5G-NR-213协议补充

大峡谷国家公园 -- 美国

TS 38.213 部分补充

1. 上行功率控制

上行的主要几个信道/信号

  1. PUSCH
  2. PUCCH
  3. SRS
  4. PRACH

1.1 PUSCH

UE首先需要基于$P_{PUSCH,b,f,c}(i,j,q_{d},l)$ 线性映射一个值 $P‘{PUSCH,b,f,c}(i,j,q{d},l)$

  • b:BWP
  • f:carrier
  • c:serving
  • j:parameter configuration index
  • i :transmission occasion

$P_{PUSCH,b,f,c}(i,j,q_{d},l)$ 取下列两项较小的值

  • $P_{CMAX,f,c}(i)$,UE 的最大传输功率,由 [8-1, TS 38.101-1~2] 定义;
  • $P_{O_PUSCH,b,f,c}(j)+10log_{10}(2{\mu}M_{RB,b,f,c}{PUSCH}(i))+\alpha_{b,f,c}(j)PL_{b,f,c}(q_d)+\Delta_{TF,b,f,c}(i)+f_{b,f,c}(i,l)$

参数说明:

  • $P_{O_PUSCH,b,f,c}(j)$ 是 $P_{O_NOMINAL_PUSCH,f,c}(j)$ 和 $P_{O_UE_PUSCH,b,f,c}(j)$之和,由高层配置,具体见协议(下同);
  • $\alpha_{b,f,c}(j)$ 需要高层配置,否则为1;
  • $M_{RB,b,f,c}^{PUSCH}(i))$ 是PUSCH资源的带宽,即RB数目[4,TS 38.211]
  • $PL_{b,f,c}(q_d)$ 是下行路径损耗估计;
  • $\Delta_{TF,b,f,c}(i)$ 由高层配置。

1.2 PUCCH

$P_{PUCCH,b,f,c}(i,q_u,q_{d},l)$ 取下列两项较小的值:

  • $P_{CMAX,f,c}(i)$,UE的最大传输功率,由 [8-1, TS 38.101-1~2] 定义;
  • $P_{O_PUCCH,b,f,c}(q_u)+10log_{10}(2{\mu}M_{RB,b,f,c}{PUCCH}(i))+PL_{b,f,c}(q_d)+\Delta_{F_PUCCH(F)}+\Delta_{TF,b,f,c}(i)+g_{b,f,c}(i,l)$

PUCCH的参数类似于PUSCH,具体的配置取决协议。

1.3 SRS

$P_{SRS,b,f,c}(i,q_s,l)$ 取下列两项较小的值:

  • $P_{CMAX,f,c}(i)$,UE的最大传输功率,由 [8-1, TS 38.101-1~2] 定义;
  • $P_{O_SRS,b,f,c}(q_s)+10log_{10}(2{\mu}M_{RB,b,f,c}{SRS}(i))+\alpha_{b,f,c}(q_s)PL_{b,f,c}(q_d)+h_{b,f,c}(i,l)$

同上,具体的配置取决协议。

1.4 PRACH

$P_{PRACH,b,f,c}(i)=min{P_{CMAX,f,c}(i),P_{PRACH,target,f,c}+PL_{b,f,c}}$

其中:

  • $P_{CMAX,f,c}(i)$ 是UE配置的最大输出功率,由 [8-1. TS 38.101-1~2]给出。
  • $P_{PRACH,target,f,c}$ 为PRACH 目标接收功率 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER 由[11. TS 38.321] 给出计算公式:PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER = preambleReceivedTargetPower + DELTA_PREAMBLE + (PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER -1) * PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP
    • preambleReceivedTargetPower 由参数 preambleReceivedTargetPower 给出
    • DELTA_PREAMBLE可由[TS 38.321 Table 7.3-1~2] 获得
    • PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER 对初始传输为1,依据重传次数自增一
    • PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP 由参数 powerRampingStep 给出
      (以上两条是为了功率攀升而设定的参数)

2 用于监控 Type0-PDCCH 公共搜索空间的UE过程

其大部分的内容SSB中描述过,以下补充一些内容。

2.1 简述

UE获得了SSB信息后,MIB信息有限,还不足以驻留小区和进一步发起初始接入,UE还需要得到一些“必备”的系统信息SIB,这个系统信息在NR中被称为RMSI,可以认为SIB1。
NR中的SIB1信息,通过下行PDCCH信道发送,而PDSCH信道需要PDCCH信道的DCI来调度。UE需要在MIB中得到调度RMSI的PDCCH信道信息,在PDCCH上进行盲检,获得RMSI。MIB中通过8bit的pdcch-ConfigSIB1字段,指示UE获取RMSI调度的PDCCH的信息。

