5G-NR物理信道与调制-下行链路v1.1.0

上接《5G-NR物理信道与调制v1.1.0》下行链路

Scope

References

Definitions, symbols and abbreviations

帧结构与物理资源

通用函数

上行链路


5G-NR物理信道与调制-上行链路v1.1.0

下行链路

概述

物理信道概述


下行链路物理信道对应于一组资源粒子(REs)的集合,用于承载源自高层的信息。本规范定义了如下下行信道:

  • 物理下行共享信道(PDSCH)
  • 物理广播信道(PBCH)
  • 物理下行控制信道(PDCCH)

物理信号概述


下行物理信号是物理层使用的但不承载任何来自高层信息的信号。本规范定义了如下下行物理信号:

  • 解调参考信号(Demodulation reference signals,DM-RS)
  • 相位跟踪参考信号(Phase-tracking reference signals,PT-RS)
  • 信道状态信息参考信号(Channel-state information reference signal,CSI-RS)
  • 主同步信号(Primary synchronization signal,PSS)
  • 辅同步信号(Secondary synchronization signal,SSS)

物理资源


当接收下行链路发送的数据时,UE应假定采用第4章定义的帧结构和物理资源。

定义下列天线端口用于下行链路:

  • PDSCH相关的DM-RS使用以1000为起始的天线端口
  • PDCCH相关的DM-RS使用以2000为起始的天线端口
  • CSI-RS使用以3000为起始的天线端口
  • SS/PBCH块传输使用以4000为起始的天线端口

物理信道

PDSCH

加扰


对于每个码字$ q \(,UE应假定比特块\) { {b}^{(q)}}(0),...,{ {b}{(q)}}(M_{}{(q)}-1) \(,其中\) M_{}^{(q)} \(物理信道发送的码字\) q \(的比特数,在调制之前被加扰,根据以下方式得到加扰比特块\) { {}^{(q)}}(0),...,{ {}{(q)}}(M_{}{}-1) $

\[ { {\tilde{b}}^{(q)}}(i)=\left( { {b}^{(q)}}(i)+{ {c}^{(q)}}(i) \right)\bmod 2 \]

其中加扰序列$ { {c}^{(q)}}(i) $由5.2节给定。

调制


对于每个码字$ q \(,UE应假定加扰比特块\) { {}^{(q)}}(0),...,{ {}{(q)}}(M_{}{}-1) \(按照5.1节的描述进行调制,调制方案详见Table 7.3.1.2-1,得到复值调制符号块\) { {d}^{(q)}}(0),...,{ {d}{(q)}}(M_{}{}-1) $。

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层映射


UE应假定每个码字的复值调制符号根据Table 7.3.1.3-1被映射到1个或多个层。码字$ q \(的复值调制符号\) { {d}^{(q)}}(0),...,{ {d}{(q)}}(M_{}{}-1) \(应被映射到层\) x(i)={ {}^{T}} \(,\) i=0,1,...,M_{}^{}-1 \(,其中\) \(是层数,\) M_{}^{} $是每层的调制符号数。

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预编码


预编码是透明的,

\[ \left[ \begin{matrix} \vdots \\ { {y}^{(p)}}(i) \\ \vdots \\ \end{matrix} \right]=\left[ \begin{matrix} { {x}^{(0)}}(i) \\ \vdots \\ { {x}^{(\upsilon -1)}}(i) \\ \end{matrix} \right] \]

其中$ P=$。

物理资源映射


UE应假定用于物理信道传输的每个天线端口,复值符号块$ { {y}^{(p)}}(0),...,{ {y}{(p)}}(M_{}{}-1) \(符合TS38.214中的下行功率分配规定,并从\) { {y}^{(p)}}(0) \(开始映射到资源粒子\) ( k,l ) $,这些REs应满足下列所有条件:

