LTE调制编码方式

LTE调制编码方式统计
一、LTE中的编码调制技术
调制方式
LTE被业界认为是准4G技术。

LTE支持灵活的传输带宽、低时延、高速率和高移动性，采用OFDMA和SC-FDMA分别作为下行和上行多址方式。

LTE定义的物理信道可以分为上行物理信道和下行物理信道，上行和下行均支持QPSK,16QAM,64QAM这三种调制方式(如图1)。

图1、LTE的调制方式
调制映射模式
不同的调制方式使用了不同的调制映射模式，调制映射采用二进制数0和1作为输入，产生复值调制符号x=I+jQ作为输出。

BPSK：BPSK 调制时，单比特)(i b将映射为复值调制符号x=I+jQ。

QPSK ：QPSK 调制时, 两比特对)1(),(+i b i b 映射为复值调制符号x=I+jQ 。

16QAM ：16QAM 调制时, 四比特对)3(),2(),1(),(+++i b i b i b i b 映射为复值调制符号x=I+jQ 。

64QAM ：64QAM 调制时，六比特组)5(),4(),3(),2(),1(),(+++++i b i b i b i b i b i b 映射为复值调制符号x=I+jQ 。

不同信道的调试方式
不同的信道对应的调制方式也各不相同。

物理上行信道
上行物理共享信道基带信号处理步骤如下：
加扰
调制
传输预编码
资源单元映射
SC-FDMA 信号产生
图2：上行物理信道处理流程
上行物理信道及其对应的调制方式如下：
图3：上行物理信道及其调制方式
物理下行信道
下行物理信道的基带信号处理按下列步骤进行：
层码字
加扰调制
调制加扰
层
映
射
预
编
码
资源单
元映射
资源单
元映射
OFDM信
号产生
OFDM信
号产生
天线端口图4: 物理下行信道处理过程
物理下行信道及其对应的调制方式如下：
图5：下行物理信道及其调制方式
自适应的调制和编码技术（AMC）
不同的调制方式有不同的特征，低价调制增加了较多的冗余导致实际效率较低，但能够保证较高的可靠性，高阶调试具有较高的效率但可靠性差，对信道条件提出了较高的要求，只有在信道很好的条件下才能获得较高的增益。

因此LTE引入了基于自适应的调制和编码技术（AMC）。

UE测量信道质量（即Channel Quality Indicator （CQI）），并报告给eNodeB，eNodeB基于CQI来选择调制方式，数据块的大小和数据速率。

图6：AMC
协议定义了不同CQI对应的调制方式。

但没有定义信道质量到CQI的定义关系。

图7：CQI与调制方式的映射
二、AMC实现方式的多样性
AMC是一种增强包数据传输性能的很有效的技术。

由于AMC技术在同样带宽下可以提供更的传输速率，极大提高了频谱利用率，从而成为各种通信系统中备受关注的关键技术之一。

在不同的系统中，AMC的具体算法也会有所不同。

LTE 系统标准的物理层规范中定义了几种上述可选的编码和调制方式可供采用AMC
技术时选用，但标准中并未给出具体的AMC实现方法。

因此不同厂商有自己的实现方案。

这种实现方案的优劣直接决定了系统的性能。

通过调制和编码方式的统计分析可以间接分析这种AMC实现方案的优劣，为网络优化提供必要的依据。

三、路测中调制方式的统计
由于将多址方式改为OFDMA 和SC-FDMA ，LTE 系统的资源映射和调度与基于CDMA 的3G 系统有本质的不同。

OFDMA 和SC-FDMA 可以进行时域、频域和码域的灵活资源分配和调度，这种CDMA 系统中是无法实现的（CDMA 系统只能进行时域和码域的资源分配调度），这就是OFDMA 和SC-FDMA 系统的一大优势。

动态调度带来的一个最重要的变化是LTE 系统不再使用3G 系统中使用的专用信道传送数据，而代之以共享信道，即不再为特定用户长时间保留固定的资源，而是将用户的数据分割成小块，然后依赖高效的调度机制将来自多个用户的数据块复用在一个共享的大的数据信道中，这种方式可以更好地适应具有突发（burst ）特性的数据业务的传输。

LTE 的上下行数据都是通过共享信道来传输，所有我们主要分析共享信道（PDSCH/PUSCH ）的调制方式的统计方法。

协议中定义了Modulation Order m Q 表示调制的阶数，2对应与QPSK ，4对应于16QAM ，6对应于64QAM ，
MCS Index MCS I 对应于编码方式，编码方式的范围1~31。

