Bảng 3.7 : Các băng tần số hoạt động của Phiên bản 16 NR trong FR2
3.2 LỚP VẬT LÝ
3.2.3 Kênh và tín hiệu đường xuống
Các kênh và tín hiệu DL được truyền bởi các gNB đến một hoặc nhiều UE ở chế độ phát quảng bá hoặc phát đơn hướng và được được định nghĩa trong Phiên
Kênh chia sẻ đường xuống vật lý (PDSCH).
Kênh quảng bá vật lý (PBCH).
Kênh điều khiển đường xuống vật lý (PDCCH)
Các chức năng ở trên giống như trong LTE. Đó là PDSCH mang dữ liệu dị tìm DL và các bản tin quảng bá hệ thống, PBCH mang thông tin quan trọng cần thiết để truy cập vào tế bào và PDCCH mang thông tin lập lịch cho phép UE xác định vị trí PDSCH của nó. Trong NR, PDCCH cũng có thể truyền tải các bản tin tìm gọi ngắn khơng liên quan đến PDSCH. Trong NR kênh chỉ số ARQ lai vật lý LTE (PHICH) cho phản hồi HARQ UL và kênh chỉ số định dạng điều khiển vật lý LTE (PCFICH) không cịn xuất hiện. Điều này là do HARQ UL khơng cịn đồng bộ trong NR (khơng giống như mối quan hệ thời gian n + 4 trong FDD LTE, trong đó PUSCH được truyền trong khung con n là ACKed/NACKed qua PHICH trong khung con DL n + 4), do đó khơng cần PHICH. Hơn nữa, PCFICH được sử dụng để chỉ ra số lượng symbol miền thời gian của vùng điều khiển LTE (PDCCH/PHICH) trên mỗi khung con, trong khi PDCCH NR được truyền trong tập tài nguyên điều khiển được cấu hình (CORESET), điều này có thể linh hoạt hơn trong việc phân bổ tài ngun và do đó CORESETs được cấu hình rõ ràng cho UE.
Các tín hiệu vật lý đường xuống sau đây được xác định:
Tín hiệu tham chiếu giải điều chế (DM-RS).
Tín hiệu tham chiếu theo dõi pha (PT-RS).
Tín hiệu tham chiếu thơng tin trạng thái kênh (CSI-RS).
Tín hiệu đồng bộ sơ cấp (PSS).
Tín hiệu đồng bộ thứ cấp (SSS).
Với việc ngoại trừ PT-RS (như đã thảo luận cho UL), các tín hiệu cịn lại có chức năng tương tự như trong LTE. DM-RS được bao gồm trong truyền dẫn PDSCH, PBCH và PDCCH cho mục đích giải điều chế, CSI-RS được sử dụng để ước lượng CSI DL và tạo các bản CSI được đưa trở lại gNB và cùng PSS/SSS chỉ ra ID tế bào vật lý NR và được sử dụng để phát hiện và thu nhận tế
bào. Tín hiệu tham chiếu đặc trưng của tế bào (CRS) từ LTE truyền qua băng thơng sóng mang đã bị xóa khỏi NR do việc truyền CRS liên tục trong mỗi khung con LTE DL thì khơng phù hợp với lưu lượng dạng cụm và gây ra nhiễu không cần thiết cho các tế bào khác. PSS và SSS NR là đặc trưng của tế bào, trong khi các tín hiệu cịn lại là đặc trưng của UE.
Hình 3.6. Truyền dẫn tín hiệu tham chiếu, điều khiển, dữ liệu đường xuống trong sóng mang 40-MHz với khoảng cách sóng mang con là 30-MHz. Một
ví dụ truyền dẫn DL qua hai khe chứa một số kênh và tín hiệu trên và giả sử khoảng cách sóng mang con OFDM 30 kHz được mơ tả trong Hình 3.6.