  • 它们在已分配的用于传输的RB中
  • 根据TS38.214中5.1.2.2.3节,它们被声明为可用于PDSCH
  • 根据7.4.1.5节,它们不能用于CSI-RS
  • 根据TS38.214中5.1节,它们不为SS/PBCH保留

映射过程中不保留用于其他目的资源粒子$ { {( k,l )}{p,}} \(,并按递增顺序先\)k\(后\)l\(映射,起始符号\) l={ {l}{0}} $根据TS38.213的描述得到。

UE可假定在一个PRB bundle内在频域上使用相同的预编码,1个PRB bundle由2个或4个PRBs组成,PRB bundle基于绝对资源格进行定义。PRB bundle大小如果由高层参数配置,那么由参数PDSCH-bundle-size进行配置,否则通过DCI调度传输配置。

PDCCH

控制信道单元(CCE)


PDCCH有1个或多个CCE组成,如Table 7.3.2.1-1所示。

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控制资源集(CORESET)


控制资源集(CORESET)在频域上由$ N_{}^{} \(个RB组成,在时域上由\) N_{}^{}{ 1,2,3 } \(个符号组成。\) N_{}^{} \(由高层参数*CORESET-freq-dom*给定,\) N_{}^{} \(由高层参数*CORESET-time-dur*给定。仅当高层参数*DL-DMRS-typeA-pos* = 3时,支持\) N_{}^{}=3 $。

1个CCE由6个REGs组成,1个REG等于1个OFDM符号上的1个RB。CORESET内的REGs按时域优先的顺序编号,从第1个OFDM符号且最低编号的RB以0开始编号。

UE可配置多个CORESETs,每个CORESET只与一个种CCE-to-REG映射关联。

在CORESET内,CCE-to-REG映射可以交织也可以不交织,这由高层参数CORESET-Trans-type来配置,并且由REG bundles来描述:

  • REG bundle \(i\) 定义为一组REGs $ { iL,iL+1,...,iL+L-1 } \(,其中REG bundle大小\) L \(由高层参数*CORESET-REG-bundle-size*来配置,\) i=0,1,...,{N_{}^{}}/{L};-1 $是CORESET内REGs的数目。
  • CCE \(j\) 由REG bundles $ { f({6j}/{L};),f({6j}/{L};+1),...,f({6j}/{L};+{6}/{L};-1) } \(组成,其中\) f() $是交织器。

对于非交织的CCE-to-REG映射,有$ L=6 \(且\) f(j)=j $。

对于交织的CCE-to-REG映射,对于$ N_{}^{}=1 \(,有\) L{ 2,6 } \(;对于\) N_{}^{}{ 2,3 } \(,有\) L{ N_{}^{},6 } $。

UE可假定

  • 如果高层参数CORESET-wideband-bundle没有对CORESET进行设置,那么在1个REG bundle内的频域上使用相同的预编码
  • 如果高层参数CORESET-wideband-bundle对CORESET进行了设置,那么在整个CORESET内的频域上使用相同的预编码

加扰

调制


UE应假定比特块$ (0),...,({ {M}{}}-1) \(按照5.1.3节的描述进行QPSK调制,得到复值调制符号块\) d(0),...,d({ {M}{}}-1) $。

物理资源映射


UE应假定复值调制符号块$ d(0),...,d({ {M}{}}-1) \(乘以一个幅值因子\) { {}{}} \(,并在用于监测PDCCH的CCEs上先\) l \(后\)k\(按递增顺序映射到资源粒子\) { {( k,l )}_{p,}} $。

PBCH

加扰


UE应假定比特块$ { {b}^{(q)}}(0),...,{ {b}{(q)}}(M_{}{(q)}-1) \(,其中\) { {M}{}} \(是PBCH发送的比特数,应根据以下方式在调制之前进行加扰,得到加扰比特块\) (0),...,({ {M}{}}-1) $

\[ { {\tilde{b}}^{(q)}}(i)=\left( { {b}^{(q)}}(i)+{ {c}^{(q)}}(i) \right)\bmod 2 \]

