NR PUCCH详解
NR PUCCH详解
一、PUCCH格式
相比LTE,NR增加了短PUCCH格式,短PUCCH可以在一个时隙的最后1或2个符号上传输,对同一时隙的PDSCH的HARQ-ACK、CSI进行反馈,从而达到低时延的目的。CSI包括RI、PMI、CQI、L1、L1-RSRP等信息,其需要的比特数与频域粒度(宽带模式或子带模式)、天线端口数、码本配置、子带数量等有关。
PUCCH format 0 |
时域1~2个OFDM符号 |
1~2 bit UCI信息, 频域占用1个RB的12个子载波。当承载1bit信息时,可以复用6个用户,承载2bit信息时,可以复用3个用户。 |
PUCCH format 2 |
大于2bit UCI信息,频域可使用1~16个RB,DMRS在频域上所占的子载波索引为1,4,7...只支持QPSK调制,不支持多UE复用。 |
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PUCCH format 1 |
时域4~14个OFDM符号 |
1~2 bit UCI信息,频域占用1个RB的12个子载波,UCI与DMRS间隔放置且UCI与DMRS占用的OFDM符号尽可能均分。频域理论最大复用12个用户,实际最多复用6个或4个用户。时域复用数量根据符号数量相等。承载1bit信息时BPSK调制,承载2bit信息时QPSK调制。 |
PUCCH format 3 |
大于2bit UCI信息,频域占用N个RB,N≤16,且必须为2,3,5的幂次方乘积。只支持单用户,最多能承载16RB×12(子载波)×12(最大14个符号中2个DMRS符号)×2(QPSK调制)=4608bit |
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PUCCH format 4 |
大于2bit UCI信息,频域占用1个RB。复用能力为2或4。 |
1、PUCCH format 0
对于PUCCH-format0,配置的高层参数包括初始循环移位initialCyclicShift,取值范围为0~11;占用的OFDM符号数nrofSymbols,时隙内开始的OFDM符号索引startingSymbolIndex,频域上PRB位置startingPRB。
PUCCH格式0是通过不同的循环移位来传递信息,循环移位有12种选择,因此一个PUCCH格式0的PUCCH信道可以传递12个信号。同一PUCCH信道可以被多个UE同时使用,通过
来区分不同的用户,同一个UE的信息通过
区分。
如果PUCCH格式0仅传输HARQ-ACK信息,1个比特的HARQ-ACK到PUCCH格式0序列的映射见表9.2.3-3,需要两个,因此1个PUCCH格式0的PUCCH信道最多复用6个UE。2个比特的HARQ-ACK到PUCCH格式0序列的映射见表9.2.3-4,需要四个
,因此1个PUCCH格式0的PUCCH信道最多复用3个UE。
由高层参数initialCyclicShift确定。
如果仅传输SR,只需要一个循环移位,1个PUCCH格式0的PUCCH信道可以复用12个UE。
如果HARQ-ACK和SR同时传输,又分为两种情况:
如果HARQ-ACK是1比特,传输HARQ和负的SR根据表9.2.5-1需要两种循环移位,传输HARQ和正的SR根据表9.2.3-3需要两种循环移位。一个比特HARQ-ACK和SR同时传输共计需要4种循环移位,因此一个PUCCH格式0的PUCCH信道最多复用3个UE。
如果HARQ-ACK是1比特,传输HARQ和负的SR根据表9.2.5-2需要四种循环移位,传输HARQ和正的SR根据表9.2.3-4需要四种循环移位。两个比特HARQ-ACK和SR同时传输共计需要8种循环移位,因此一个PUCCH格式0的PUCCH信道最多复用1个UE。
一个PUCCH格式0可以复用UE数:
UCI类型 |
循环移位数量 |
复用UE个数 |
1比特HARQ-ACK |
2 |
6 |
2比特HARQ-ACK |
4 |
3 |
SR |
1 |
12 |
1比特HARQ-ACK+SR |
4 |
3 |
2比特HARQ-ACK+SR |
8 |
1 |
2、PUCCH format 1
PUCCH format 1在频域上占用1个PRB,在时域上占用4~14个符号。PUCCH format 1传输1~2比特信息。当仅传输1比特的HARQ-ACK信息时,使用BPSK调制,当传输2比特HARQ-ACK信息时,使用QPSK调制,仅传输SR时使用BPSK调制,同时传输1比特HARQ-ACK和SR时,使用QPSK调制。PUCCH format 1无法同时传输2比特的HARQ-ACK和SR。
PUCCH format 1时域占用的OFDM符号数nrofSymbols,时隙内开始的OFDM符号索引startingSymbolIndex,时隙内是否跳频由高层参数intraSlotFrequencyHopping确定,频域上第一跳开始的PRB位置为startingPRB,频域上第二跳开始的PRB位置为 secondHopPRB。
PUCCH format 1与DM-RS是时分复用的关系,PUCCH格式1偶数位置的符号是DM-RS。DM-RS主要作为参考信号用于解调UCI信息。
PUCCH-format1支持时域正交序列的复用,其正交序列码索引通过高层参数timeDomainOCC配置,取值为0~6。注意OCC最大数量与PUCCH的长度和时隙内是否跳频有关,由于PUCCH format 1与DM-RS是时分复用的关系,不是所有符号都传输PUCCH,需要根据PUCCH传输的符号数量确定可用的正交序列码索引数量,具体时域可用OCC数量根据表6.3.2.4.1-1确定。
