NRPUCCH（一）

這個系列介紹NR的PUCCH（PhysicalUplinkControlChannel），物理上行控制信道。和PDCCH（PhysicalDownlinkControlChannel，物理下行控制信道）相對應，PUCCH用于UE向gNB傳輸UCI（UplinkControlInformation，上行控制信息）。相比而言，UCI成分比DCI（DownlinkControlInformation，下行控制信息）復雜一些，包括3種類型：HARQ-ACK（DL-SCH的HARQ反饋）、SR（SchedulingRequest，調(diào)度請求）和CSI（ChannelStateInformation，PDSCH的信道狀態(tài)信息）。DCI只在PDCCH傳輸，UCI則沒這么“專一”（一腳踏兩船）。理論上，UE在同一載波（同一功放）同時發(fā)送PUCCH和PUSCH是可能的，但這對UE的功放要求太高。因而，和LTE相同，在NR（R15）中，UE不能在同一載波同時發(fā)送PUCCH和PUSCH。如果UE在發(fā)送UL-SCH同時發(fā)送UCI，將“數(shù)據(jù)”（UL-SCH）和“控制”（UCI）進行“復用”（Multiplexing），通過PUSCH傳輸，詳見3GPPTS38.212的6.2.7章節(jié)（DataandControlMultiplexing）和3GPPTS38.213的9.3章節(jié)（UCIReportinginPhysicalUplinkSharedChannel）。理想的情況是，在接收側，gNB對PUSCH傳輸?shù)摹皵?shù)據(jù)”（UL-SCH）和“控制”（UCI）進行“解復用”，就可以恢復相應的信息。不過，這里有一個小問題，如果UCI是HARQ-ACK類型，由于PDSCH是gNB調(diào)度的，gNB對于接收HARQ-ACK是有預期的，但UE有可能沒有檢測到下行調(diào)度（PDCCH）的DCI，沒有發(fā)送對應的HARQ-ACK，如果PUSCH速率匹配（RateMatching）依賴于UCI（HARQ-ACK）是否發(fā)送，數(shù)據(jù)可能會整體解碼失敗。（引用自愛立信的《5GNRTheNextGenerationWirelessAccessTechnology》）

在LTE中，規(guī)避方法是對編碼后的UL-SCH流進行打孔，預留位置給HARQ-ACK，無論HARQ-ACK是否發(fā)送，都不會影響其他數(shù)據(jù)解碼。在NR中，由于CA（CarrierAggregation）和CBG（CodeBlockGroup）傳輸?shù)纫蛩?，HARQ-ACK碼本可能很大（特別是，使用靜態(tài)碼本的話）。因而，NR只為1或2位HARQ-ACK預留打孔（UCIcarryingHARQ-ACKfeedbackwith1or2bitsismultiplexedbypuncturingPUSCH）——如果HARQ-ACK位數(shù)大于2，還是采用速率匹配方式（InallothercasesUCIismultiplexedbyratematchingPUSCH），同時gNB通過DCI0_1（上行調(diào)度）的DAI（DownlinkAssignmentIndicator）指示PUSCH預留給HARQ-ACK的資源，詳見3GPPTS38.213（Type2HARQ-ACKcodebookinphysicaluplinksharedchannel）。SR不會通過PUSCH傳輸。SR的作用，就是請求調(diào)度上行資源（PUSCH），如果UE已經(jīng)獲得ULGrant（PUSCH），應該在PUSCH發(fā)送“數(shù)據(jù)”（UL-SCH），或發(fā)送BSR（BufferStatusReport，緩存狀態(tài)報告）請求分配更多資源（為了避免浪費，gNB第一次分配的資源可能只夠發(fā)送BSR）。這里暫時忽略PUSCH傳輸UCI的場景，重點關注PUCCH。