其中加扰序列$ { {c}^{(q)}}(i) $由5.2节给定。

调制


UE应假定比特块$ (0),...,({ {M}{}}-1) \(按照5.1节的描述进行QPSK调制,得到复值调制符号块\) { {d}{}}(0),...,{ {d}{}}({ {M}{}}-1) $。

物理资源映射


物理资源映射在7.4.3节中描述。

物理信号

参考信号

PDSCH DM-RS

序列生成


UE应假定参考信号序列$ r(m) $定义为

\[ r(m)=\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m) \right)+j\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m+1) \right) \]

其中伪随机序列$ c(i) $在5.2节中定义。

物理资源映射


UE应假定PDSCH DM-RS根据高层参数DL-DMRS-config-type给定的类型1或类型2进行物理资源映射。

UE应假定序列$ r(m) $根据以下方式进行物理资源映射

\[ \begin{align} \nonumber & a_{k,l}^{(p,\mu )}={ {\beta }_{\text{DMRS}}}{ {w}_{\text{f}}}\left( { {k}'} \right)\cdot { {w}_{\text{t}}}\left( { {l}'} \right)\cdot r\left( 2m+{k}'+{ {m}_{0}} \right) \\ \nonumber & k=\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} { {k}_{\text{0}}}+4m+2{k}'+\Delta & \text{Configuration type 1} \\ { {k}_{\text{0}}}+6m+{k}'+\Delta & \text{Configuration type 2} \\ \end{array} \right. \\ \nonumber & {k}'=0,1 \\ \nonumber & l=\left\{ { {l}_{0}},\bar{l} \right\}+{l}' \end{align} \]

其中$ { {w}{}}( { {k}'} ) \(,\) { {w}{}}( { {l}'} ) \(和\) $由Tables 7.4.1.1.2-1和7.4.1.1.2-2给定。

第1个DM-RS符号的参考点\(l\)和位置$ { {l}_{0}} $依赖于映射类型(mapping type):

  • 对于PDSCH映射类型A:
    • $ l $定义为起始时隙
    • 如果高层参数DL-DMRS-typeA-pos = 3,则$ { {l}{0}}=3 \(;否则,\) { {l}{0}}=2 $
  • 对于PDSCH映射类型B:
    • $ l $定义为被调度的PDSCH资源的起始
    • $ { {l}_{0}}=0 $

附加的DM-RS符号的位置由 和时隙内最后一个用于PDSCH的OFDM符号确定,详见Tables 7.4.1.1.2-3和7.4.1.1.2-4。

时域索引$ {l}' \(和所支持的天线端口\) p $根据DL-DMRS-len和Table 7.4.1.1.2-5得到。

在未给定CSI-RS或TRS配置的情况下,UE应假定PDSCH DM-RS和SS/PBCH块是关于多普勒频移、平均时延、时延扩展和空间RX准共定位的(quasi co-located)。

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PDSCH PT-RS

序列生成
物理资源映射


UE应假定仅当高层参数DL-PTRS-present指示PT-RS被使用时,PT-RS仅呈现在用于PDSCH的RB中。

如果PT-RS呈现,UE应假定PDSCH PT-RS按以下方式映射到物理资源

\[ \begin{align} \nonumber & a_{k,l}^{(p,\mu )}={ {\beta }_{\text{PTRS}}}r(m) \\ \nonumber & l={ {l}_{\text{DMRS}}}+1+{ {L}_{\text{PTRS}}}\cdot {l}' \\ \nonumber & l'=0,1,2,... \end{align} \]

