NTN Timing

Posted 2023-02-19 modem协议笔记

微信公众号同步更新欢迎关注同名modem协议笔记。         这篇看下k_offset和k_mac，如38.300所述，k_offset是配置的调度偏移量，需要大于或等于service link RTT和Common TA之和；k_mac 是配置的偏移量，需要大于或等于 RP 和 gNB 之间的 RTT。     相关参数会通过RRC层NTN-config配置，其中的cellSpecificKoffset-r17和kmac-r17主要用于各种Timing场景的偏移。

kmac：

如果DL和UL frame timing 在 gNB端未对齐，网络端就会提供这个调度偏移量。 UE 需要对 PDSCH 中的 MAC CE 命令指示的DL配置进行相应的延迟生效操作。 缺省配置情况下，k_mac=0。在FR1中，k_mac的参考SCS=15kHz。 k_mac 的单位是时隙数。

cellSpecificKoffset

：为 NTN场景修改Timing关系的调度偏移量，单位对应的是时隙数(SCS=15KHZ) ;缺省配置情况下，cellSpecificKoffset=0。

UE-gNB RTT:

For non-terrestrial networks, the sum of the UE's Timing Advance value (see TS 38.211 [8] clause 4.3.1) and kmac.          NR中与timing相关的场景主要有下面几种情况： (1)PDSCH reception timing，即K0的确定； (2)PUSCH 传输timing 即K2相关时序的确定(包含PUSCH传输CSI report的timing)； (3)RAR grant相关的PUSCH 传输timing ； (4)PUCCH 传输HARQ-ACK的timing，即K1的确定； (5)收到MAC CE command后，何时生效的问题； (6) CSI reference resource timing及aperiodic SRS 传输timing的确定。 当NTN 中 UE 的 DL 和 UL frame timing存在较大偏移时，涉及 DL-UL tming 交互的现有 NR tming 的定义可能不成立。 因此，需要增强timing关系。        PDSCH reception timing(k0)仅从 DL timing角度定义，不涉及UL交互的问题，因而不受 UE 的 DL 和 UL frame timing中的大偏移的影响，不需要增强。而其他timing场景都涉及UL-DL交互问题，都要增加一个Koffset时隙偏移，对于不同的NTN，Koffset的值可能不同,要根据实际场景确定；Koffset的值可以设置为beam级别或小区级别的参数。 下面就看下R17中相关spec中是如何对NTN场景中上述Timing进行处理的。  

K_offset

         针对NTN场景，在UL slot n 上接收到的TA command时，相应的UL传输时序调整从要UL slot n+k+1+2^μ∙K_offset 开始应用， 这里的K_offset就是NTN场景专用的参数，在计算K_offset=K_cell,offset-K_UE,offset，其中K_cell,offset由RRC层ntn-config中的cellSpecificKoffset提供，K_UE,offset由Differential Koffset MAC CE command提供，如上图；对于不提供上述参数的情况，就都取0值，即非NTN场景的情况。    

2-step RA successRAR's PUCCH HARQ-ACK timing

        在UE收到的MSGB，如果是successRAR消息，需要在PUCCH资源上发送对应的HARQ ACK/NACK，在确定发送时隙时NTN场景要考虑增加K_cell,offset的偏移，其值由RRC层参数CellSpecific_Koffset提供，如上图。    

RAR UL grant related PUSCH transmission

  同样的在收到RAR UL grant 传输PUSCH 时，NTN场景PUSCH的传输时隙也要考虑K_cell,offset的偏移。  

PDCCH oder触发的RA

         PDCCH oder触发的RA，NTN场景 PRACH occasion的传输时隙要在 slot n+2^u*K_cell,offset之后，其中n 是用于 PRACH 传输的 UL BWP 的时隙(假设 T_TA = 0，slot n与PDCCH order reception的结束重叠的那个时隙)。    

PUSCH K2

         在通过K2确定PUSCH传输时隙时，如果没有配置ca-SlotOffset时，NTN场景下UE传输PUSCH的时隙要考虑如上图中的K_offset的偏移。          UE有配置K_cell,offset或k_UE,offset(Differential Koffset MAC CE command)时，在确定传输PUCCH/PUSCH的时隙时要增加相应的偏移，即n+k+2^(u-ukoffset)×Koffset；在进行确定HARQ码本过程中的n_v-K_1,k也要考虑一个偏移，即n_v-K_1,k-2^(u-ukoffset)×Koffset。       如果对应的是TC-RNTI加扰的DCI触发的PUSCH或PUCCH传输，此时K_UE,offset=0；如果 PUCCH 或 PUSCH 传输由 DCI 触发时，则 K_UE,offset要采用DCI 对应的PDCCH的最后一个符号之后可用的那个值。在收到Differential Koffset MAC CE command提供的k_UE,offset后，UE要在slot k+3N_subframe,u_slot后的第一个时隙应用新的k_UE,offset，其中K是UE传输MAC CE PUCCH HARQ-ACK的时隙。  

aperiodic SRS 传输timing

        当通过DCI 触发的aperiodic SRS，且如果没有配置ca-SlotOffset时，NTN场景下UE传输aperiodic SRS的时隙要考虑如上图中的K_offset的偏移。    

CSI reference resource timing

   

PUCCH HARQ-ACK timing K1

      PUCCH 发送HARQ-ACK的时候没有额外定义K-offset，但是RRC层有提供NTN专用的dl-DataToUL-ACK-v1700，这个IE就是用于处理UE和gNB之间距离远而导致的HARQ长延迟问题，以便支持足够长的K1。    

k_mac

        k_mac是NTN支持的用于MAC CE 定时关系增强的调度偏移。如果UL和DL frame timing在 gNB 未对齐，则网络侧就会提供该参数；PDSCH中的MAC-CE命令指示的DL配置变化的UE timing也需要k_mac，另外k_mac也是适用于BFR场景，下面是k_mac应用场景的简单总结。           NTN场景，通过MAC CE激活TCI state时要考虑偏移，对于非CORESET0的其他CORESET，UE在收到TCI state 激活的MAC CE命令后，激活的时隙是k+3N_subframe,u_slot+2^u*k_mac后的第一个时隙，k代表的是传输激活命令的PUCCH HARQ时隙，其中K_mac来自RRC 层NTN-Config中的kmac。         在Power control(SRS/PUSCH/PUCCH)过程中，通过MAC CE改变用于计算pathloss的RS resource时，激活的时隙是k+3N_subframe,u_slot+2^u*k_mac后的第一个时隙，k代表的是传输激活命令的PUCCH/PUSCH HARQ时隙，用于update pathloss RS的MAC CE分别对应SRS Pathloss Reference RS Update MAC CE/ PUSCH Pathloss Reference RS Update MAC CE/PUCCH spatial relation Activation MAC CE。         4 step RA ，正常场景下RAR window会从PRACH 传输的最后一个符号之后的第二个符号开始接受RAR，而NTN场景下，如果N_UE_TA,adj 或N_common_TA,adj不为0，那ra-ResponseWindow开始的时间要考虑一个额外的偏移T_TA+kmac ms才能开始； 在BFR过程中，UE会收到PRACH-ResourceDedicatedBFR的配置，用于PRACH 传输。如果UE 在slot n进行PRACH 传输，UE要在slot n+4 开始的windows去recoverySearchSpaceId相关联的时频资源上接收C-RNTI/MCS-C-RNTI加扰的DCI，即对应的RAR，但在NTN场景下，接收windows开始时间要考虑偏移，slot n+4+2^u*k_mac后才能去接收BFR的RAR。