与PUCCH format 0一样,PUCCH format 1也支持基于循环移位的多UE复用。UE使用的初始循环移位通过高层配置的参数initialCyclicShift确定。一个PUCCH format 1的PUCCH资源可以复用UE数量由频域循环移位的数量和时域上的OCC最大数量共同来确定。
3、PUCCH format 2
PUCCH format 2不支持多UE复用
对于PUCCH-format2或者PUCCH-format3,配置的高层参数包括占用PRB数量nrofPRBs,占用的OFDM符号数nrofSymbols,时隙内开始的OFDM符号索引startingSymbolIndex,频域上起始位置为startingPRB。
PUCCH format 2可以分配的PRB数量为1~16个,1个PRB上有4个RE用于DM-RS,剩余的8个RE用于承载UCI信息。当分配1个或2个OFDM符号时,每个PRB上可用的RE数分别为8个和16个,每个PRB上可用的比特数分别为16个和32个(QPSK调制)。根据分配的PRB数量和OFDM符号数可以算出PUCCH format 2可用的比特数。
DM-RS在频域上的子载波位置满足k=3m+1,也即子载波1,4,7,10,13...
符号数量×PRB数量×16,最少可用比特为1×1×16 = 16,最多可用比特为2×16×16 = 512。
4、PUCCH format 3
PUCCH format 3不支持多UE复用。
PUCCH format 3配置的高层参数包括占用PRB数量nrofPRBs,占用的OFDM符号数nrofSymbols,时隙内开始的OFDM符号索引startingSymbolIndex。在时隙跳频情况下,个OFDM符号在第一跳传输,剩余符号在第二跳传输。频域上第一跳开始的PRB位置为startingPRB,第二跳开始的PRB位置为secondHopPRB。
PUCCH format 3和format4的DM-RS位置见下表,时隙内是否跳频由高层参数intraSlotFrequencyHopping确定,是否有附加DM-RS由高层参数additionalDMRS确定。
如果高层配置了pi2BPSK,则PUCCH format3或4通过p/2-PBSK而不是QPSK调制。
对于PUCCH format 3,根据表6.4.1.3.3.2-1分配的PRB数和调制方式,可以计算出PUCCH 3可用比特数最少为24,最多为144×16×2 = 4608。
5、PUCCH format 4
对于PUCCH-format4,配置的高层参数包括占用的OFDM符号数nrofSymbols,正交码长度occ-Length,正交码索引occ-Index,时隙内开始的OFDM符号索引startingSymbolIndex
当occ-Length = 2时,1个PRB可以复用2个UE,当occ-Length = 4时,1个PRB可以复用4个UE。
对于PUCCH format 4,根据表6.4.1.3.3.2-1,如果扩频因子为2,1个PUCCH format 4最少可用比特数为24/2 = 12比特(时域4个OFDM符号,时隙内跳频,BPSK调制),最多可用比特数为144×2/2 = 144(时域14个OFDM符号,时隙内不跳频,QPSK调制)。如果扩频因子为4,则最少可用比特6,最多可用比特72。
二、PUCCH资源集
1、公共PUCCH资源集
如果没有在PUCCH-Config的PUCCH-ResourceSet中给UE配置专用的PUCCH资源,则根据pucch-ResourceCommon在表9.2.1-1中确定的PUCCH资源集合中在初始BWP传输HARQ-ACK信息。PUCCH公共资源集包含16种情况,每种确定一个PUCCH格式,起始符号,持续符号数量, PRB偏移,以及PUCCH传输循环移位集合。UE传输PUCCH时进行跳频,并且与Msg3传输使用相同的空域滤波器。一个索引0的正交覆盖编码(OCC)用于PUCCH format 1。
UE在建立RRC连接之前不能产生多于一比特HARQ-ACK信息。
PUCCH资源确定:
UE收到format 1_0 或者format 1_1格式的DCI信息后,PUCCH发送HARQ-ACK信息的资源索引为,
。其中
为收到DCI的CORESET的CCE数量。是
收到PDCCH的第一个CCE的索引,
是format 1_0或format 1_1格式DCI中指示的PUCCH资源。
PRB确定
如果,则PUCCH传输的第一跳PRB索引为
,第二跳PRB索引为
,其中为初始循环移位索引集合中索引的数量。初始循环移位索引为
如果 ,则PUCCH传输的第一跳PRB索引为
,第二跳PRB索引为
。初始循环移位索引为
2、UE专用的PUCCH资源集
一个UE可以配置最多4个PUCCH资源集,一个PUCCH资源集PUCCH-ResourceSet包含一个PUCCH资源集索引pucch-ResourceSetId, PUCCH资源集资源列表resourceList,以及UE可用该PUCCH资源集传输的UCI比特的最大数量maxPayloadMinus1。对于第一个PUCCH资源集,传输UCI信息比特数量最大为2。一个PUCCH资源集的PUCCH资源的最大数量为maxNrofPUCCH-ResourcesPerSet。第一个PUCCH资源集的PUCCH资源数量最多为32,其它PUCCH资源集的PUCCH资源数量最多为8.
