1 / 28

LTE DL MCS selection & Link Adaptation

LTE DL MCS selection & Link Adaptation. Mikhail Yakimov. Содержание. Структура DL канала в LTE и модель радиоканала Кодирование канала в LTE . СКК Оценка канала в LTE DL Адаптивный выбор СКК . ILLA Контроль ошибок передачи. OLLA Заключение. Структура DL канала LTE.

oakes
Download Presentation

LTE DL MCS selection & Link Adaptation

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. LTE DL MCS selection& Link Adaptation Mikhail Yakimov

  2. Содержание • Структура DL канала в LTE и модель радиоканала • Кодирование каналав LTE. СКК • Оценка канала в LTE DL • Адаптивный выбор СКК. ILLA • Контроль ошибок передачи. OLLA • Заключение

  3. Структура DL канала LTE

  4. Модель канала в LTE (1/2) • Ширина каналаи частотно-временная сетка (3GPP TS 36.101): • Условия и сценарии использования (3GPP TS 36.101): • Модели каналов LTE (3GPP TS 36.101):

  5. Модель канала в LTE (2/2) • Слепок каналаEPA 5 Hz в полосе 10МНz длительностью 1с. Cреда моделирования - MATLAB. Цветом показаны значения SNR на входе приёмника.

  6. Кодирование каналав LTE. СКК (1/6) • Описывается спецификацией 3GPP TS 36.212 • Блоковый параллельный турбокодер • Rate matching (выкалывание) для достижения бОльших кодовых скоростей • QPSK или 16-QAM или 64-QAM модуляция после кодирования

  7. Кодирование каналав LTE. СКК (2/6) • Контрольная сумма 24-CRC добавляется к битам TB для обнаружения ошибок на приёмнике • Сегментация полученного ТВ (вместе с CRC) на одинаковые кодовые блоки (СВ) с максимальным размером 6144 бита и добавление контрольной суммой 24-CRC к каждому CB,если их несколько. • Допустимы размеры TB только такие, чтобы размер сегментов всегда получается одинаковым без дополнения «нулевыми» битами. Размеры ТВ задаются таблицей.

  8. Кодирование каналав LTE. СКК (3/6) • Блоковый параллельный турбокодер с кодовой скоростью 1/3 – параллельная обработка СВ • Структура кодера неизменна – простота реализации • Комбинации с QPP (Quadrature Permutation Polinomial) перемежением битов входного блока

  9. Кодирование каналав LTE. СКК (4/6) • Правило перемежения • В стандарте LTE для всех допустимых значений К (от 40 до 6144 бит) определены значения параметров f1 и f2 перемежителя так, что бы он был взаимооднозначным • Прямой и обратный перемежители определены если известен размер кодового блока К

  10. Кодирование каналав LTE. СКК (5/6) • Rate matching использует виртуальный циклический буфер (VCB) – простота HARQ. • Связка с HARQ: возможность использования Incremental redundancy + chase combining. Первая попытка – RV = 0, вторая – RV = 1 и т.д. • Количество бит на передачу определяется числом RE в выделенных RB, используемой модуляцией и числом пространственных уровней на CW.

  11. Кодирование каналав LTE. СКК (6/6) • Конкатенация кодовых блоков (CB) в кодовое слово (CW) • Скремблирование CW • Символьная модуляция: QPSK, 16-QAM или 64-QAM • Antenna mapping в соответствии с режимом передачи

  12. Кодирование каналав LTE. СКК (5/4) • Для сигнализации СКК используется MCS Index– 5 бит (3GPP TS 36.213) • MCS Index определяется исходя из количества RB, размера передаваемого TB, и порядка модуляции

  13. Оценка канала в LTE DL (1/5) • Для оценки канала используются опорные сигналы Cell-Specific RS (3GPP TS 36.211) • Период CS-RS: 6 SC по частоте, 6-7RE по времени • Символы CS-RS имеют референсную (единичную) мощность и известную фазу (QPSK)

  14. Оценка канала в LTE DL(2/5) • Принимаемый сигнал: • Оценка канальной матрицыпо опорным CS-RS сигналам: • Усреднение и фильтрация вдоль «пилотных» поднесущих • Линейная интерполяция на промежуточные поднесущие

  15. Оценка канала в LTE DL(3/5) • Оценка уровня помех (AWGN и гауссова интерференция): • MMSE приёмник [1]: • Оценка SINR [1]:

  16. Оценка канала в LTE DL(4/5) • «Усреднение» SINR в полосе. Метод EESM [2]: • Параметр выбирается в зависимости от СКК, на которой передавалась информация. LS – оценка параметра найдена в работе [3]: • Отчёты CQI [4]: период – 2 TTI

  17. Оценка канала в LTE DL(5/5) • Квантование оценки канала. CQI: • Коэффициенты получены по уровню BLER = 0,1 (см. [3]) • Периодическая передача CQI от приёмника • Соответствие между CQI и спектральной эффективностью используемой СКК (см. 3GPP TS 36.213):

  18. Адаптивный выбор СКК. ILLA (1/3) • Алгоритм ILLA (Inner Loop Link Adaptation): • Определить количество NRB ресурсных блоков канала PDSCH, на основании расписания для данного UE • По принятым CQI, определить MCS Index (см. слайд 19) • определить длину TB по таблице (слайд 12) • Сформировать ТВ и элемент расписания, в котором указать MCS Index и ресурсные блоки для передачи

