上行物理信道 PUSCH

与LTE相比,上行物理信道有以下三类:

  1. 物理上行共享信道,PUSCH
  2. 物理上行控制信道,PUCCH
  3. 物理随机接入信道,PRACH

NR的上行物理信号有以下几种:

  1. 解调参考信号,DM-RS
  2. 相位追踪参考信号,PT-RS
  3. 探测参考信号, SRS

上行相关的天线端口定义如下:

  • 从天线端口号0开始的天线端口用于PUSCH的DM-RS
  • 从天线端口号1000开始的天线端口用于SRS,PUSCH
  • 从天线端口号2000开始的天线端口用于PUCCH
  • 天线端口号为4000的天线端口用于PRACH

对于NR中的PUSCH信道,3GPP标准使用OFDM作为上行传输的基本传输机制,而把DFT预编码作为可选方案。

使用DFT预编码可以减低立方度量,使终端可以获得较高的发射功率,这个与LTE中的PUSCH设计是一致的。但是DFT预编码造成了接收机的设计非常复杂,而且与LTE中的PUSCH传输一样,以DFT预编码为基础的NR中的PUSCH传输也要求给一个终端分配的频域资源必须是连续的,即要满足单载波连续特性。这些都是它的确定。

NR中限制DFT预编码为基础的PUSCH传输只能在单层传输中使用,而OFDM为基础的PUSCH传输最大可以支持上行四层传输。

Scrambling

对于单codeword q=0的情况,bit块为 b^{(q)}(0),...,b^{(q)}(M_{bit}^{(q)}-1),表示在物理信道上传输的codeword q的bit数量,这些bits应该在调制之前按照以下公式进行加扰,加扰之后的bits块为 \tilde{b}^{(q)}(0),...,\tilde{b}^{(q)}(M_{bit}^{(q)}-1):
上行物理信道 PUSCH_第1张图片

其中x,y为占位符,解释如下:当bit块的长度为1个bit或者2个bits时,在encode时需要对bit块 c_{0},c_{1},c_{2},c_{3},...,c_{K-1} 进行占位符操作得到一个新的加扰后的bit块,具体如下:

上行物理信道 PUSCH_第2张图片




调制

对于PUSCH,支持以下几种调制方式,

上行物理信道 PUSCH_第3张图片


 
对于单codeword q=0,已加扰的bit块 \tilde{b}^{(q)}(0),...,\tilde{b}^{(q)}(M_{bit}^{(q)}-1) 使用以上调制方式之一进行调制,得到复数值的调制符号 d^{(q)}(0),...,d^{(q)}(M_{bit}^{(q)}-1)
层映射
对于单codeword q=0,要被传输的调制符号可以按照Table7.3.1.3-1映射到最多4层上。需要注意的是,下行PDSCH也是使用该表做层映射,PUSCH与其不同的是最多只能做4层映射,而PDSCH可以最多做8层映射。
codeword q的复数数值调制符号 d^{(q)}(0),...,d^{(q)}(M_{symb}^{(q)}-1) 应被映射到层: x(i)= \left [ x^{(0)}(i),...,x^{(v-1)}(i)\right ]^{^{^{T}}}上, i=0,1,...,M_{symb}^{layer}-1,其中 M_{symb}^{layer}指的是每层的调制符号数量,v表示一共有多少层。

上行物理信道 PUSCH_第4张图片

Transform precoding
首先,我们先了解一下在什么情况下需要在PUSCH上使用transform precoding,先搞清楚这个,我们再往下说。
对于随机接入流程中的Msg3 PUSCH传输,UE根据信令RACH-ConfigCommon中的IE:
msg3-transformPrecoder 来确定是否要开启或者关闭transform precoding功能;如果该IE没有在信令
RACH-ConfigCommon中出现,则UE关闭Msg3 PUSCH传输的transform precoding功能。

对于由CS-RNTI(NDI=1),C-RNTI,MCS-C-RNTI或者SP-CSI-RNTI加扰的PDCCH调度的PUSCH传输:
  • 如果UE收到的UL grant是接收DCI 0_0得到的,那么对应的PUSCH是否开启或者关闭transform precoding取决于IE:msg3-transformPrecoder的值
  • 如果UE收到的UL grant不是通过接收DCI 0_0得到的,
          1. 如果UE在信令 PUSCH-Config中配置有IE: transformPrecoder,那么对应的PUSCH是否开启或者关闭transform precoding取决于IE: transformPrecoder的值;
          2.  如果UE在信令 PUSCH-Config中没有发现配置有IE :transformPrecoder,那么对应的PUSCH是否开启或者关闭transform precoding取决于IE: msg3-transformPrecoder 的值

