PUCCH format引入碼分會(huì)不會(huì)更好?
在Rel-13中,載波聚合可以達(dá)到32個(gè)服務(wù)小區(qū),所以CA中引入HARQ-ACK反饋的新PUCCH格式,類(lèi)似PUSCH的PUCCH結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)/控制符號(hào)無(wú)CDM)。
該解決方案應(yīng)有效支持最多32個(gè)組件載波,考慮到相應(yīng)的開(kāi)銷(xiāo)和更大范圍的UCI有效載荷大小,此目標(biāo)需要定義多個(gè)PUCCH格式。例如,為了傳輸32個(gè)HARQ-ACK位(假設(shè)一個(gè)UE配置了8個(gè)TDD小區(qū),每個(gè)小區(qū)都具有UL/DL configuration #2),基于PUSCH格式的占用資源是每個(gè)時(shí)隙一個(gè)PRB。然而,基于具有兩個(gè)PRB的PF3的新PUCCH格式的等效占用資源是2/5 PRB(這里假設(shè)5個(gè)PUCCH在這些PRB中被多路復(fù)用)。顯然,對(duì)于中等有效負(fù)載大小,基于PUSCH的格式的開(kāi)銷(xiāo)高于基于PF3的新PUCCH格式。此外,考慮到回退部署和商定的動(dòng)態(tài)HARQ-ACK碼本大小,配置有大量小區(qū)的UE可以使用回退新PUCCH格式,當(dāng)前碼本大小適中,例如32或64。有人指出,與沒(méi)有CDM的PUCCH格式相比,有CDM的PUCCH格式的性能將受到更多干擾的影響。然而,Rel-10中引入了帶CDM的PF3,以支持HARQ-ACK比特?cái)?shù)大于4的情況。請(qǐng)注意,基于多PRB PF3的新PUCCH格式是基于傳統(tǒng)PF3的直接擴(kuò)展,多PRB PF3的每RB性能與傳統(tǒng)PF3類(lèi)似,一旦UE不受功率限制,因此功率可以隨著每個(gè)時(shí)隙的RB數(shù)線性增加。大多數(shù)UE在宏微場(chǎng)景中都沒(méi)有功率限制。
可以預(yù)計(jì),與32個(gè)下行CC同時(shí)調(diào)度的UE數(shù)量將非常少。相反,隨著數(shù)據(jù)速率要求的增加,配置或調(diào)度有中等數(shù)量下行CC的UE可能不會(huì)太小。此外,由于網(wǎng)絡(luò)有越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商,每個(gè)eNB可以支持比以前更多的UE。因此,在配置了PF3的一個(gè)小區(qū)中可能有許多傳統(tǒng)UE。此外,PUCCH的資源利用效率非常重要,特別是對(duì)于與FDD相比上行資源較少的TDD而言。對(duì)于中等有效載荷大小,例如從23位到64位,可以引入一種具有多路復(fù)用能力的新PUCCH格式,也可以與PF3多路復(fù)用。這一要求取消了基于PUCCH格式3且正交覆蓋碼(OCC:orthogonal cover code)擴(kuò)展因子減小的新PUCCH的資格,因?yàn)檫@構(gòu)成了一種新的結(jié)構(gòu),但不具備與PUCCH格式化3復(fù)用的能力。它還需要另一組不聯(lián)合配置的PUCCH資源。因此,為了支持中等有效負(fù)載大小,例如23至64位,應(yīng)考慮引入基于PUCCH格式3的新格式。
為了滿足引入具有UE復(fù)用能力的新PUCCH格式的上述要求,基于單個(gè)DFT部署的多PRB PF3是一種很有前景的解決方案。首先,多PRB PF3通過(guò)對(duì)PUCCH的數(shù)據(jù)符號(hào)執(zhí)行單個(gè)DFT來(lái)保持單載波特性。其次,它支持與傳統(tǒng)PF3以及具有不同PRB數(shù)目的不同新格式的靈活多路復(fù)用。一個(gè)缺點(diǎn)是,當(dāng)使用不同PRB的單獨(dú)DMRS序列來(lái)保持與傳統(tǒng)PF3的正交性時(shí),會(huì)丟失單載波特性。
CDM的另一個(gè)候選新PUCCH格式是基于OCC的簡(jiǎn)化格式。這種格式可以在時(shí)域或頻域中減少OCC,即OCC在SC-FDMA符號(hào)之間或在每個(gè)SC-FDMAs符號(hào)內(nèi)擴(kuò)展。顯然,此選項(xiàng)不能與傳統(tǒng)PF3多路復(fù)用。此外,不能在具有不同OCC長(zhǎng)度的新格式之間進(jìn)行多路復(fù)用。這意味著需要為每個(gè)時(shí)隙配置完全正交的RB,這對(duì)于PUCCH來(lái)說(shuō)是不節(jié)省開(kāi)銷(xiāo)的。