大致的过程如下图所描述:

2.2 $k_{SSB}$ 字段

SSB部分学习的描述了$k_{SSB}$,他的主要作用就是标记 SSB #0子载波与最近的CRB n #0 子载波的偏移量。
$k_{SSB}$的4bits LSB 由 MIB参数中的 ssb-SubcarrerOffset 给出。
对于SSB类型B (FR2),即(μ= 3 or 4)来说, $k_{SSB}$ = {0,…,11}, 4 bits足够。
对于SSB类型A (FR1),即(μ= 0 or 1)来说, $ k_{SSB}$ = {0,…,23}, 4 bits不够,需要5 bits来表示,因此使用PBCH payload中$a_{\overline A+5}$来表示高比特位。

NR小区中,可以在不同频域位置有多个 SSB (用于终端测量),而并不需要每个SSB都有其指向的 CORESET 0 。

如果再空闲状态下,当UE搜索到的SSB (没有指向CORESET 0),UE期望基站最好能够通知UE下一个的SSB(有指向CORESET 0 ),以便于UE快速监听到。$K_{ssb}$ 字段不只是描述了RE级别的偏移,也起到了这个作用。

UE根据 $K_{ssb}$ 判定 Type0-PDCCH 公共搜索空间是否存在。若:

  • $K_{ssb} > 23,FR1$
  • $K_{ssb} > 11,FR1$

则:当前 SSB对应的Type0-PDCCH公共搜索空间不存在

UE通过 $K_{ssb}$ 发现当前Type0-PDCCH公共搜索空间不存在时,可以通过 $K_{ssb}$的值,在最近的GSCN上找下一个SSB 上的 RMSI 的搜索空间。当:
$$
24\leq k_{SSB} \leq 29 \quad FR1\quad 12\leq k_{SSB} \leq 13 \quad FR2
$$
则下一个 SSB 对应的GSCN上频点 $N_{GSCN}{Reference}+N_{GSCN}{Offect}$

其中:
$N_{GSCN}^{Reference}$:当前SSB的GSCN上的频点
$N_{GSCN}^{Offect}$:下一个SSB的GSCN频点偏移,根据 $k_{SSB}$ 和MIB 中的 pdcch-ConfigSIB1,共同确定。参考以下表格:

如果在第二个SSB 上还是没有提供 RMSI CORESET 0,则UE忽略执行小区搜索的GSCN信息。

当 $k_{SSB}=31\quad FR1\quad k_{SSB}=15\quad FR2$ ,则表示SSB所在的GSCN一段频点范围(见下)内的SSB,都没有 CORESET 0;
$$
[N_{GSCN}{Reference}-N_{GSCN}{Start},N_{GSCN}{Reference}+N_{GSCN}{End}]
$$
其中:
$N_{GSCN}^{Start}$ 和 $N_{GSCN}^{End}$ 分别为 pdcch-ConfigSIB1 中的controlResourceSetZerosearchSpaceZero 决定,也就是其 4 bits MSB 和 4 bits LSB。

UE 在一个时间周期内,都没有搜索到带 RMSI 的 CORESET 0 的SSB,则UE忽略执行小区搜索的GSCN信息。

2.3 CORESET 0

2.3.1 CORESET 0 的时频域资源

CORESET 0的物理时频域资源和SSB之间存在三种复用模式: Pattern1/2/3,如下图所示 (摘抄自春天工作室):

上图仅为示例,图中的时频域资源未必完全对其。

2.3.2 CORESET 0 的频域资源

SSB块和Type0-PDCCH 公共搜索空间的CORESET 0在时频域资源都有较大灵活性,两者之间的对应关系也比较复杂,而要用MIB中有限的 8bits 信息表示两者关系,必须对两者映射关系做一定约束。协议中定义了多种时频域映射组合关系。

pdcch-ConfigSIB1:

  • 4 bits MSB,SSB和CORESET 0 的SCS,符号数,PRB offset配置,对应 [TS 38.213 Table 13-1~10]
  • 4 bits LSB,CORESET 0 的SFN,时隙索引等,时域相关配置,对应 [TS 38.213 Table 13-11~15]