3.2.3.1 Các kênh dữ liệu và điều khiển
Sau khi chuyển sang trạng thái RRC_CONNECTED, các UE phải theo dõi và giải mã PDCCH để nhận được thông tin lập lịch cho PDSCH. UE giám sát một tập các khả năng của PDCCH trong một hoặc nhiều bộ tài nguyên điều khiển (CORESET) trên BWP DL đang hoạt động của mỗi tế bào dịch vụ được cấu hình (ví dụ: nhiều tế bào dịch vụ trong trường hợp kết hợp sóng mang). Các khơng gian tìm kiếm PDCCH khác nhau (khơng gian chung hoặc khơng gian riêng biệt) có thể được định nghĩa trong một CORESET, trong đó UE tìm kiếm các khả năng PDCCH khác nhau. Như trong LTE, các khả năng PDCCH khác nhau (và được liên kết với định dạng DCI) tương ứng với thơng tin hệ thống (khơng gian tìm kiếm chung), thơng tin điều khiển cơng suất (khơng gian tìm kiếm chung), chỉ số định dạng khe (SFI) (khơng gian tìm kiếm chung) hoặc thơng tin lập lịch DL và UL (khơng gian tìm kiếm UE riêng biệt). Một UE có thể cấu hình tối đa 40 khả năng PDCCH (tối đa 10 khơng gian tìm kiếm trên mỗi
BWP). Danh sách các định dạng DCI được hỗ trợ trong Phiên bản 15 được thể hiện trong bảng 3.3.
Tài nguyên CORESET được báo hiệu bởi các lớp cao hơn và tối đa ba CORESET có thể được cấu hình trên mỗi BWP DL trong một tế bào dịch vụ, bao gồm tối đa 12 CORESET trên mỗi tế bào dịch vụ. Tài nguyên miền tần số trong CORESET có thể là liền kề hoặc khơng liền kề, trong khi tài nguyên miền thời gian trải dài 1-3 symbol OFDM liên tiếp. Do đó, CORESETs vượt trội hơn nhiều so với vùng điều khiển PDCCH LTE, trải rộng băng thơng sóng mang và ln chiếm các symbol 1-4 đầu tiên của khung con DL.
Khi định dạng DCI biểu thị thông tin lập lịch cho PDSCH (định dạng 1_0 hoặc định dạng 1_1) đã được phát hiện trong PDCCH, UE có thể xác định tài nguyên tần số-thời gian thích hợp của PDSCH và BWP tương ứng hoặc tế bào dịch vụ tương ứng trong trường hợp CA từ DCI.
Phân bố tài nguyên trên miền tần số của PDSCH có thể thuộc loại 0 và loại 1, định dạng DCI 1_0 tự động kéo theo phân bố loại 1 được sử dụng.
Bảng 3.3: Các định dạng DCI Phiên bản 15.
Định dạng DCI Mục đích
0_0 Lập lịch cho PUSCH trong một tế bào 0_1 Lập lịch cho PUSCH MIMO trong một tế bào 1_0 Lập lịch cho PDSCH trong một tế bào 1_1 Lập lịch cho PDSCH MIMO trong một tế bào 2_0 Cho biết định dạng khe của một nhóm UEs 2_1 Cho biết symbol(s) và PRB(s) của một nhóm tế bào nơi
mà UE có thể giả sử việc truyền dẫn là dành cho UE 2_2 Truyền dẫn các lệnh TPC cho PUCCH và PUSCH 2_3 Truyền dẫn một nhóm các lệnh TCP cho truyền dẫn SRS
bằng một UE hoặc nhiều hơn.
Sự chuyển đổi giữa các loại phân bố có thể được thực hiện thơng qua DCI nếu được đảm bảo. Tương tự như phân bố tần số PUSCH, loại 0 truyền tải một
khối tài nguyên ảo DL bắt đầu và độ dài theo các VRB xen kẽ hoặc khơng xen kẽ được phân bố liên tiếp. Do đó, NR loại 0 tương tự như phân bổ DL loại 0 LTE, trong khi NR loại 1 tương ứng với phân bổ DL loại 2 LTE.
Phân bố tài nguyên trên miền thời gian của PDSCH tương tự như phân bố cho PUSCH. DCI biểu thị khe, chỉ số bắt đầu và độ dài SLIV trong khe đó hoặc trực tiếp là symbol bắt đầu S và độ dài phân bố L trong các symbol liên tiếp bắt đầu từ S, trong đó một sư bù khe K0 từ khe mang DCI được sử dụng để trỏ đến khe PDSCH. Bốn bit trong phép gán miền thời gian trong DCI được sử dụng để trỏ đến một chỉ số hàng của bảng mặc định hoặc được cấu hình để truyền tải thơng tin bù khe K0, SLIV hoặc (S, L) và loại ánh xạ PDSCH (loại A hoặc loại B). Loại ánh xạ PDSCH xác định symbol bắt đầu S cũng như vị trí của các symbol DM-RS.
