NR UL控制信道支持至少兩種傳輸方式，UL控制信道可以在短時間周期內傳輸和長時間周期內傳輸，如果使用跳頻，則頻率資源和跳頻可能不會擴展到載波帶寬。

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應該可以通過PUCCH攜帶不同的上行控制信息（UCI）類型，例如HARQ反饋、調度請求、CSI反饋（包括可能的波束相關信息）及其組合。此外，應能夠在UL控制符號內使用測深參考信號（SRS）復用PUCCH。

與LTE類似，NR支持PUCCH上的定期CSI報告。主要動機是減少非周期CSI報告中涉及的DL控制信道負擔。在LTE中，周期CSI反饋通常用作PDCCH鏈路自適應的基礎，并且由于在NR中DL控制信號預期是波束賦形的，因此這種周期CSI的重要性可能增加。DL控制信道容量可能成為有效系統(tǒng)運行的瓶頸之一，例如，當與數字RX子系統(tǒng)以及混合波束賦形架構一起運行時。

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對于下行，UE在頻域中由整數個RB組成的一個或多個“control subband”中監(jiān)視下行控制信息。將UL控制信令也限制為類似的UL控制子帶是有意義的。此類操作的動機包括前向兼容性、對射頻波束賦形的支持、對頻域ICIC的支持，以及UE復雜性和功耗考慮。

在LTE中，PUCCH數據和PUCCH DMRS之間的復用基于時分復用。這對于長PUCCH也是一個合理的選擇，至少在根據DFT-S-OFDM操作時是如此。另一方面，單載波限制可以被視為PUCCH設計的一個相當大的限制，特別是在短PUCCH的情況下。因此，NR會集中于針對CP-OFDM優(yōu)化的多路復用解決方案。

除TDM外，主要的復用方案有FDM、CDM和I/Q復用。FDM可以看作是CP-OFDM的一個有前途的選擇，它允許在子載波和功率域中優(yōu)化導頻/數據比。此外，由于FDM在時間上支持連續(xù)的參考信號，因此它對高多普勒具有魯棒性。圖1顯示了具有不同子載波數/PRB的FDM導頻結構。FDM方法也可以被視為最大化DL和UL控制信道之間公共性的一種方法。這可以將UL控制信道結構直接擴展到不同的D2D/Relay場景中。

PUCCH參考信號和PUCCH數據（符號內）之間的CDM可以通過循環(huán)移位分離實現。這種方法在PUCCH有效載荷方面的能力有限（因為它要求對PUCCH數據應用CDM）。另一方面，通過適當選擇序列，CDM可以提供與DFT-S-OFDM相當的立方度量。與QPSK調制數據相比，多序列調制的功率效率損失僅約為0.2 dB。

WCDMA中使用的I/Q多路復用是NR中UL控制和RS之間多路復用的另一個選項。它支持優(yōu)化功率域中的導頻/數據比，但由于符號速率在參考信號和控制數據之間平均分配，因此控制數據的符號速率有限。

FDM可用作在同一PRB內復用（不同UE）SRS和PUCCH的方法。原理如圖2a所示。在所考慮的示例中，每6個數據子載波用于SRS。CDM是另一個選項，圖2b中所示的場景對應于通過PUCCH的參考信號部分（通過循環(huán)移位分離）傳送SRS的情況，可能不需要在同一PRB內對同一UE復用SRS和PUCCH。背后的原因是PUCCH RS也可用于探測目的。

應該可以在PUCCH PRB內復用不同的UE。圖3所示的以下選項可以作為起點：

• 選項1：符號內無多路復用（PUCCH?Format 4）。

• 選項2:CDM基于CAZAC序列（PUCCH?Format 1/1a/1b、2/2a/2b），每個UE（每個符號）具有一個或多個循環(huán)移位。在考慮DMRS結構的情況下，每個PRB最多有6個循環(huán)移位可用。通過QPSK調制，每個循環(huán)移位最多可傳送兩個比特/符號。

• 選項3：符號內的CDM+FDM。與選項2相比，這提供了更大的有效負載，以減少復用容量為代價

• 選項4：時域正交覆蓋碼（PUCCH?Format 1/1a/1b，3），長PUCCH是主要用例。與選項2相比，僅此選項可提供更大的有效負載，此選項可以與選項1–選項3結合使用，以增加多路復用容量，同時降低有效負載。在圖3中的示例中，在CAZAC序列（選項2）的頂部應用具有兩個獨立序列（length-4和length-3）的正交覆蓋碼。