在每$ { {K}_{}} $个被调度的RBs中,当满足下列条件时,PT-RS在最低编号的被调度的RB上传输

  • $ l $在被分配的用于传输PDSCH的OFDM符号内
  • 资源粒子$ ( k,l ) $不用于DM-RS

其中

  • \(k\)是RB内的子载波索引
  • 对于1个符号的DM-RS,有$ { {l}{}}={ {l}{0}} \(;对于2个符号的DM-RS,有\) { {l}{}}={ {l}{0}}+1 \(,其中\) { {l}_{0}}+1 $在7.4.1.1.2中定义
  • $ { {K}_{}}{ 2,4 } $由TS38.214给定
  • $ { {L}_{}}{ 1,2,4 } $由TS38.214给定

PDCCH DM-RS

序列生成


UE应假定参考信号序列$ r(m) $定义为

\[ r(m)=\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m) \right)+j\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m+1) \right) \]

其中伪随机序列$ c(i) $在5.2节中定义。

物理资源映射


UE应假定序列$ r(m) $根据以下方式映射到物理资源

\[ a_{k,l}^{(p,\mu )}={ {\beta }_{\text{DMRS}}}\cdot r\left( m \right) \]

其中$ k=1,5,9 \(,\) l=0 $分别是在一组REGs内的频域和时域索引,这组REGs等于

  • 如果高层参数CORESET-wideband-bundle没有对CORESET进行设置,那么这组REGs是UE尝试译码的构成PDCCH的REGs
  • 如果高层参数CORESET-wideband-bundle对CORESET进行了设置,那么这组REGs是UE尝试译码的在整个CORESET内的所有REGs

PBCH DM-RS

序列生成


UE应假定用于SS/PBCH块的参考信号序列$ r(m) $定义为

\[ r(m)=\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m) \right)+j\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m+1) \right) \]

其中$ c(n) $由5.2节给定。加扰序列生成器应在每个SS/PBCH块的开始处通过小区ID $ N_{}^{} \(和\) { {n}_{}} $被初始化,SS/PBCH块时间索引由PBCH DM-RS承载。

物理资源映射


物理资源映射在7.4.3节中定义。

CSI-RS

序列生成


UE应假定参考信号序列$ r(m) $定义为

\[ r(m)=\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m) \right)+j\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m+1) \right) \]

其中伪随机序列$ c(i) $在5.2节中定义。

物理资源映射


对于每个CSI-RS成员配置,UE应假定序列$ r(m) $按以下方式映射到物理资源

\[ \begin{align} \nonumber & a_{k,l}^{(p,\mu )}={ {\beta }_{\text{CSIRS}}}{ {w}_{\text{f}}}\left( { {k}'} \right)\cdot { {w}_{\text{t}}}\left( { {l}'} \right)\cdot r\left( m \right) \\ \nonumber& k=\bar{k}+{k}' \\ \nonumber& l=\bar{l}+{l}' \end{align} \]

下列情况除外

  • 与所配置的CORESET重叠的REs应从CSI-RS发送中排除

$ {k}' \(和\) {l}' $由Table 7.4.1.5.2-1和 $ { {w}{}}( { {k}'} ),{ {w}{}}( { {l}'} ){ ,,,} $确定。

时域位置$ l \(定义为起始时隙,其中\) {l}{ 5,6,12,13 } \(是时隙内CSI-RS的起始符号位置,\) {l} $由高层参数CSI-RS-ResourceMapping配置。

除单端口之外,频域位置由位图$ or\(通过高层参数*CSI-RS-ResourceMapping*给定,Table 7.4.1.5.2-1中的\) { {k}{i}} \(对应于位图中从\) { {b}{0}} \(开始的第\)i\(个集合点,\) { {k}{i}} \(的值由\) { {k}{i}}=f( i ) \(给定,其中\) f( i ) \(是第\)i$个集合点的位图中的比特号。CSI-RS频域位置在所配置的PRBs上重复。

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TRS

序列生成


UE应假定参考信号序列$ r(m) $定义为

\[ r(m)=\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m) \right)+j\frac{1}{\sqrt{2}}\left( 1-2\cdot c(2m+1) \right) \]

其中伪随机序列$ c(i) $在5.2节中定义。

物理资源映射


TRS(tracking reference signal) burst由4个OFDM符号组成,在2个连续时隙内发送。

UE应假定TRS在1个burst中根据以下方式映射到物理资源

\[ \begin{align} \nonumber & a_{k,l}^{(p,\mu )}={ {\beta }_{\text{TRS}}}r(m) \\ \nonumber & k=4m+{ {k}_{0}} \end{align} \]

The UE may assume that a TRS burst is quasi co-located with respect to delay spread, average delay, Doppler shift, and Doppler spread with the PDSCH DM-RS.