gNB có thể ưu tiên truyền dẫn PDSCH đang hoạt động đến một UE với truyền dẫn nhạy cảm với trễ tới một UE khác. gNB có thể cấu hình các UE để theo dõi các dấu hiệu truyền dẫn bị gián đoạn bằng cách sử dụng INT-RNTI trên PDCCH. Nếu một UE nhận được dấu hiệu truyền dẫn bị gián đoạn, UE có thể cho rằng khơng có thơng tin hữu ích nào cho UE đó được mang theo bởi các phần tử tài nguyên có trong dấu hiệu, ngay cả khi một số phần tử tài nguyên đó đã được lập lịch tới UE. Ngồi ra, với lập lịch bán kiên trì (SPS) thì gNB có thể phân bổ tài nguyên đường xuống cho các lần truyền dẫn HARQ ban đầu tới các UE: RRC định nghĩa tính chu kỳ của các phép gán đường xuống được cấu hình trong khi PDCCH gửi đến CS-RNTI có thể báo hiệu và kích hoạt phép gán đường xuống được cấu hình hoặc hủy kích hoạt nó. Đó là một PDCCH được gửi tới CS-RNTI chỉ ra rằng việc gán đường xuống có thể tái sử dụng hoàn toàn theo chu kỳ được xác định bởi RRC cho đến khi bị hủy kích hoạt.
PBCH cùng với PSS và SSS tạo thành một khối SS/PBCH (SSB) rất quan trọng đối với truy cập ban đầu, như đã thấy ở đầu mục 2.1. Trong miền thời gian, một khối SS/PBCH bao gồm 4 symbol OFDM là PSS symbol 0, SSS symbol 2, PBCH và DM-RS trải đều trên các symbol 1, 2, 3. Trong miền tần số, SSB bao gồm 240 các sóng mang con liên tiếp trong đó PSS và SSS chiếm ở
giữa 127 sóng mang con trong symbol 0 và 2, trong khi PBCH/DM-RS trải trên 240 sóng mang con trong symbol 1 và 3, 96 sóng mang con ở rìa trong symbol 2 và các sóng mang con DM-RS được xác định bằng ID tế bào. ID tế bào có thể lấy một trong 1008 giá trị tồn tại và được suy ra từ PSS (ba chuỗi tồn tại) và SSS (336 chuỗi tồn tại). TTI PBCH được đặt thành 80 ms như trong LTE.
3.2.3.2 Các tín hiệu tham chiếu
PT-RS và DM-RS cho PDSCH và DM-RS cho PDCCH được đặt trong các khối tài nguyên được phân bố cho các kênh đó, trong khi vị trí của DM - RS cho PBCH trong SSB đã được đề cập trong phần 3.2.3.1. Việc tiếp nhận PT-RS DL được cấu hình bởi các lớp cao hơn và mật độ miền thời gian và tần số tuân theo các quy tắc tương tự như UL.
Có một symbol DM-RS PDSCH trên mỗi khe hoặc hai trong các symbol OFDM liên tiếp trong một khe. Có thể tạo tối đa bốn symbol DM-RS trên mỗi khe trong miền thời gian cho các trường hợp UE tốc độ cao. Các phần tử tài nguyên của symbol DM-RS này nằm rải rác trên các sóng mang con khác nhau theo hai loại cấu hình. Trong cấu hình loại 1, các symbol DM-RS được chèn vào hai sóng mang con trong PDSCH. Trong cấu hình loại 2, các symbol DM-RS được chèn vào năm sóng mang con trong PDSCH. Đối với PBCH và PDCCH, các symbol DM-RS được chèn vào bốn sóng mang con theo tần số.
Các UE có thể được cấu hình với nhiều tập tài nguyên CSI-RS để ước lượng kênh DL, các phép đo đạc RRM xen kẽ và các phép đo nhiễu. Các cấu hình tài nguyên CSI-RS là UE riêng biệt, nhưng nhiều người dùng cũng có thể chia sẻ cùng một tài nguyên với sự trợ giúp của ghép kênh phân chia theo mã (CDM) của CSI-RS. CSI-RS có thể là tuần hồn với một chu kỳ đã định trước hoặc khơng theo chu kỳ nơi mà nó được chỉ ra bởi DCI xuất hiện trong một khe tiếp theo. Tài nguyên miền thời gian và miền tần số của mỗi tài nguyên CSI được cấu hình bởi các lớp cao hơn và bất kỳ symbol nào trong một khe đều có thể được sử dụng cho CSI-RS, là băng thông rộng hoặc băng tần một phần.
3.2.3.3 Phương pháp truyền dẫn
Trình tự xử lý lớp vật lý cho truyền dẫn PDSCH được thể hiện trong Hình 3.7. Tương tự như LTE, các hoạt động quan trọng bao gồm mã hóa sửa lỗi, tương thích tốc độ, điều chế, ánh xạ tới tài nguyên vật lý và q trình xử lý đa ăng-ten.