CORESET 0 的频域资源:Pattern1/2/3

  • Pattern 1

若 index = 0;

若 index = 1;

  • pattern 2

若 index = 6,index = 7;

$k_{SSB} = 0$

$k_{SSB} > 0$

  • pattern 3

若 index = 6,index = 7;

$k_{SSB} = 0$

$k_{SSB} > 0$

2.3.2 CORESET 0 的时域资源

对于复用pattern 2/3,CNRESET 0的时域分布相对简单明:

  1. CORESET 0,即Type 0 公共搜索空间周期等于SSB的周期
  2. CORESET 0 和 SSB在同一个时隙内
  3. 时隙号 $n_c$ 和帧号 $SFN_c$ 在 [TS 38.213 Table 13-13~15] 中定义

对于复用pattern 1,SSB 和 CORESET 0 时分复用,并且 SSB 在时域上有多个发送时刻,因此CORESET 0 和SSB之间的时域对应关系表达相对复杂,在[TS 38.213] 中定义:对于复用 pattern 1,终端监听 $n_0$ 开始的连续2个时隙。
$$
n_0=(O\cdot 2^{\mu}+\lfloor i\cdot M \rfloor)mod N_{slot}^{frame,\mu}\quad \mu\in {0,1,2,3}
$$
CORESET 0 开始帧号,SFN满足
$$
当\quad \lfloor(O\cdot 2^{\mu}+\lfloor i\cdot M \rfloor)/N_{slot}^{frame,\mu}\rfloor mod 2 = 0 \quad 时\quad SFN_c mod2=0\当\quad \lfloor(O\cdot 2^{\mu}+\lfloor i\cdot M \rfloor)/N_{slot}^{frame,\mu}\rfloor mod 2 = 1 \quad 时\quad SFN_c mod2=1
$$
其中:
i 为 SSB的 index,OM,在规范中13-11 (FR 1) 到 13-12 (FR2) 表格定义。

  • $O\cdot 2^{\mu}$,可以理解为 O ms (绝对时间),当 $i=0$ 时 (第一个SSB) 所对应的CORESET 0 搜索空间,相对于偶数帧的开始时刻偏移了 O ms
    • FR1时,O 取值为 0,2,5,7
    • FR2时,O 取值为 0,2.5,5,7.5
  • N,[TS 38.213 Table 13-11~12] 表中的 Number of search space sets per slot,每个时隙中的搜索空间个数
  • M,[TS 38.213 Table 13-11~12] 表中的 M ,可以理解为前后两个SSB对应的CORESET 0 搜索空间的间隔,单位为 slot

以下对应的三种情况 (图片摘自春天工作室)

  • 情形一

  • 情形二

  • 情形三

3. RMSI 的获取

通过以下步骤,UE获得了RMSI 的CORESET0的时频域资源,可以在CORESET 0 物理资源对应的Type 0 Common Search Space 使用 SI-RNTI 盲检RMSI的调度信息 (PDCCH信道上发送 SI-RNTI 加扰的DCI 1_0)。

4. initial DL BWP

和LTE不同,NR中由于信道带宽可能会非常大,而UE没有必要支持全部信道带宽范围。因此,NR中频域上引入了 Bandwidth part (BWP) 的概念,UE可以被配置多个DL/UL BWP (BWP 根据UE能力配置,小于等于信道带宽),UE同时只能工作在一个激活BWP中。NR中,频域资源的分配基于BWP内。

BWP的配置包括:子载波间隔,频域起始位置,带宽,CP类型;

UE要根据 CORESET 0 PDCCH 调度 DCI 1_0 得到 RMSI 的PDSCH的频域资源信息,首先要确定初始下行 BWP (Initial DL BWP),[TS 38.213] 规定:Initial DL BWP 就是 CORESET 0 的频域大小 (子载波间隔,频域位置,连续RB,CP)。

5. 用于报告控制信息的UE过程

对应于协议的第九章 还没有看

6. 用于接收控制信息的UE过程

对应于协议的第十章 还没有看

参考文献
公众号:5G菜鸟成长日记,春天工作室
网页:https://mp.weixin.qq.com/s/pYBUorrVeYUedqGJxVi9Xg
博客:https://blog.csdn.net/milkbusy/article/details/81536306
协议:TS 38.213



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