同步信号

物理层小区ID


NR有1008个唯一的物理层小区ID,根据下式得到

\[ N_{\text{ID}}^{\text{cell}}=3N_{\text{ID}}^{\text{(1)}}+N_{\text{ID}}^{\text{(2)}} \]

其中$ N_{}^{}{ 0,1,...,335 } \(且\) N_{}^{}{ 0,1,2 } $。

PSS

序列生成


主同步信号序列$ { {d}_{}}(n) $定义为

\[ \begin{align} \nonumber & { {d}_{\text{PSS}}}\left( n \right)=1-2x\left( m \right) \\ \nonumber & m=\left( n+43N_{\text{ID}}^{\text{(2)}} \right)\bmod 127 \\ \nonumber & 0\le n<127 \end{align} \]

其中

\[ x\left( i+7 \right)=\left( x\left( i+4 \right)+x\left( i \right) \right)\bmod 2 \]

\[ \left[ \begin{matrix} x\left( 6 \right) & x\left( 5 \right) & x\left( 4 \right) & x\left( 3 \right) \nonumber & x\left( 2 \right) & x\left( 1 \right) & x\left( 0 \right) \\ \end{matrix} \right]=\left[ \begin{matrix} 1 & 1 & 1 & 0 & 1 & 1 & 0 \\ \end{matrix} \right] \]

物理资源映射


物理资源映射在7.4.3节描述。

SSS

序列生成


辅同步信号序列$ { {d}_{}}(n) $定义为

\[ \begin{align} \nonumber & { {d}_{\text{SSS}}}\left( n \right)=\left[ 1-2{ {x}_{0}}\left( \left( n+{ {m}_{0}} \right)\bmod 127 \right) \right]\left[ 1-2{ {x}_{1}}\left( \left( n+{ {m}_{1}} \right)\bmod 127 \right) \right] \\ \nonumber & { {m}_{0}}=15\left\lfloor \frac{N_{\text{ID}}^{\text{(1)}}}{\text{112}} \right\rfloor +5N_{\text{ID}}^{\text{(2)}} \\ \nonumber & { {m}_{1}}=N_{\text{ID}}^{\text{(1)}}\bmod 112 \\ \nonumber & 0\le n<127 \end{align} \]

其中

\[ \begin{align} \nonumber & { {x}_{0}}\left( i+7 \right)=\left( { {x}_{0}}\left( i+4 \right)+x{}_{0}\left( i \right) \right)\bmod 2 \\ \nonumber & { {x}_{1}}\left( i+7 \right)=\left( { {x}_{1}}\left( i+1 \right)+x{}_{1}\left( i \right) \right)\bmod 2 \end{align} \]

\[ \begin{align} \nonumber & \left[ \begin{matrix} { {x}_{0}}\left( 6 \right) & { {x}_{0}}\left( 5 \right) & { {x}_{0}}\left( 4 \right) & { {x}_{0}}\left( 3 \right) & { {x}_{0}}\left( 2 \right) & { {x}_{0}}\left( 1 \right) & { {x}_{0}}\left( 0 \right) \\ \end{matrix} \right]=\left[ \begin{matrix} 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ \end{matrix} \right] \\ \nonumber & \left[ \begin{matrix} { {x}_{1}}\left( 6 \right) & { {x}_{1}}\left( 5 \right) & { {x}_{1}}\left( 4 \right) & { {x}_{1}}\left( 3 \right) & { {x}_{1}}\left( 2 \right) & { {x}_{1}}\left( 1 \right) & { {x}_{1}}\left( 0 \right) \\ \end{matrix} \right]=\left[ \begin{matrix} 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ \end{matrix} \right] \end{align} \]

