NR PUSCH Frequency hopping

Posted 2022-11-11 modem协议笔记

上篇PUSCH 介绍了频域分配方式resource allocation type0/1/2，其中type 0 RBG位图的分配方式比较灵活，type 2对应的interlaced RB 本身就是一种频域的离散化，都可以实现类似的效果；但type1由于分配的是连续的RB，所以就需要通过跳频的方式实现频域的离散化，进而提升抗干扰能力，降低截获概率，有效抗衰落，从而有效提高通信质量。跳频主要在R16 版本38.214 6.3章节中描述，是根据时域的PUSCH repetition Type A和B 进行区分，由于R16增加了2-step RA 的内容，跳频也做了相应的修改。enable 跳频时，对于PUSCH repetition Type A ，可以进行intraslot 和interslot跳频；而PUSCH reptition Type B 可以进行interslot和interRepetition 类型的跳频，这里只提下具体后面再看。先看下RRC 层PUSCH repetition Type A和B 的跳频配置。

ConfiguredGrantConfig 下的frequencyHopping 对应的是pusch-RepTypeA 的配置，可以配置为intraSlot和interSlot，缺省时就认为frequency hopping时disable状态；

ConfiguredGrantConfig ->rrc-ConfiguredUplinkGrant 对应的是Type 1CG的配置，pusch-RepTypeIndicator可以配置为pusch-RepTypeA 或B，配置为pusch-RepTypeB时，跳频方式由frequencyHoppingPUSCH-RepTypeB 决定，frequencyHoppingPUSCH-RepTypeB 可以配置为interslot和interRepetition，如果frequencyHoppingPUSCH-RepTypeB缺省，默认CG Type 1的frequency hopping disable。

pusch-Config 也可以配置frequencyHopping相关的参数，其中frequencyHopping(intra-Slot和inter-Slot)和frequencyHoppingOffsetLists是PUSCH-RepTypeA DCI 0_0/0_1调度时跳频所用参数，当frequencyHopping缺省时，则认为PUSCH-RepTypeA不进行跳频；pusch-RepTypeIndicatorDCI-0-1-r16则用于指定DCI 0_1的PUSCH-RepType，

frequencyHoppingDCI-0-1-r16 是PUSCH-RepTypeB DCI 0_1调度时跳频所用参数，缺省时，默认DCI 0_1 disable 跳频；同理，pusch-RepTypeIndicatorDCI-0-2-r16用于指示DCI 0_2 的PUSCH-RepType，frequencyHoppingDCI-0-2-r16 对应DCI 0_2调度时跳频所用参数，PUSCH-RepTypeB 配置为interRepetition和interSlot，PUSCH-RepTypeA 配置为intraSlot和interSlot，不配置requencyHoppingDCI-0-2-r16时，默认pusch-RepTypeB下的DCI 0_2 disable跳频。

如上所述跳频主要需要确定pusch-RepType和 frequencyHoppingOffset，最后根据一定的规则就可以确定具体形式。现在具体看下PUSCH repetition Type A 和B的frequency hopping内容。

PUSCH repetition Type A

PUSCH repetition Type A 网络端会针对不同的场景进行配置和上面的RRC层参数相关：(1)DCI 0_2：通过在RRC层pusch-Config中配置frequencyHoppingDCI-0-2；(2)其他DCI：pusch-Config配置frequencyHopping；(3)ConfiguredGrant 传输：在ConfiguredGrantConfig中配置frequencyHopping。

跳频方式可以配置为intra-slot 跳频及inter-slot跳频，其中intra-slot跳频适用于single slot及multi-slot PUSCH 传输；inter-slot跳频适用于multi-slot PUSCH传输。

在frequency resource allocation type 2场景，即NR-U场景，PUSCH不需要跳频，其实interlace RB 的定义方式已经是一种跳频方式，不需要再额外规定跳频。

Frequency hopping offset 的确定

当使用Resource Allocation type 1时（即分配连续一段RB），不管transform precoding开不开，当DCI format frequency hopping field 设置为1 或者RAR UL grant 对应的DCI format frequency hopping field 设置为1 或Configured grant type 1有配置frequency HoppingOffset时，UE就要enable跳频， 其他情况下，不启用跳频。

对于RAR UL grant/fallbackRAR UL grant/TC-RNTI加扰的DCI 0_0，需要根据DCI field Frequency domain resource assignment 和Frequency hopping flag  及UL BWP的size 共同决定跳频具体情况。Frequency hopping flag =1 代表要进行PUSCH 跳频，Initial UL bwp size < 50 PRBs,DCI field Frequency domain resource 最高 bit位对应N_UL_hop，查38.213 Table 8.3-1,即可确定第2跳的Frequency offset，N_UL_hop=0 时，第2跳的Frequency offset为N_BWP_size/2（向下取整）；N_UL_hop=1 时，第2跳的Frequency offset为N_BWP_size/4（向下取整）。Initial UL bwp size >= 50 PRBs,DCI field Frequency domain resource 最高 2bit位对应N_UL_hop，N_UL_hop=00 时，第2跳的Frequency offset为N_BWP_size/2（向下取整）；N_UL_hop=01 时，第2跳的Frequency offset为N_BWP_size/4（向下取整）；N_UL_hop=10 时，第2跳的Frequency offset为-N_BWP_size/4（向下取整）；N_UL_hop=11 为Reserved情况；具体对应关系如下。

除去RAR UL grant/fallbackRAR UL grant/TC-RNTI加扰的DCI 0_0的情况，对于resource allocation type 1的频域分配，其他DCI0_0/0_1或由DCI 0_0/0_1激活的Configured type 2 PUSCH 传输，frequency offsets由pusch-Config中的frequencyHoppingOffsetLists 提供；对于DCI0_2或由DCI 0_2激活的Configured type 2 PUSCH 传输，frequency offsets由pusch-Config中的frequencyHoppingOffsetListsDCI-0-2提供。

