NR PUCCHPUCCH format 2/3/4 and interlaced RB

Posted 2022-09-26 modem协议笔记

继续看PUCCH2/3/4。

 PUCCH 0和1所携带的信息bits少，UCI bits<=2 bits；而PUCCH 2/3/4所携带的信息bits 较多，UCI bits >2bits，信息bit需要经过编码等过程

下面分别来看。

PUCCH 2在时域上占用1-2个符号，在频域上可以占用1～16个RB。PUCCH 2时域符号少，适合用于地实验场景，支持较大信息量的UCI

PUCCH 2 RRC层相关参数

  nrofSymbols：符号个数1-2

 startingSymbollndex ：开始符号索引

在R15 的设定PUCCH format 2/3是不支持多UE 复用，R16 增加了PUCCH-ResourceExt-r16的功能，使得PUCCH format 2/3也可以支持UE复用，总体思路是套用PUCCH format 4 occ 的方法，同样为PUCCH format 2/3 增加对应的occ，进而实现不同UE可以在相同的PUCCH resource 上进行复用。具体可以在3GPP官网看下“R1-210XXXX Summary of [105-e-NR-7.1CRs-10]-v5_Intel_CATT.docx"。

当UE支持interlace传输且网络端将useInterlacePUCCH-PUSCH 配置为enable时 ，网络端就会配置PUCCH-ResourceExt-r16中的内容。目前看应用场景是NR-U，是否在其他场景应用不太清楚，但是协议中规定的相关过程还是要简单梳理下。

现在先看下nterlace的相关内容，首先是interlaced RB的定义。

 m的取值范围0～M-1，其中M 是由u决定的，当u=0，即SCS =15khz时，M=10；u=1 即SCS=30khz时，M=5。

interlace m 对应的是一组RB 集合，以例子来说明，假设M=5 那m的 取值范围0~4，

interlace 0对应CRB( 0,5,10,15,....)，

interlace 1对应CRB(1,6,11,16,....)，

interlace 2 对应CRB(2,7,12,17,....)

interlace 3对应CRB(3,8,13,18,...)，

interlace 4对应CRB(4,9,14,19,....)。

IRB 是在BWP内的interlace RB 的编号，IRB 在BWP内从0开始编号；因而通过interlace 的id就可以确定一个RB set，里面的RB 不是连续的，相当于进行了简单的交织。

再来看下CRB 和IRB 的关系，通过IRB 的number 根据上面的公式就可以算出CRB的number，举个例子来说明。

对于interlace 3  m=3 M=5  ,N_start_BWP=10 ,参数比较小，通过肉眼看就能确定，IRB 0 对应的是CRB 13，IRB 1对应的是CRB 18；

下面通过计算来验证下 n_IRB=0 时，n_CRB=5*0+10+(-7mod5)=10+3=13，即IRB 0对应CRB13 ；

n_IRB=1时，n_CRB=5*1+10+((-7)mod 5)=18,即IRB1 对应CRB18。

这里要注意的是负数的mod运算，负数mod运算清楚的话，其他的都不是问题。

-7 mod 5=(-5*2+3)mod 5=3 mod 5 =3

-50 mod 26 =(-26*2+2)mod 26=2 mod 26=2

 再看下PUCCH-ResourceExt-r16相关参数的定义。

 format, formatExt：在配置PUCCH resource set时，PUCCH Format 0/1只能在第一个PUCCH resource set中，PUCCH Format 2/3/4 只能在其他PUCCH resource set（只要不是第一个就行）中配置；网络端只能给Format 2/3配置formatExt，配置formatExt时 nrofRB要忽略。

rb-SetIndex:指示PUCCH 资源对应的RB set。

interlace0：对于PUCCH format 0/1只能配置一个interlace 对应interlace0(上一篇中的PUCCH format0/1资源映射时所说的interlaced 传输就和这个参数的配置与否有关系)，对于 PUCCH format 2/3 则 可以配置2个interlace（只配置1个也行），要是.配置2个interlace 的话，另一个interlace对一个interlace 1。

这里的interlace0 scs15 取值0～9；SCS30 取值0～4 对应的就是38.211 Table 4.4.4.6-1 中的情况

通过interlace0 的取值，可以确定对应的interlace RB 集合，之后就可以在这些IRB上进行interlace 传输。

  值得注意的是要配置useInterlacePUCCH-PUSCH，进行interlace 传输就不能进行跳频，否则可以跳频。

interlace1：对于SCS= 15KHz  取值范围对应0～9； 对于SCS=30Khz  取值范围对应0～4 。当SCS =15khz时，interlace1的取值要满足关系式interlace1=mod(interlace0+X,10) 其中X=1, -1, 或 5。interlace1才是PUCCH2/3实现UE复用的关键，后面再具体介绍。

occ-Index：orthogonal cover code index ，只有当有配置useInterlacePUCCH-Dedicated-r16时，才能配置这个参数。

occ-Length： orthogonal cover code length，只有当有配置useInterlacePUCCH-Dedicated-r16时，才能配置这个参数。

针对上面在配置PUCCH resource set时，PUCCH Format 0/1只能在第一个PUCCH resource set中，PUCCH Format 2/3/4 只能在其他PUCCH resource set（只要不是第一个就行）中配置的说法，查看实际log配置，发现 PUCCH resource set 0 确实只有PUCCH format 0/1 ，其他PUCCH resource set 中只有PUCCH format 2/3/4。

 

