Пилотные сигналы в LTE (Reference Signals)
При передаче по радиоканалу сигнал подвергается различного рода воздействиям, которые ведут к его деформации. Поэтому для успешной обработки сигнала на стороне приемника, необходимо оценить изменение сигнала из-за внешних факторов во время передачи по радиоканалу и восстановить его первоначальный вид. Для этой цели одновременно с передачей полезных данный осуществляется передача специальных сигналов, которые называются пилотными или опорными (Reference Signal). Кроме этих специальных сигналов, есть сигналы, по которым оценивается состояние радиоканала, а также сигналы для определения местоположения абонентского терминала. Всего в LTE в нисходящем канале (от базовой станции к мобильной станции) на настоящий определено пять типов пилотных сигналов:
- Cell specific Reference Signals (CRS)
- MBSFN Reference Signals
- UE specific Reference Signals, еще называются Demodulation Reference Signals(DM-RS)
- Channel State Information Reference Signals (CSI-RS)
- Positioning Reference Signals (PRS)
Cell specific Reference Signals (CRS)
Общие пилотные сигналы на сектор определены начиная со стандарта LTE Release 8. Эти пилотные сигналы используются для измерения RSRP (Reference Signal Received Power) и RSRQ (Reference Signal Received Quality), на основе которых осуществляется выбор параметров передачи (например, модуляционно-кодовой схемы - Modulation and Coding Scheme, MCS), а также для принятия решения о хэндовере (handover). Кроме этого, общие пилотные сигналы используются при демодуляции принятого сигнала (для того, чтобы оценить искажения сигнала при передаче по радиоканалу и компенсировать их).Количество пилотных сигналов зависит от количества антенн, которые используются для передачи данных. Местоположение этих пилотных сигналов зависит от физического номера сектора ( Physical Cell ID, PCI).
MBSFN Reference Signals
Данные пилотные сигналы определены специально для случая широковещательной передачи данных (enhanced Multimedia Broadcast Multicast Services, eMBMS). По сравнению с CRS пилотных сигналов MBSFN передается больше. Кроме этого, пилотные сигналы MBSFN определены только для случая расширенного циклического префикса (Extended Cyclic Prefix) и для случаев с шагом между поднесущими в 15 кГц, так и с шагом в 7.5 кГц. В то время, как CRS определены только для случая 15 кГц.Demodulation Reference Signals (DM-RS)
В отличие от CRS, которые общие для всех мобильных устройств в секторе, DM-RS являются специфическими для каждой мобильной станции, которая их использует. Для пилотных сигналов DM-RS применяется то же прекодирование (pre-coding), что и для данных. Поэтому для передачи DM-RS так же может формироваться направленный луч (beamforming). Что позволяет при использовании DM-RS пилотных сигналов производить более точную оценку деформации радиосигнала, чтобы восстановить его первоначальную форму. Пилотные сигналы DM-RS бы определены в рамках LTE Release 8 с последующими дополнениями в Release 9 и 10.Channel State Information Reference Signals (CSI-RS)
Пилотные сигналы CSI-RS нужны для более точной оценки состояния радиоканала, чтобы выбирать наиболее подходящие параметры передачи. Данные пилотные сигналы используются во время режима передачи TM9 (Transmission Mode). При этом, CSI-RS передаются на весь сектор, что позволяет их использовать всем мобильным устройствам в секторе.Positioning Reference Signals (PRS)
Пилотные сигналы для определения местоположения мобильной станции (Positioning Reference Signals) введены, чтобы улучшить "слышимость" соседних базовых станций, когда используется механизм Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA). Использование PRS позволяет определить местоположение абонента, когда он находится достаточно близко к обслуживающей базовой станции и сигналы от соседних базовых станций достаточно слабы.Что касается восходящей передачи (от мобильной станции к базовой станции), то тут определено два типа пилотных сигналов:
- Demodulation Reference Signals(DM-RS)
- Sounding Reference Signals (SRS)
Demodulation Reference Signals (DM-RS)
DM-RS в восходящем канале используются для оценки состояния радиоканала, а также для синхронизации во время обработки принятого сигнала. На базе DM-RS базовая станция может сформировать инструкцию для временной подстройки мобильной станции (Timing Advance). В стандарте пилотные сигналы DM-RS отдельно определяются для каналов данных - PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) и контрольного канала PUCCH (Physical Uplink Control Channel).Positioning Reference Signals (PRS)
Пилотные сигналы SRS используются для оценки состояния радиоканала для того, чтобы подобрать наиболее подходящие параметры передачи, а, возможно, и набор поднесущих, для следующих передач. Изначально SRS сигналы были определены в рамках LTE Release 8, а затем введены некоторые улучшения в рамках LTE Release 10. Базовая станция осуществляет конфигурацию SRS сигналов для каждой мобильной станции.Если вы не нашли интересующую вас информацию по LTE/LTE-A в этой статье, напишите мне об этом письмо на alexey.anisimov86@gmail.com. Я постараюсь ее добавить в кратчайшие сроки.