM符号数可取值为3或4；对于其它带宽，PDCCH占用的OFDM符号数只能为3。模式和实际持续时间的对应关系参见3GPPTS36.211。界面取值范围：NORMAL(普通),EXTENDED(扩展)建议值：NORMAL(普通)修改是否中断业务：否(且不影响空闲模式UE)对无线网络性能的影响：该参数设置为NORMAL，PHICH仅占用第一个OFDM符号，PDCCH占用的OFDM符号数可以自适应变化。该参数设置为EXTENDED，PHICH占用前3个OFDM符号，此时PDCCH占用的OFDM符号数为固定3个，PDCCH符号自适应算法将失效。在低负载下设置NORMAL相比EXTENDED下行吞吐率更大。适用制式：LPHICH资源PhichResource含义：该参数用于计算小区PHICH信道的资源，对应协议中的参数Ng。参数Ng使用的细节参见3GPPTS36.211。界面取值范围：ONE_SIXTH(1/6),HALF(1/2),ONE(1),TWO(2)实际取值范围：ONE_SIXTH,HALF,ONE,TWO建议值：ONE(1)修改是否中断业务：否(且不影响空闲模式UE)对无线网络性能的影响：该参数设置的越小，PHICH信道的组数越少，每个PHICH组内码分复用的用户个数越多，PHICH解调性能越差，PDCCH资源支持单TTI调度的用户个数越多；该参数设置的越大，每个PHICH组内码分复用的用户个数越少，PHICH解调性能越好，PDCCH资源支持单TTI调度的用户个数越少。适用制式：L2、PHICH物理层处理2.1信道编码-1/3重复码到达编码单元的HARQ指示表示HARQ的应答信息。图5.3.5-1给出了其编码流程。210,,bbbChannelcodingHI图5.3.5-1HI编码每个HARQ确认信息1bit，对应一个上行TB；重复3遍（见36.212的5.3.5节）：1/3重复编码HARQ指示按照表5.3.5-1进行信道编码，其中肯定应答用HI=1表示，否定应答用HI=0表示。Table5.3.5-1:HI码字1bit的HI经过码率为1/3的信道编码，得到一个3bit的codeword。2.2调制-BPSK一个子幀中在一个PHICH上传输的比特块b(0),...,b(Mbit−1)应该按BPSK进行调制，产生复数调制符号块z(0),...,z(Ms−1)，其中Ms=Mbit。表3.9.1-1规定了适用于物理混合ARQ指示信道的调制方案HIHI码字b0,b1,b200,0,011,1,12.3扩频加扰-8个长度为4的正交序列&31位加扰码使用一个长为4（对于ExtendedCP而言，长为2）的orthogonalsequence进行扩频，再使用小区特定的加扰序列进行加扰后，就得到12个加扰symbol（见36.211的6.9.1节）。2.4资源组调整，层映射和预编层映射和预编码操作取决于循环前缀长度和用于PHICH传输天线端口数。PHICH应该与PBCH在相同的天线端口上传输。2.5RE映射多个PHICH映射同一个PHICHgroup时，是将多个PHICH的映射到同一个RE的symbol相加来实现的。每个PHICHgroup会映射到3个REG中，这3个REG是分开的，彼此间隔1/3下行系统带宽。12个symbol如何映射到对应的REG、层匹配、预编码、以及如何映射到RE，详见36.211的6.9.2节和6.9.3节。图3：PHICH结构在controlregion的第一个OFDMsymbol，资源首先会分配给PCFICH，PHICH只能映射到没有被PCFICH使用的那些RE上。同一个PHICHgroup中的所有PHICH映射到相同的RE集合上；不同的PHICHgroup使用的RE集合是不同的。3、PHICH分配过程在时域上，如果UE在子帧n发送PUSCH，则UE会在子帧检测对应的PHICH。对于FDD而言，总是等于4；对于TDD而言，是通过36.213的Table9.1.2-1得到。在子帧绑定（subframebundling）操作中，PHICH资源是与所有绑定在一起的子帧中的最后一个子帧相对应的。上下行配比上下行转换周期Subframenumber012345678905ms21---21---15ms01--101--125ms0S-100S-10310ms1S---00011410ms0S--000011510ms0S-000001065ms11---DS--1PHICH