下面就看下PUCCH2/3/4的物理层处理过程。

在PUCCH  2 上发送UCI（HARQ-ACK +SR+CSI）编码（速率适配）后的bits，要经过加扰，调制，最后再映射到物理资源上。由于 R16 可以配置occ 参数，支持UE复用，所以在调制之后也要进行spreading的操作。

PUCCH format 2 Scrambling

 UCI 编码后的bits 通过上面的加扰公式进行 scrambling，加扰序列c(i) 由38.211 5.2.1 中的伪随机序列生成，初始输入cinit与RNTI和n_ID有关系，如果RRC有配置dataScramblingIdentityPUSCH,就取该值，否则就用小区ID。

PUCCH format 2 Modulation

 经过加扰的bits 就要进行调制，PUCCH format 2 使用QPSK调制 ，调制稍后Msym=Mbit/2。

 由于增加的occ参数， PUCCH format 2也支持复用。有配置occ参数时，N_PUCCH,2_SF =occ-Length；n=（n0+n_IRB）mod N_PUCCH,2_SF  其中n0=occ-Index。查table 6.3.2.5A-1/2确定wn(i) 后就可以确定spreading后的bits。

如果没有配置occ参数，那N_PUCCH,2_SF=1 wn(i)=1 其实这时候相当于没有进行spreading过程。

 在资源映射前为了满足功率上的要求要乘以一个scaling factor,之后再按照先频域后时域的顺序向PUCCH format 2的资源上进行映射，映射时不考虑DMRS占用的RB；传输时antenna port 对应2000。

PUCCH format 2 DM-RS

PUCCH format 2 DMRS 的序列也是伪随机序列，毫无疑问需要对N_0_ID赋初值，RRC层DMRS-UplinkConfig有配置scramblingID0 时，N_0_ID=scramblingID0，否则就取小区ID。如果dmrs-UplinkForPUSCH-MappingTypeA和dmrs-UplinkForPUSCH-MappingTypeB都有配置时，scramblingID0要从dmrs-UplinkForPUSCH-MappingTypeB中取。

 PUCCH format 2在频域上占用1～16个RB,而DMRS与PUCCH format 2是频分的关系，DMRS依次占据在子载波1,4,7,10 对应的频域资源上。

接着看PUCCH format 3/4。

 PUCCH format 3/4 的加扰过程和PUCCH format 2相同。

 默认为QPSK 调制，当高层配置为 pai/2-BPSK时 使用pai/2-BPSK调制。

 R16 中针对PUCCH format 3是否有配置interlaced mapping的情况 决定需不需要进行block-wise spreading。没有配置interlaced mapping时 不进行block-wise spreading；否则PUCCH format 3 有配置single interlace时，M_PUCCH,3_RB=10，N_PUCCH,3_SF 由参数occ-Length提供，没有配置occ-Length时N_PUCCH,3_SF=1。PUCCH format 3有配置2个interlace时 ，M_PUCCH,3_RB=20，N_PUCCH,3_SF=1，Wn=1。

PUCCH format 4 N_PUCCH,4_SF由occ-Length 提供。

当N_PUCCH,s_SF >1时需要查Table6.3.2.6.3-1和Table6.3.2.6.3-2确定wn(m)的具体取值。

注意在配置interlaced mapping时 ，PUCCH format 3 的 RB数是定好的（single interlace时，M_PUCCH,3_RB=10，two interlace时，M_PUCCH,3_RB=20），假如有配置nrofRB，就可以忽略nrofRB。

 UE配置有useinterlacePUCCH-PUSCH，如果对PUCCH format2/3有配置PUCCH-ResourceExt时，可以配置interlace1;如果没有配置interlace1,就要提供occ-length和occ-Index。

针对PUCCH format 3,在传输时，RB的起始位置对应interlace RB的最小 index的位置进行传输，如果配置了2个interlace(interlace0  interlace1),传输是要用interlace1对应的RB进行PUCCH 传输。

由于PUCCH format 3／4在频域可能有多个PRB 分配，为了降低PAPR（峰均比），需要进行Transform precoding,即采用DFT-spread OFDM。公式见38.211 6.3.2.6.4

Transform precoding后的复值符号映射到物理资源，按照先频域k,后时域l的顺序，当然不能使用DMRS占用的资源。

PUCCH format 3/4在映射到具体的时频资源上时，要遵循先频域 再时域的分配原则，天线port对应2000。

时隙内跳频规定，第一跳对应的符号长度为N_PUCCH_symb/2 向下取整，第二跳对应的符号长度为PUCCH 总符号长度N_PUCCH_symb  - 第一跳的符号长度，当然进行interlace 传输是不能进行跳频。

PUCCH format 3/4 dmrs 序列的生成相关的参数 上面说的很清楚，值得注意的是PUCCH format 3由于支持复用，m0的取值需要针对有无interlaced mapping 进行区分，如绿色字体部分。

PUCCH format 3/4 DM-RS只要确定时域位置就可确定DMRS的分布，对应port 2000。

举两个例子说明下PUCCH format 3/4的具体资源映射情况。

假如PUCCH format 3/4 时域长度为14 ，有配置Additional DMRS，不跳频，则DMRS 和PUCCH format 3/4 的资源分布如下。

 如这个例子 有enable 时隙内跳频，startingPRB 是10，secondHopPRB =262，没有配置additional DMRS,PUCCH 符号长度对应14 个symbol，对应table 6.4.1.3.3.2-1中的最后一行数据，则时频域分布如下

 

最后用一个表格总结下。

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