5G上行控制信道
NR的上行控制信道如果使用短持續(xù)時間,支持時隙的1個符號持續(xù)時間。支持實現(xiàn)頻率分集的機制。NR 上行控制信道至少支持兩種傳輸方式,①上行控制信道可在短時間內傳輸,在時隙最后傳輸的上行符號周圍;②上行控制信道可以長持續(xù)傳輸,超過多個上行符號以提高覆蓋率。
Time duration
上行控制信道的持續(xù)時間直接影響上行覆蓋。對于覆蓋差的UE,上行控制信道在較長的持續(xù)時間內傳輸可以獲得更好的檢測性能。另一方面,對于良好覆蓋的UE,在較短的持續(xù)時間內發(fā)送的上行控制信道可以提高系統(tǒng)效率。因此,應支持NR上行控制信道的多個持續(xù)時間。
從gNB的角度來看,短上行控制信道在時隙中的最后OFDM符號上傳輸。然而,從UE的角度來看,用于發(fā)送短上行控制信道的符號可能不是時隙中的最后一個OFDM符號。如圖1所示,gNB在最后兩個符號上接收上行控制信道。對于UE A,在時隙n中的倒數第二個符號上發(fā)送控制信道。
由于NR中支持靈活的幀結構、動態(tài)HARQ-ACK定時和載波聚合,因此一個UE的HARQ-ACK有效負載在不同時隙中可能顯著不同。因此,上行控制信道的持續(xù)時間應該在不同的時隙中動態(tài)變化,以適應信道條件和反饋負載的快速變化。如圖1所示,對于UE A,1符號控制信道在時隙n中傳輸,2符號控制信道在時隙n+1中傳輸。

多路復用
與LTE PUCCH類似,應支持在同一PRB中對NR上行控制信道進行多用戶復用。此外,為了實現(xiàn)更高的系統(tǒng)效率,可以在同一資源上復用具有不同持續(xù)時間的NR上行控制信道。如圖2所示,在時隙n中,2符號控制信道A和1符號控制信道B在最后一個符號中被多路復用。

信道結構
為了支持時長的動態(tài)變化和多用戶復用,可以將單符號信道結構擴展為支持多符號信道結構。
當對UE配置更長的持續(xù)時間以改進上行控制信道的覆蓋時,相同的信息比特在不同符號上重復。
另一方面,當對UE配置更長的持續(xù)時間以發(fā)送具有更大凈荷的UCI時,在不同符號上發(fā)送不同的信息比特。
UCI內容
在LTE中,PUCCH是上行L1/L2控制信道,它承載用于下行數據、CSI報告、SR(Scheduling request)的ACK/NACK。雖然我們應該以此為出發(fā)點,但應該考慮以下方面。
在某些情況下,僅針對沒有數據的下行數據發(fā)送ACK/NACK。要支持總是背負數據是沒有效率的。需要專用于下行數據的ACK/NACK的上行信道。協(xié)議同意在一個上行數據/控制區(qū)域中傳輸用于各個時隙/子幀的多個下行傳輸的ACK/NACK反饋??梢允褂肔TE TDD或CA中使用的捆綁或多路復用,但其使用會降低下行的效率。當需要更大的覆蓋范圍時,應支持捆綁或多路復用。對于一個完整的碼字使用一個ACK/NACK將是低效的,尤其是當一個TBS非常大時。還支持用于MIMO的多ACK/NACK反饋。
上行控制信道至少支持以下一項。1) 定期CSI報告。2) 半持續(xù)性CSI報告。因此,還需要專用于CSI的上行信道。
用于SR的專用信道是有用的,尤其是當小區(qū)中UE的數量相對較小時,因為該信道是無沖突的。UE緩沖器狀態(tài)報告(BSR:buffer status report)和功率余量(PHR:power headroom)也可以在上行控制信道中傳輸。在大量UE的情況下,在LTE中使用RACH的SR。對于NR,引用基于免調度的機制,無競爭和基于競爭方式的組合將有利于考慮時延、可靠性和頻譜效率。
每個UCI內容的有效荷載大小將不同,因此,認為需要與不同有效荷載大小相對應的幾種格式,例如1)最多2位,2)最多約20位,3)最多約50至100位。對于承載相對較大的有效荷載大?。ɡ?0到100位)的上行控制信道,承載數據本身也是無調度接入的可能性。
長傳輸時間的上行控制信道
在LTE設計中,時域PUCCH資源為1ms(對應15khz子載波間隔的14個OFDM符號),波形為DFT-s-OFDM。對于長傳輸持續(xù)時間的上行控制信道,起始點是DFT-s-OFDM(即UCI和RS在時域中復用)。應采用跳頻來獲得頻率分集增益。為了支持不支持DFT-s-OFDM基站的情況,可以通過修改DFT-s-OFDM設計來考慮基于CP-OFDM的設計。
從單個UE的角度來看,在同時進行UCI和數據時,為了確保DFT-s-OFDM波形特性,UCI和數據在PUSCH上進行TDMed或piggy備份。具有UCI和數據的TDMed至少在較長的傳輸持續(xù)時間內是不可取的,因為傳輸持續(xù)時間縮短并且降低了覆蓋率。另一種可能性是與基于LTE的D2D中的波形相似的同時相鄰傳輸。上行控制信道在為上行數據分配的資源內。
短傳輸時間內的上行控制信道
對于短傳輸持續(xù)時間的上行控制信道,只支持CP-OFDM。頻率分集是通過分布式映射實現(xiàn)的。UCI和數據在頻域復用,格式為時隙的1個符號持續(xù)時間。
在數據復用方面,NR載波帶寬比LTE(如100MHz)更寬,以便有效地支持寬帶頻率分配。在這種情況下,上行資源僅用于上行控制是無效的。因此,F(xiàn)DM與其他上行傳輸是必不可少的。假設短傳輸持續(xù)時間內上行控制信道的CP-OFDM波形,它應該是TDMed和FDMed,上行數據信道在一個時隙內。此外,在“以下行為中心的時隙”的情況下,最后一個(多個)符號應用于上行數據。應允許這些符號與SR、BSR、TCP初始請求和SRS進行多路復用。
在資源單元大小上,完整的PRB用于更大的UCI有效荷載大小。另一方面,對于較小的UCI有效荷載大小,在(一組)PRB中復用多個UE。在LTE中,PUCCH資源通過PRB級別進行FDMed,并且在多個UE之間進行CDMed。在eMTC中,由于PUCCH可用,使用1個基于PRB的設計和CDM是合理的。而在NB-IoT中,僅使用子載波電平的FDMed。對于NR上下文,應考慮對于相對較小的有效負載大小,是類PUCCH設計(CDM大于1 PRB)更好,還是僅1個(或幾個)子載波的FDM(類NB-IoT設計)更好。子載波級FDM將允許更靈活地復用不同的numerology。FDM可能也允許靈活復用不同的格式,如(2、20和100位有效荷載大小格式)。應考慮復用容量。
在資源分配上,可指示動態(tài)/半靜態(tài)組合的頻率資源是“控制子帶”。因此,上行控制信令僅限于該區(qū)域??刂谱宇l帶可以在UE之間不同。
在上行控制信道的numerology上,如果上行數據和上行控制信道是相同的numerology,則已知。而如果上行數據和上行控制信道是不同的numerology,則上行控制的numerology是半靜態(tài)指示的。