Frequency hopping flag =1 代表要进行PUSCH 跳频：当激活的BWP<50 PRBs时，RRC 层配置的frequencyHoppingOffsetLists中最多配置2个offset值，根据DCI field Frequency domain resource assignment的最高1bits 从offsetLists中确定用于跳频offset，例如最高bit位为0，则取第一个值，否则第二个值；当激活的BWP>=50 PRBs时，RRC 层配置的frequencyHoppingOffsetLists中最多配置4个offset值，根据DCI field Frequency domain resource assignment的最高2bits(正好最多对应4个值)从offsetLists中确定用于跳频offset，例如，最高bit位为00，则取第一个值，最高bit位为01，则取第二个值，最高bit位为10，则取第三个值，最高bit位为11，则取第四个值。其余bit 就用于具体的频域资源分配，没有enable 跳频时，所有的bit都用于频域资源分配；注意：对于DCI 0_1/0_2，如果Frequency Domain Resource Assignment 的MSB(最高bit位）用于指定Allocation type(RRC层配置为dynamic switch时)，则N_UL_hop对应的就是剩余bits的MSB。Resource Allocation Type 1频域资源分配详见NR PUSCH(三) 频域资源。

N_UL_hop和frequencyHoppingOffsetLists具体关系如下。

Configured grant type 1 PUSCH 传输和MsgA PUSCH 的frequency offset 都有RRC 层参数配置。configured grant type 1 PUSCH 传输：ConfiguredGrantConfig->rrc-ConfiguredUplinkGrant->frequencyhoppingoffset，最开始部分已经介绍，下面看下Msg A PUSCH的 frequency hopping。

 

Msg A PUSCH Frequency hopping offset

MsgA pusch 只有intra slot 跳频，跳频offset 由MsgA-PUSCH-Config->guardPeriodMsgA-PUSCH及msgA-intraSlotFrequencyHopping和msgA-HoppingBits 共同决定。

msgA-intraSlotFrequencyHopping 只能配置成enable，缺省就默认disable。参照38.213 Table 8.3-1  将N_UL,hop替换成msgA-HoppingBits ，即可确定msgA的frequency offset。如果还有配置guardPeriodMsgA-PUSCH的话，那msgA第一跳和第二跳的符号间隔就是guardPeriodMsgA-PUSCH(0～3符号)。RRC层配置及msgA-HoppingBits与第二跳offset的关系如下。

Frequency hopping 

UE得到Frequency hopping offset后，就可以确定具体的跳频方式。

对于intra-slot 跳频，频域第一跳起点对应的就是PUSCH的起始RB，根据resource allocation type 1(RIV)或者msgA PUSCH资源分配确定，第二跳的起点由公式(RBstart+RBoffset) mod N_size_BWP确定；第一跳占用的符号为N_PUSCH,s_symb/2(向下取整)，第二跳对应的符号为N_PUSCH,s_symb -N_PUSCH,s_symb/2(向下取整)，其中N_PUSCH,s_symb/2 为PUSCH 传输在一个时隙内占用的符号数，时频域示图如下。

对于inter-slot 跳频，频域RB的确定方式与intra-slot相同，只不过需要根据时隙号确定传输占用的RB范围，奇数时隙对应RBstart,偶数时隙对应(RBstart+RBoffset) mod N_size_BWP，时频域示图如下。

 

Frequency hopping for PUSCH repetition Type B

对于PUSCH repetition Type B，跳频只能配置成Inter-repetition 或inter-slot frequency hopping。PUSCH repetition type B和A 有很多内容重复，具体原理一样，唯一的区别就是Inter-repetition的跳频情况，后面类似内容可以略过。

当使用Resource Allocation type 1时，不管transform precoding开不开，当DCI format frequency hopping field 设置为1 或Configured grant type 1有配置frequency HoppingOffsetPUSCH-RepTypeB时，UE就要enable跳频， 其他情况下，不启用跳频。

resource allocation type 1, 由DCI 0_1调度的PUSCH或由DCI 0_1激活的CG Type 2时，Frequency offset由RRC pusch-Config中的frequencyHoppingOffsetLists 提供；由DCI 0_2调度的PUSCH或由DCI 0_2激活的CG Type 2时，Frequency offset由RRC pusch-Config中的frequencyHoppingOffsetListsDCI-0-2 提供。Frequency hopping flag =1 代表要进行PUSCH 跳频：当激活的BWP<50 PRBs时，RRC 层配置的frequencyHoppingOffsetLists中最多配置2个offset值，根据DCI field Frequency domain resource assignment的最高1bits 从offsetLists中确定用于跳频offset，最高bit位为0，则取第一个值，否则第二个值；当激活的BWP>=50 PRBs时，RRC 层配置的frequencyHoppingOffsetLists中最多配置4个offset值，根据DCI field Frequency domain resource assignment的最高2bits(正好最多对应4个值)从offsetLists中确定用于跳频offset，最高bit位为00，则取第一个值，最高bit位为01，则取第二个值，最高bit位为10，则取第三个值，最高bit位为11，则取第四个值。其余bit 就用于具体的频域资源分配。

Inter-repetition frequency hopping

inter-repetition 跳频需要根据 nominal repetition 的次数决定 每次repetition 传输的跳频位置，每次repetition也都定义对应各自符号period ，每次nominal repetition 的时域period详见NR PUSCH(二) 动态调度时域资源，最终映射图示如下。

Inter-slot frequency hopping

inter-slot frequency hopping和PUSCH Repetition Type A情况相同，不赘述。