对于使用configured grant(即半静态或者半持续调度,具体内容我们会在后面的“上行传输流程”中介绍)的PUSCH:
  • 如果UE在信令中configuredGrantConfig配置有IE:transformPrecoder,那么对应的PUSCH是否开启或者关闭transform precoding取决于该IE。
  • 如果UE在信令中configuredGrantConfig没有配置有IE:transformPrecoder,那么对应的PUSCH是否开启或者关闭transform precoding取决于IE:msg3-transformPrecoder的值


 
下面我们再看看Transform precoding,transform precoding将数据依次做串并转换,变成并行 M_{sc}^{PUSCH}个数据,然后将这些并行的个数据做DFT(离散傅立叶变换),所以transform precoding的主要作用就是做一个离散傅立叶变换,将时域上的离散数据转换成频域上的离散数据。其中, M_{sc}^{PUSCH}表示被调度的上行传输在频域上的长度,以子载波个数表示。
 
如果开启了transform precoding功能,预编号后的上行符号 \tilde{x}^{(0)}(i)取决于PT-RS的配置:
  • 如果上行PUSCH传输上没有PT-RS,那么对于仅有一层\lambda = 0的上行PUSCH传输的复数值符号块x^{(0)}(0),...,x^{(0)}(M_{symb}^{layer}-1)应拆分为M_{symb}^{layer}/M_{sc}^{PUSCH}个集合,每个集合都对应一个OFDM符号,transform precoding之前的复数值符号的\tilde{x}^{(0)}(i) = x^{(0)}(i) 。其中,表示一个层上的调制符号数量。
  • 如果上行PUSCH传输上有PT-RS,那么复数值的符号块x^{(0)}(0),...,x^{(0)}(M_{symb}^{layer}-1)应拆分成多个集合(set),每个集合对应一个OFDM符号。在做transform precoding之前,  包含了M_{sc}^{PUSCH}-\varepsilon N_{samp}^{group}N_{group}^{PTRS}个符号的集合l映射到复数值符号\tilde{x}^{(0)}(lM_{sc}^{PUSCH}+{i}')上,该复数值符号对应OFDM符号l{i}'\in \left \{ 0,1,...,M_{sc}^{PUSCH} -1\right \}并且{i}'\neq m,当OFDM符号l包含一个或多个PT-RS采样时,\varepsilon =1,否则\varepsilon =0。 
           其中, N_{samp}^{group} 表示集合中每个PT-RS组的采样个数;
                    N_{group}^{PT-RS} 表示集合中PT-RS组的个数。
                   集合 l中的PT-RS采样的索引m,每个PT-RS组的采样个数 N_{samp}^{group}以及PT-RS组的个数 N_{group}^{PT-RS}由下表决定:
  上行物理信道 PUSCH_第5张图片

Transform precoding按照以下公式应用于传输块 x^{(0)}(0),...,x^{(0)}(M_{symb}^{layer}-1)从而得到复数值符号块 y^{(0)}(0),...,y^{(0)}(M_{symb}^{layer}-1)

 上行物理信道 PUSCH_第6张图片

 

Precoding
我们都知道预编码的目的是使发射信号和空间信道相匹配,降低各个用户信号之间的相互干扰,降低用户端的处理复杂度;因此预编码是在发射端进行的。NR和LTE一样,都有预编码机制。
向量块 \left [ y^{(0)}(i) ...y^{(v-1)}(i) \right ]^{T}i=0,1,...,M_{symb}^{layer}-1,按照以下公式进行预编码:
                                                                

上行物理信道 PUSCH_第7张图片

其中, i=0,1,...,M_{symb}^{ap}-1,M_{symb}^{ap}=M_{symb}^{layer}M_{symb}^{ap} 表示每个天线端口上传输的调制符号的数量; v表示传输的层数; p_{0} ... p_{\rho -1}表示天线端口个数。


 

对于不基于码本(non-codebook-based)的传输,预编码矩阵W等同于单位矩阵。对于基于码本(codebook-based)的传输,预编码矩阵W定义如下:
  • 对于单天线单层传输,W=1
  • 如果信令tx-Config没有配置,预编码矩阵W=1   上行物理信道 PUSCH_第8张图片
  • 对于其他情况,由Table 6.3.1.5-1~6.3.1.5-7给出

上行物理信道 PUSCH_第9张图片

 