Mã hóa sửa lỗi PDSCH dựa trên các mã LDPC mã tuần hồn tương thích tốc độ. Các bit PDSCH và PDCCH được mã hóa thì được xáo trộn với sự kết hợp của ID UE riêng biệt và ID tế bào trước khi điều chế. Các định dạng điều chế PDSCH được hỗ trợ là QPSK, 16 QAM, 64 QAM và 256 QAM, với MCS được chỉ ra bởi DCI cho PDSCH được lập lịch động. PDCCH sử dụng mã hóa phân cực dựa trên các chuỗi lồng nhau và chỉ điều chế QPSK cho độ hiệu quả.
Hình 3.7. Chuỗi xử lý lớp vật lý PDSCH.
Về khả năng MIMO, các symbol PDSCH của một từ mã đơn được ánh xạ trên một đến bốn lớp khơng gian. Một PDSCH có thể có hai từ mã và truyền dẫn lên đến tám lớp. Các lớp không gian được ánh xạ tới các cổng ăng ten theo một cách độc lập cụ thể, do đó các hoạt động định dạng chùm tia tùy ý hoặc tiền mã hóa MIMO có thể được thực hiện bởi gNB theo cách trong suốt đối với UE. DMRS và PDSCH tương ứng được truyền bằng cách sử dụng cùng một ma trận tiền mã hóa và UE khơng cần biết ma trận tiền mã hóa để giải điều chế việc
truyền dẫn. Máy phát có thể sử dụng ma trận tiền mã hóa khác nhau cho các phần khác nhau của băng thơng truyền dẫn, dẫn đến tiền mã hóa chọn lọc tần số. Trái ngược với PDSCH, mơ hình lớp vật lý cho truyền dẫn PBCH được đặc trưng bằng cách cố định, được định trước định dạng vận chuyển, như trong Hình 3.8. Mã hóa sửa lỗi cho PBCH dựa trên mã hóa phân cực và điều chế được cố định đối với QPSK. Khơng có quy trình xử lý đa ăng-ten đặc biệt nào được thực hiện để đơn giản hóa việc thu nhận tế bào ban đầu của các UE.
Cận cùng vị trí (QCL) là một khái niệm quan trọng để thu các tín hiệu và kênh tham chiếu DL. Về mặt kỹ thuật, hai cổng ăng ten NR được gọi là cận cùng vị trí nếu các thuộc tính quy mơ lớn của kênh mà symbol trên một cổng ăng ten được truyền có thể được suy ra từ kênh có symbol trên cổng ăng ten khác được truyền tải. Các thuộc tính quy mơ lớn bao gồm một hoặc nhiều độ trễ lan truyền, độ trễ Doppler, độ dịch chuyển Doppler, mức tăng trung bình, độ trễ trung bình và các tham số Rx khơng gian, như trong bảng 3.4. Trong thực tế, UE thường cần tính tốn các số liệu thống kê bậc hai của kênh DL để lọc tín hiệu nhận được.
Tuy nhiên, một số tín hiệu tham chiếu DL có thể khơng được truyền thường xuyên để thu thập các số liệu thống kê này. Trong các trường hợp như vậy, nếu hai RSs là QCL thì UE có thể suy ra một số thuộc tính thống kê nhất định từ một RS và áp dụng nó vào xử lý q trình nhận của một RS khác và kênh dữ liệu hoặc điều khiển liên quan của nó.
Ví dụ, một UE có thể được cấu hình tối đa chỉ số cấu hình truyền dẫn (TCI) là M - Các cấu hình để giải mã PDSCH theo PDCCH được phát hiện với DCI dành cho UE và tế bào dịch vụ đã cho, trong đó M phụ thuộc vào khả năng UE
maxNumberActiveTCI-PerBWP. Mỗi trạng thái TCI chứa các tham số để cấu
hình cận cùng vị trí giữa một hoặc hai tín hiệu tham chiếu đường xuống và các cổng DM-RS của PDSCH. Cận cùng vị trí được cấu hình bởi tham số lớp cao hơn qcl-Type1 cho RS DL đầu tiên và qcl-Type2 cho RS DL thứ hai (nếu được cấu hình). Đối với trường hợp có hai RS DL, các loại QCL sẽ không giống nhau,
bất kể sự tham chiếu là RS DL là giống nhau hoặc RSs DL khác nhau. Các kiểu định vị gần đúng tương ứng với mỗi RS DL được đưa ra bởi tham số lớp cao hơn QCL-Type và được tóm tắt trong bảng 3.4.