5G/NR 上行免授權

今天我們來掰扯掰扯5G/NR中的“上行免授權”，它其實就如同LTE中的半靜態排程，只是穿上了一件新的衣衫而已，當然它也有它的不同。

上行免授權(非動態排程)就是指gNB透過啟用一次上行授權給UE，在UE不收到去啟用的情況下，將會一直使用第一次上行授權所指定資源進行上行傳輸，其有兩種傳輸型別：

配置授權type 1：由RRC透過高層信令進行配置(IE ConfiguredGrantConfig);

配置授權type 2：由DCI進行指示上行免授權的啟用和去啟用，其需要的引數由IE ConfiguredGrantConfig進行配置，但是需要由DCI啟用時才進行使用。

配置授權type 1和type 2根據IE ConfiguredGrantConfig中欄位rrc-ConfiguredUplinkGrant進行區別，如果該欄位配置，則為配置授權type 1，如果該域未被配置，則為配置授權type 2，其IE ConfiguredGrantConfig詳細配置如圖1所示。

圖1 IE ConfiguredGrantConfig配置示意圖

從圖1中可以看出，如果上行免授權配置型別為type 1，則rrc-ConfiguredUplinkGrant中的引數全為type 1需要的引數，其包括：時域資源、頻域資源、調製編碼方案()、天線埠、SRS資源指示、解調參考訊號(DM-RS)等相關引數。除此之外，IE ConfiguredGrantConfig也包含了type 1和type 2需要的公共引數，如：週期(periodicity)、HARQ程式數(nrofHARQ-Processes)、功控、重複次數(repK)、重複的冗餘版本(repK-RV)等上行傳輸時需要的全部引數。

同時，對於type 2而言，可以看出，除了type 1和type 2需要的公共引數，其並沒有配置時域資源、頻域資源，調製編碼方案()等相關引數，那麼UE從哪裡得到這些引數?從上文可知，配置授權type 2由DCI進行啟用，因此對於type 2，當UE收到rrc-ConfiguredUplinkGrant中配置的與type 1和type 2所需要的公共引數後，不會立即進行上行傳輸，只有當UE收到由CS-RNTI加擾的DCI指示啟用，並會攜帶時域資源、頻域資源，調製編碼方案(IMCS)等相關引數，UE才會進行type 2的上行免授權傳輸。

如果高層沒有在上行免授權所分配的資源上傳輸TB，則UE不會在配置的GrantConfig配置的資源上傳送任何內容。

對於兩種配置授權型別，其有公共配置引數“periodicity”，因此兩種配置型別一旦被啟用，則UE會週期在PUSCH上傳送上行資料：

對於配置授權type 1，其週期公式如下所示：

[(SFN × numberOfSlotsPerFrame × numberOfSymbolsPerSlot) + (slot number in the frame × numberOfSymbolsPerSlot) + symbol number in the slot] =

(timeDomainOffset × numberOfSymbolsPerSlot + S + N × periodicity) modulo (1024 × numberOfSlotsPerFrame × numberOfSymbolsPerSlot), for all N >= 0.

對於配置授權type 2，其週期公式如下所示：

[(SFN × numberOfSlotsPerFrame × numberOfSymbolsPerSlot) + (slot number in the frame × numberOfSymbolsPerSlot) + symbol number in the slot] =

[(SFNstart time × numberOfSlotsPerFrame × numberOfSymbolsPerSlot + slotstart time × numberOfSymbolsPerSlot + symbolstart time) + N × periodicity] modulo (1024 × numberOfSlotsPerFrame × numberOfSymbolsPerSlot), for all N >= 0.

其中SFN start time、slot start time、symbol start time分別表示PUSCH的第一次傳輸時機(配置上行授權初始化或重新初始化時)的系統幀號、時隙、符號。

從圖1中可以看出，上行免授權的上行資料傳輸週期最小為2個符號。假定子載波間隔為15KHz，那麼1 slot = 14 symbol，如果上行免授權週期配置為2 symbol，則在1 slot中UE會進行7次上行傳輸，如果週期配置為14 symbol，則UE會在每個上行slot都會進行上行傳輸。上行免授權週期一旦配置被啟用，UE就會一直在週期點進行上行傳輸(除非去啟用)，而不需要像動態分配上行資源一樣，每次都需要DCI進行指示，這樣可節省UE傳送SR、BSR以及gNB透過上行DCI進行資源指示的空口傳輸時間，因此上行免授權較適應於低時延場景。

重複傳輸可以提高傳輸的可靠性，可帶來增益，在eMTC和NB-IoT中已採用重複的形式，以便帶來增益。而在上行免授權傳輸也支援了重複傳輸，其重複傳輸的次數透過IE ConfiguredGrantConfig中type 1和type 2公用引數repK進行配置。IE ConfiguredGrantConfig中引數repK和repK-RV定義了傳輸TB的K次重複，以及應用於重複的冗餘版本模式。如果在ConfiguredGrantConfig中沒有配置引數repK，則具有配置授權的上行傳輸的冗餘版本應設定為0。否則，低於k次重複傳輸中的第n(n = 1,2,...,K)次傳輸時機，其所關聯的RV與配置的RV序列中的­(mod(n-1, 4) + )^th值所關聯。

由於引數repK-RV可指示三種RV模式，則重複傳輸TB的初始傳輸的RV可能起始於：

-如果配置的RV序列是{0,2,3,1}，則TB的初始傳輸的RV起始於K次重複的第一個傳輸時機;

-如果配置的RV序列是{0,3,0,3}，則TB的初始傳輸的RV可以起始於K次重複任意一個關聯了RV = 0的傳輸時機;

-如果配置的RV序列是{0,0,0,0}，若K = 8，則TB的初始傳輸的RV可以起始於K次重複內除最後一個傳輸時機的其他任意傳輸時機;若K = 2、4，則TB的初始傳輸的RV可以起始於K次重複的任意傳輸時機。

對於任何RV序列，重複應在傳送K個重複之後終止，或者在週期P內的K個重複之間的最後一個傳輸時刻，在DCI format 0_0或0_1排程具有相同HARQ程式的另一個PUSCH的符號處終止，三者以先到者為準。UE配置的K次重複傳輸的持續時間不會被配置大於週期P的持續時間。

對於具有配置授權type 1和type 2 PUSCH傳輸，當UE配置引數repK > 1時，UE應在K個傳輸時機上重複傳送相同TB K次，其中K個傳輸時機位於一個週期內連續的K個時隙。如果UE確定某個時隙上被配置用於傳送PUSCH的符號為下行符號，則UE取消在該時隙上的PUSCH傳輸。