上行物理信道 PUSCH_第10张图片

上述Table中的TPMI index由调度上行PUSCH传输的DCI 0_1中的‘Precoding information and number of layers’字段确定,该字段的bit数的定义如下:

  • 如果信令PUSCH-Config中的IE:txConfig的值等于 nonCodeBook,则该字段长度为0 bit,即该字段在DCI0_1中不出现。
  • 如果信令PUSCH-Config中的IE:txConfig的值等于codeBook并且PUSCH传输为1个天线端口,那么该字段长度为0 bit。
  • 如果信令PUSCH-Config中的IE:txConfig的值等于codeBook并且PUSCH传输为4个天线端口,tranform precoder禁用,该字段长度可以分别为4,5或者6 bits,那么根据信令maxRank和codebookSubset的值,并通过Table 7.3.1.1.2-2就可以查到TPMI值

上行物理信道 PUSCH_第11张图片           

  • 如果信令PUSCH-Config中的IE:txConfig的值等于codeBook并且PUSCH传输为4个天线端口,tranform precoder可以开启也可以禁用,该字段长度可以分别为2,4或者5 bits,那么根据信令maxRank和codebookSubset的值,并通过Table 7.3.1.1.2-3就可以查到TPMI值。
  • 如果信令PUSCH-Config中的IE:txConfig的值等于codeBook并且PUSCH传输为2个天线端口,tranform precoder禁用,该字段长度可以分别为2或者4 bits,那么根据信令maxRank和codebookSubset的值,并通过Table 7.3.1.1.2-4就可以查到TPMI值
  • 如果信令PUSCH-Config中的IE:txConfig的值等于codeBook并且PUSCH传输为2个天线端口,tranform precoder可以开启也可以禁用,该字段长度可以分别为1或者3 bits,那么根据信令maxRank和codebookSubset的值,并通过Table 7.3.1.1.2-5就可以查到TPMI值
在以上的各种场景中取得TPMI数值后,再按照天线端口个数,tranform precoding是否开启以及传输的层数从Table 6.3.1.5-1~6.3.1.5-7(请参考上面的截图)中选择符合这些参数的表格并从中按照TPMI数值获取到对应的precoding maxtrix W。

上行物理信道 PUSCH_第12张图片

上行物理信道 PUSCH_第13张图片
 

 上行物理信道 PUSCH_第14张图片

 上行物理信道 PUSCH_第15张图片

我们举个简单的例子来说明一下:
前置条件:相关参数如下

 

天线端口数量为4; DCI 0_1中的字段‘Precoding information and number of layers’ = 32
从前置条件我们知道,需要查阅Table 7.3.1.1.2-2来获取TPMI数值,查表后我们可以得知:TPMI= 12,1层传输;
然后根据transform precoder=enable, 单层传输,4个天线端口可以知道需要查阅Table 6.3.1.5-2,查表后我
们可以得到:Pecode matrix W=

Mapping to virtual resource blocks
在PUSCH传输的每个天线端口上,复数值符号块 z^{(p)}(0),...,z^{(p)}(M_{symb}^{ap}-1)z^{(p)}(0)开始依次映射到用于PUSCH传输的VRB中的RE ({k}',l)_{p,\mu}(该RE的意思是在子载波间距 \mu中,天线端口p上的RE)上,并要符合下列准则:
  • 这些RE都在用于PUSCH传输的VRB中,并且,
  • 这些RE不能用于相关的DM-RS, PT-RS,或者用作同时调度的UE的DM-RS。 

向RE({k}',l)_{p,\mu}的映射应在用于PUSCH传输的VRB中进行,依照先频域后时域的升序进行映射,即在频域上从序号最小的VRB的第一个子载波开始映射,频域上映射完毕后再转到时域上下一个OFDM符号继续映射。


Mapping from VRB to PRB

对于上行PUSCH传输,VRB使用非交织映射被映射到PRB上。
对于非交织VRB-to-PRB映射,除了Msg3外,VRB n直接映射到PRB n上;对于在active BWP i上(该BWP的起始位置为 N_{BWP,i}^{start})进行的Msg3上行传输,如果该active BWP i包含了从 N_{BWP,0}^{start}开始的initial uplink BWP,并且和initial uplink BWP具有相同的子载波间距和循环前缀。在这种场景中,UE使用initial Uplink BWP来传输Msg3,用于msg3的PUSCH传输的VRB n映射到PRB n+N_{BWP,0}^{start}-N_{BWP,i}^{start}上。

你可能感兴趣的:(5G系统概述,其他)