通过路测软件我们可以得到编码方式MCS ，MCS 分为上行MCS 、下行MCS ，下行MCS 又分为码字0的MCS 和码字1的MCS 。

这些都需要进行分别统计。

PDSCH 调制方式 PDSCH 调制顺序的决定
如果DCI 的CRC 用P-RNTI ，A-RNTI ，或者 SI-RNTI 进行扰码，在物理下行共享信道中UE 使用m Q = 2作为编码顺序，否者UE 使用MCS I 和表1来决定编码顺序(m Q )。

Table 1: Modulation and TBS index table for PDSCH
从表格中我们可以得出当使用P-RNTI ，A-RNTI ，或者 SI-RNTI 进行扰码是编码调制方式为PQSK ，否则MCS0~9+MCS29使用QPSK 调制，MCS10~16+MCS30使用16QAM 调制，MCS17~28+MCS31使用64QAM 调制。

PUSCH 调制方式
PUSCH 调制量级、冗余版本和传输块大小决定
对于物理上行共享信道，为了决定调制量级、冗余版本以及传输块大小，UE 首先： − 读取信息域，即“调制与编码方案以及冗余版本”； − 核实“CQI 请求”；
− 计算分配的PRBs (PRB N )的总数目；
− 对于控制信息，计算编码符号的数目。

调制量级与冗余版本决定
对于280MCS ≤≤I ，调制量级 (m Q ) 由如下所决定：
− 如果UE 能用于支持在PUSCH 中采用64QAM ，并且没有由高层配置为传输仅仅能采
用QPSK 和16QAM 调制，那么调制顺序由'
m Q 给出，如表2所示。

− 如果UE 不能用于支持在PUSCH 中采用64QAM ，并且由高层配置为传输仅仅能采用
QPSK 和16QAM 调制，那么首先从表2中读出'm Q 。

调制顺序被设置为),4min('
m m Q Q =。

− 如果由高层提供的参数ttiBundling 被设置为TRUE ，那么资源分配大小被限制为
3PRB ≤N ，并且调制顺序 被设置为2=m Q 。

对于3129MCS ≤≤I ，如果29MCS =I ，在DCI 格式0中的“CQI 请求”比特被设置为1，并且4PRB ≤N ，调制量级被设置为2=m Q 。

否则，调制量级从对于使用280MCS ≤≤I 的相同传输
块的带有DCI 格式0的PDCCH 中传输的DCI 来决定。

如果没有这种PDCCH,调制量级由以下决定：
- 当相同传输块的初始PUSCH 被半持续调度时，用最近的半持续调度分配PDCCH 决定 或者
- 当PUDCH 是由随机接入响应准许初始发动的，用相同传输块的随机接入相应准许决定 UE 使用MCS I 和表2来决定使用在物理上行共享信道中的冗余版本(rv idx )。

Table 2: Modulation, TBS index and redundancy version table for PUSCH
从上述可以看出，PUSCH 调制方式的选择依赖于MCS 、PRB 个数等参数和手机等级设定，由下表可以看出只有LTE 终端等级为5时才能支持上行64QAM ，目前绝大部分终端都不是等级5。

对于280MCS ≤≤I ， MCS0~10使用QPSK 调制，终端等级5且没有配置仅仅能采用QPSK 和16QAM 调制的终端MCS10~20使用16QAM 调制，MCS21~28使用64QAM 调制。

终端等级小于五的终端MCS10~28使用16QAM 调制。

3129MCS ≤≤I ，如果29MCS =I ，在DCI 格式0中的“CQI 请求”比特被设置为1，并且4PRB ≤N ，调制量级被设置为QPSK 。

否则，调制量级从对于使用280MCS ≤≤I 的相同传输块的带有DCI 格式0的PDCCH 中传输的DCI 来决定。

如果没有这种PDCCH,调制量级由以下决定：- 当相同传输块的初始PUSCH 被半持续调度时，用最近的半持续调度分配PDCCH 决定 或者- 当PUDCH 是由随机接入响应准许初始发动的，用相同传输块的随机接入相应准许决定UE 使用MCS I 和表2来决定使用在物理上
行共享信道中的冗余版本(rv idx)。

图8LTE终端等级的上行参数
软件中的显示
在软件中主要针对上面的描述做了各种调制方式的统计和显示，具体显示如下：。