物理资源映射


物理资源映射在7.4.3节描述。

SS/PBCH Block

SS/PBCH块的时频域结构


在时域上,1个SS/PBCH块由4个OFDM符号组成,在SS/PBCH块内符号按增序从0到3编号,其中PSS、SSS、PBCH以及和PBCH相关的DM-RS位于不同的符号,详见Table 7.4.3.1-1。

在频域上,1个SS/PBCH块由288个连续子载波组成,在SS/PBCH块内子载波按增序从0到287编号。SS/PBCH块内的子载波\(k\)对应于资源块$ n_{}^{} \(的子载波\) n_{}{}N_{}{}+{ {k}{0}} \(,其中\) { {k}{0}}{ ... } $。

对于1个SS/PBCH块,UE应假定

  • 天线端口$ p=4000 $
  • 子载波间隔配置$ { 0,1,3,4 } $
  • PSS、SSS和PBCH具有相同的CP长度和子载波间隔

UE应假定在SS/PBCH burst set内的同一块时间索引下发送的SS/PBCH blocks是关于多普勒扩展、多普勒频移、平均增益、平均时延和空间RX参数准共定位的。

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SS/PBCH块内PSS的映射


UE应假定PSS符号序列$ { {d}{}}(0),...,{ {d}{}}(126) \(乘以一个幅值因子\) { {}{}} \(,以符合TS38.213对PSS功率分配的规定,并按\)k\(的递增顺序映射到资源粒子\) { {( k,l )}{p,}} \(,其中\)k\(和\)l\(在Table 7.4.3.1-1中给定,\)k\(和\)l$分别表示SS/PBCH块内的频域和时域索引。

SS/PBCH块内SSS的映射


UE应假定SSS符号序列$ { {d}{}}(0),...,{ {d}{}}(126) \(乘以一个幅值因子\) { {}{}} \(,以符合TS38.213对SSS功率分配的规定,并按\)k\(的递增顺序映射到资源粒子\) { {( k,l )}{p,}} \(,其中\)k\(和\)l\(在Table 7.4.3.1-1中给定,\)k\(和\)l$分别表示SS/PBCH块内的频域和时域索引。

SS/PBCH块内PBCH的映射


UE应假定PBCH复值符号序列$ { {d}{}}(0),...,{ {d}{}}({ {M}{}}-1) \(乘以一个幅值因子\) { {}{!!!!}} \(,以符合TS38.213对PBCH功率分配的规定,并从\) { {d}{}}(0) \(开始映射到资源粒子\) { {( k,l )}{p,}} $,这些REs满足下列条件:

  • 它们不用于PBCH DM-RS

映射过程中不保留用于其他目的资源粒子$ { {( k,l )}_{p,}} \(,并按递增顺序先\) k \(后\)l\(映射,其中\)k\(和\)l$分别是SS/PBCH块内的频域和时域索引,并由Table 7.4.3.1-1给定。

UE应假定SS/PBCH块的DM-RS复值符号序列$ { {r}{l}}(0),...,{ {r}{l}}(143) \(乘以一个幅值因子\) {}^{} \(,以符合TS38.213对PBCH DM-RS功率分配的规定,并按递增顺序先\) k \(后\)l\(映射到资源粒子\) { {( k,l )}{p,}} \(,其中\)k\(和\)l\(分别是SS/PBCH块内的频域和时域索引,并由Table 7.4.3.1-1给定,其中\) v=N_{}^{} $。

SS/PBCH块的时域位置


UE应对可能的时域位置上的SS/PBCH块进行监测,在TS38.213中描述。