需要支持大范圍的不同PUCCH有效負載（從一位HARQ-ACK到數百個由HARQ-ACK和CSI組成的UCI位）和不同UCI類型的各種復用組合。

NR需要支持頻率分集機制。實現頻率分集的兩個主要選項是：

• 跳頻：與LTE中類似，UE在頻率上通過多個PRB組發(fā)送PUCCH（每個組由N個PRB組成），根據預定義的跳變模式，使得一次僅使用一個PRB組。NR最相關的跳頻方案是時隙級跳頻和符號級跳頻。

• 集群傳輸：UE在頻率上通過多個PRB組傳輸PUCCH（每組由N個PRB組組成），以便一次使用多個PRB組。

集群傳輸似乎是一種自然的選擇，至少對short PUCCH來說是如此。BS應能夠為每個PUCCH格式分別配置PRB組。

跳頻可以被視為長PUCCH的合理選擇，至少在根據DFT-S-OFDM操作時是如此。另一方面，單載波限制可以被視為PUCCH設計的一個相當大的限制，特別是在短PUCCH的情況下。由于短PUCCH和長PUCCH的設計更為協調，集群傳輸也應被視為長PUCCH的一種選擇。

PUCCH上的HARQ-ACK資源指示至少包括以下選項：

• 隱式資源指示（類似于LTE PUCCH?Format1a/b）

• 基于L1-DL信令的顯式資源指示

• 基于高層信令的顯式資源集指示與基于L1-DL信令的資源選擇相結合。（類似于LTE PUCCH?Format3中的ARI）

一般認為NR中不需要隱式資源分配。首先，隱式信令受到相對較高的PUCCH資源消耗的影響。此外，當系統(tǒng)引入新功能時，它的靈活性（向前兼容性）非常有限。例如，在LTE中引入對載波聚合、UL SU-MIMO、CoMP和EPDCCH的PUCCH支持時就是這種情況。因此，隱式信令可以看作是一種選項，它要么使調度器操作復雜化，要么在引入新特性時增加PUCCH開銷。

顯式信令具有充分的靈活性。此外，它可以為PUCCH提供頻域調度增益，特別是在TDD的情況下。這可以以增加的下行信令開銷為代價，為上行控制信道提供可觀的鏈路預算改進。最后，顯式高層信令與動態(tài)資源選擇相結合可以提供合理的（可伸縮的）信令開銷。

基于以上討論，與LTE相比，基于CP-OFDM的PUCCH設計可以進一步提供改進性能或功能的某些機會。這些措施包括：

1.?使用PUCCH數據調整PUCCH參考信號功率的機會。

2.?改進了對高UE速度的支持（例如，以時間連續(xù)參考信號的形式）

3.?在PUCCH上同時傳輸不同UCI格式的機會（也包括SRS）

4.?使用每個UE的多個循環(huán)移位（相同或不同的prb）進行序列調制的有效載荷擴展的機會

·一個符號持續(xù)時間內頻率分集的機會。

這些好處具有最大的潛力，尤其是在短PUCCH的情況下。

在UL控制信道設計中還需要考慮基站中使用的波束賦形架構。在有限數量的RF波束并行情況下運行的混合波束賦形的典型特征是，波束一次只能覆蓋部分小區(qū)覆蓋，如圖4所示。在此示例中基站具有一次形成2個RF波束的能力。波束越窄，UE共享同一波束的數量就越少，因此，鑒于可用的高精度和大帶寬TXRU的數量較少，復用容量將受到TXRU數量的限制。

考慮到上行控制信道接收，并考慮到硬件限制，每個時隙應該可以配置多個UL控制符號，如圖5所示。應該有機會在連續(xù)的UL控制符號之間進行RF波束切換。另一方面，如果每個符號的復用UE的數量很?。ㄓ捎谟布拗疲?，則每個UE可以在頻率上占用大量資源元素。

當使用數字波束賦形體系結構或數字接收子系統(tǒng)與主混合接收系統(tǒng)一起工作時，基站可以利用足夠高的陣列增益和高的DoA分辨率能力一次性處理整個扇區(qū)的PUCCH。數字波束賦形體系結構得益于以下設計原則：

• UL控制信號和解調RS的傳輸帶寬明顯小于系統(tǒng)帶寬

• 窄帶控制信號和其他/寬帶信號之間的高效多路復用（可能使用混合架構接收）。