根據(jù)每個(gè)小區(qū)調(diào)度的載波數(shù)的CDF模擬結(jié)果,給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的PUCCH開(kāi)銷(xiāo)分析,用于比較具有多PRB PF3的新格式和減少的OCC,如圖1所示。圖1顯示,對(duì)于配置有32個(gè)載波的UE,假設(shè)TDD UL/DL configuration #2,調(diào)度的載波數(shù)小于5、從5到11和大于11的比率分別為[0.8、0.1、0.1]。這三種情況分別對(duì)應(yīng)于PF3、兩個(gè)PRB/三個(gè)OCC PF3和類(lèi)似PUSCH的格式。然后,可以嘗試假設(shè),通過(guò)使用這三種PUCCH格式,每個(gè)子幀調(diào)度的UE的比率幾乎為[0.8,0.1,0.1]?;诖吮嚷?,可以大致獲得每個(gè)PUCCH格式的每個(gè)子幀所需的PUCCH信道數(shù),如表1所示。然后,計(jì)算每個(gè)時(shí)隙的PUCCH-RB總數(shù),包括所有這三種格式,考慮到不同PUCCH格式化的多路復(fù)用,隨著每個(gè)子幀調(diào)度UE的數(shù)量增加,如圖2所示。由于多PRB PF3可以與PF3多路復(fù)用,但基于減少OCC的新格式不能與其他格式多路復(fù)用,因此多PRB PF3可以實(shí)現(xiàn)低PUCCH開(kāi)銷(xiāo)。



多PRB PF3對(duì)具有多個(gè)PRB的數(shù)據(jù)符號(hào)應(yīng)用單個(gè)DFT。然而,多PRB PF3的DMRS設(shè)計(jì)的不同選項(xiàng)會(huì)影響PAPR性能。
Option 1:相同的DMRS序列和每個(gè)PRB的相同循環(huán)移位。
Option 2:相同的DMRS序列和每個(gè)PRB的不同循環(huán)移位。
Option 3:長(zhǎng)度為K*12的單個(gè)DMRS序列,其中K是一個(gè)時(shí)隙中PRB的數(shù)量。
可以對(duì)由多個(gè)PUCCH格式3傳輸組成的多資源PF3進(jìn)行比較,該傳輸對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)的每個(gè)資源應(yīng)用一個(gè)DFT,例如,在多資源PF2為2-PRB的情況下,對(duì)一個(gè)PRB執(zhí)行一次DFT。對(duì)于多資源PF3,提供了在一個(gè)PRB中同時(shí)傳輸2個(gè)或3個(gè)正交覆蓋碼(OCC)的情況下的仿真結(jié)果,或在每個(gè)時(shí)隙中傳輸2個(gè)或者3個(gè)PRB的情況下在1個(gè)OCC上的仿真結(jié)果。這兩種情況都對(duì)不同的OCC信道采用不同的DMRS循環(huán)移位。

對(duì)于一個(gè)PRB中有多個(gè)OCC的多資源PF3和多個(gè)PRB有多個(gè)OCC的多源PF3方案的比較,一個(gè)PRB中有多OCC的多源PF3的PAPR略高于多個(gè)PRB中有多OCC的多資源PF3(0.3-0.4 dB)。對(duì)于多PRB PF3的Option 1,可以看到,考慮到不同PRB之間的重復(fù)DMRS,可以觀察到相當(dāng)高的PAPR。然而,多PRB PF3的Option 2比多資源PF3(具有多OCC)的PAPR低約1.2 dB。由于為多PRB DMRS生成了單個(gè)DMRS序列,Option 3實(shí)現(xiàn)了最低的PAPR,但與Option 2相比,增益并不顯著。如果使用99.99%PAPR的度量,Option 2的增益甚至可能大于多資源PF3。還請(qǐng)注意,如果使用立方公制(CM:Cubic Metric)的度量,上述比較的趨勢(shì)可能類(lèi)似。
基于上述仿真結(jié)果,方案2和方案3顯示了最佳的PAPR性能。選項(xiàng)2可以提供與傳統(tǒng)PF3和其他具有不同PRB數(shù)目的多PRB PF3傳輸?shù)腄MRS正交性,這允許在一個(gè)PRB和其他具有相同PRB數(shù)的多PRB PF3傳輸上使用傳統(tǒng)PF3進(jìn)行多路復(fù)用。選項(xiàng)3不能保持DMRS與傳統(tǒng)PF3和其他具有不同PRB數(shù)目的多PRB PF3傳輸?shù)恼恍?。因此,選項(xiàng)3不能用于需要與傳統(tǒng)PF3進(jìn)行多路復(fù)用的情況。然而,它實(shí)現(xiàn)了最低的PAPR,并且可以用于不需要與傳統(tǒng)PF3進(jìn)行多路復(fù)用的情況。
對(duì)于傳統(tǒng)PF3,在OCC擴(kuò)頻之后但在DFT操作之前,每個(gè)SC-FDMA符號(hào)執(zhí)行調(diào)制符號(hào)的頻域循環(huán)移位,以實(shí)現(xiàn)干擾隨機(jī)化。頻域循環(huán)移位值特定于小區(qū)和SC-FDMA符號(hào)。為了保持具有傳統(tǒng)PF3的多PRB PF3的正交性,以及在具有不同PRB數(shù)目的多PRB-PF3傳輸之間,應(yīng)考慮多PRB-PF3的小區(qū)特定頻域循環(huán)調(diào)制符號(hào)移位。