如果UE传输UCI信息比特数量为,且包含HARQ-ACK信息比特,则UE根据如下规则确认PUCCH资源:
如果包含1比特或2比特HARQ-ACK信息,以及可能的正/负SR,则使用pucch-ResourceSetId = 0的PUCCH资源集。
如果,由pucch-ResourceSetId = 1的高层参数maxPayloadMinus1确定,则使用pucch-ResourceSetId = 1的PUCCH资源集。
如果,由pucch-ResourceSetId = 2的高层参数maxPayloadMinus1确定,则使用pucch-ResourceSetId = 2的PUCCH资源集。
如果,则使用pucch-ResourceSetId = 3的PUCCH资源集。
高层通过专用PUCCH资源配置为UE提供一个或多个PUCCH资源。
一个PUCCH资源包括下列参数:
pucch-ResourceId:PUCCH资源索引
startingPRB:起始PRB索引
intraSlotFrequencyHopping:时隙间跳频方式
format:配置的PUCCH格式,从format 0到format 4。
对于PUCCH-format0,配置的高层参数包括初始循环移位initialCyclicShift,取值范围为0~11;占用的OFDM符号数nrofSymbols,时隙内开始的OFDM符号索引startingSymbolIndex。
对于PUCCH-format1,配置的高层参数包括初始循环移位initialCyclicShift,占用的OFDM符号数nrofSymbols,时隙内开始的OFDM符号索引startingSymbolIndex,以及正交码索引timeDomainOCC。
对于PUCCH-format2或者PUCCH-format3,配置的高层参数包括占用PRB数量nrofPRBs,占用的OFDM符号数nrofSymbols,时隙内开始的OFDM符号索引startingSymbolIndex。
对于PUCCH-format4,配置的高层参数包括占用的OFDM符号数nrofSymbols,正交码长度occ-Length,正交码索引occ-Index,时隙内开始的OFDM符号索引startingSymbolIndex。
3、在PUCCH上报UCI
UE不能在一个时隙发送多个包含HARQ-ACK信息的PUCCH。对于DCI format 1_0,PDSCH-to-HARQ-timing-indicator域的值{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}指示了PDSCH到HARQ-ACK的时延,对于DCI format 1_1,如果配置了PDSCH-to-HARQ-timing-indicator (适用于TDD),则PDSCH-to-HARQ-timing-indicator域的值根据表9.2.3-1映射到高层参数dl-DataToUL-ACK列表中的时隙值。
如果DCI format 1_1没有包含PDSCH-to-HARQ-timing-indicator域(适用于FDD),并且DCI调度了PDSCH接收或者激活了时隙n结束的SPS PDSCH接收,则UE在时隙n+k发送相应的HARQ-ACK信息,k由dl-DataToUL-ACK提供。
当第一PUCCH资源集合仅配置8个PUCCH资源时,可通过PUCCH resource indicator(3bit)直接指示PUCCH资源,当第一PUCCH资源集合配置超过8个PUCCH资源时,就需要使用下列公式确定PUCCH资源。其中 是DCI调度CORESET中的CCE数量,
是DCI第一个CCE在CORESET中的索引。
是resourceList 配置的PUCCH资源数量,
是PUCCH resource indicator的值。
PUCCH反馈时域位置
对于DCI format 1_0,PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator取值对应{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}。
对于DCI format 1_1,根据dl-DataToUL-ACK确定对应的集合。
对于SPS PDSCH信息在时隙n接收,在时隙n+k发送PUCCH,k根据PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator设置。如果DCI format 1_1不包含PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator,则UE根据dl-DataToUL-ACK.在时隙n+k发送PUCCH
PUCCH反馈频域、码域位置根据PUCCH resource indicator获取
4、SR上报
高层参数SchedulingRequestResourceConfig配置了SR传输的PUCCH资源集,可能为PUCCH format 0 或者PUCCH format 1。高层参数SchedulingRequestResourceId确定了一个PUCCH format 0或者PUCCH format 1资源用于发送SR。
高层参数periodicityAndOffset配置了SR传输时机的周期和偏移
,周期的单位为时隙或符号,偏移的单位为时隙。如果
超过一个时隙,UE确定SR传输时机的帧内时隙号
和帧号
满足下式。
如果为一个时隙,则
,每个时隙有一个SR传输时机。
如果少于一个时隙,UE确定SR传输时机的符号索引l满足下式,其中
为startingSymbolIndex。