  19. Адаптивный выбор СКК. ILLA (2/3) 3GPP TSG RAN1 Shenzhen, China Mar 31-April 4, 2008 R1-081638 TBS and MCS Signaling and Tables Motorola

  20. Адаптивный выбор СКК. ILLA(3/3) • Основные характеристики ILLA • Большое количество СКК (MCS) для более тонкого подбора скорости • Автоматическое определение размера ТВ (по таблицам - быстро) • Динамический выбор СКК на основании актуальной (до некоторой степени) информации о канале, полученной от приёмника • Настройка периода отчётов CQI в зависимости от сценария, вплоть до минимального значения 2TTI= 2 мс • Известные проблемы ILLA • Чувствительность к ошибкам измеренияи квантования SINR • Чувствительность к задержкам измерения и задержкам обратной связи (определяется отношением суммарной задержки ко времени корреляции канала) • Ошибки за счёт непредсказуемого воздействия интерференции

  21. Известные проблемы ILLA.Чувствительность к ошибкам измерения SINR • Влияние ошибок измерения SINR на интенсивность ошибок передачи транспортных блоков (TB) при работе алгоритма ILLA [5] • Высокий и, что более важно, неконтролируемый BLER неприемлем ввиду требований внешнего ARQ. • Остаточный BLER после HARQ (4 попытки передачи) должен составлять порядка 10-3, не более.

  22. OLLA

  23. Контроль ошибок передачи. OLLA • OLLA – Outer Loop Link Adaptation • Цель – обеспечить контроль за интенсивностью ошибок при выборе MCS • Задача – коррекция оценки канала, используемой алгоритмом ILLA, для достижения наиболее эффективных СКК и поддержки интенсивности ошибок на заданном уровне tBLER (target BLock ErrorRate) • Рабочая точка (tBLER) выбирается по критерию суммарной эффективности с учётом особенностей используемого механизма ARQ и/или HARQ • Есть работы, в которых показано, что значение tBLER =10% является эффективным при использовании HARQ [7].

  24. «Классический» OLLA (1/3) Использует отчеты HARQ для оценки BLER для 1-й попытки передачи Возвращает Offset алгоритму ILLA для коррекции сведений об оценке канала (CQI/SINR) Коррекция влияет на целевую спектральную эффективность (кодовую скорость и порядок модуляции), используемую алгоритмом ILLA

  25. «Классический» OLLA(2/3) • Описание алгоритма OLLA • Алгоритм выполняется для каждого получателя в отдельности • Инициализация: Offset = 0 - отсутствие коррекции оценки канала • Получено подтверждение (для попытки с RV=0): Offset+=Aup • Не получено подтверждение (для попытки с RV=0): Offset-= Adown • Коррекция оценки канала: SINR += Offsetили CQI += Offset • ILLA получает корректированную оценку канала (SINR или CQI) • Параметры алгоритма OLLA • Целевое значение BLER[6]: • Ограничения на Offset:

  26. «Классический» OLLA(3/3) • Простота с вычислительной точки зрения • Минимум использования дополнительной статистики • Быстрый вход в стационарный режим • Эффективен для передачи небольшого количества ТВ при отсутствии актуальной статистики успешных передач • Offsetзависит только от наличия подтверждений, но не от состояния канала, статистики BLER,размера ТВ или других величин • Медленное изменение при успешных передачах () • Потери эффективности при передаче больших объёмов данных, а также при достаточной статистике успешных передач

  27. Литература • Yi Jiang (Corp. R&D, Qualcomm Inc., San Diego, CA, USA); Varanasi, M.K. ; Jian Li “Performance Analysis of ZF and MMSE Equalizers for MIMO Systems: An In-Depth Study of the High SNR Regime”, IEEE Transactions on Information Theory, Volume 57 , Issue 4, April 2011 • Ericsson, “System-level evaluation of OFDM further considerations”,3GPP TSG-RAN-135, Document R1-031303, Lisbon, Portugal, Nov2003 • Xiaowen Li (Chongqing Key Lab. of Mobile Commun., Chongqing Univ. of Posts & Telecommun. (CQUPT), Chongqing, China); Qianjun Fang ; Liuwei Shi “A effective SINR link to system mapping method for CQI feedback in TD-LTE system”, IEEE 2nd International Conference on Computing, Control and Industrial Engineering (CCIE), 2011 • Nokia, Siemens, “Evaluation Method for Benchmarking CQI Schemes for LTE”,3GPP TSG RAN WG1#48bis, Document R1-071681, St. Julian's, Malta, March, 2007

  28. ChamilaAsankaAriyaratne, “Link Adaptation Improvements for Long Term Evolution (LTE)”, MS Thesis, Blekinge Institute of Technology, Nov 2009 • A. Sampath, P. S. Kumar, and J. M. Holtzman, “On settingreverse link target SIR in a CDMA system,” in Proceedings ofthe 1997 47th IEEE Vehicular Technology Conference, Part 1 (of3), pp. 929–932, May 1997 • Peng Wu and Nihar Jindal, «Coding Versus ARQ in Fading Channels: How reliable should the PHY be?”, IEEE Transactions on Communications, Volume: 59  , Issue: 12, December 2011

More Related