HARQACK、SR和CSI可能“單獨”通過PUCCH傳輸，不同類型的UCI對應的PUCCH資源不同。在“機緣巧合”的情況下，HARQACK、SR和CSI也可能“合并”通過PUCCH傳輸。HARQACK詳見3GPPTS38.2139.2.3（UEProcedureforreportingHARQ-ACK）；SR詳見3GPPTS38.2139.2.4（UEProcedureforreportingSR）；HARQ-ACK+SR或CSI+SR詳見3GPPTS38.213（UEProcedureformultiplexingHARQ-ACKorCSIandSRinaPUCCH）；HARQ-ACK+SR+CSI詳見3GPPTS38.213（UEProcedureformultiplexingHARQ-ACK/SR/CSIinaPUCCH）。這些章節(jié)包含很多偽代碼，以后有時間再解讀。

不同類型的UCI優(yōu)先級是不同的，在PUCCH資源無法滿足時，優(yōu)先級低的UCI會被無情的拋棄，即使UCI都能擠進PUCCH，優(yōu)先級高的UCI也會占據(jù)較好的位置，比如第一個DM-RS之后的OFDM符號（獲得較好的解調(diào)性能）?？偟膩碚f，優(yōu)先級排序是這樣的：HARQ-ACK>SR>CSI。如果把gNB和UE想象成“老板”和“下屬”，大概是這么回事：HARQ-ACK最重要（老板問你話呢，還不趕緊回答——不回答就不給UE新的下行數(shù)據(jù)），SR第二重要（老板，我有一個請求——如果gNB沒有上行調(diào)度，UE在下一個時機繼續(xù)請求），CSI最不重要（老板，有份報告請您過目——gNB會參考一下，但不一定采納，包括CQI、RI和PMI）。

下面重點轉(zhuǎn)到PUCCH。考慮到以下幾個原因，NR需要設計多種PUCCH格式來傳輸UCI：1、不同類型的UCI大小不同，對特定的UE來說，SR（通常）只需要1位，HARQ-ACK可能有1位或多位，而CSI可能很大，同時各類UCI可能“單獨”或“組合”發(fā)送，需要適應不同“載荷”的PUCCH；2、為了減少PUCCH開銷，不同UE可能復用同一PUCCH（時頻資源），需要通過CyclicShift、OCC等進行區(qū)分；3、不同業(yè)務對時延和可靠性的需求不同，需要不同長度的PUCCH。NR共有5種PUCCH格式（PUCCHformat），根據(jù)PUCCH符號數(shù)量，又可分為2種類型：ShortPUCCH（短格式PUCCH）和LongPUCCH（長格式PUCCH）。PUCCHformat0、2為ShortPUCCH，符號數(shù)量為1~2；PUCCH1、3、4為LongPUCCH，符號數(shù)量為4~14。ShortPUCCH更適用于低時延業(yè)務，因為UE可以更快的響應。同時，UE可以在同一時隙發(fā)送2個PUCCH，但其中一個PUCCH必須為ShortPUCCH，且只有一個PUCCH可以攜帶HARQ-ACK。

有意思的是，對一個UE而言，并不是“長”PUCCH攜帶UCI位數(shù)就多，因為“長”和“短”只是描述了PUCCH的“時域”特征，還要關注PUCCH的“頻域”和“碼域”。實際上，即使只考慮“時域”，PUCCH符號數(shù)量也不和“載荷”大小對應，舉個例子，對于PUCCHformat0來說，1個符號和2個符號的“載荷”大小是一樣的（復用容量也是一樣的），多用1個符號只會增加可靠性。

PUCCHformat0、2攜帶最多2位UCI，PUCCHformat1、3、4攜帶大于2位UCI。PUCCHformat1在“時域”上雖然“長”，但在“頻域”上只有1RB，支持多個（84或36）UE復用，“載荷”反而較小；PUCCHformat2在“時域”上雖然“短”，但在“頻域”上可以配置多個RB，且不支持多個UE復用，“載荷”反而較大。根據(jù)3GPPTS38.3005.3.3（Physicaluplinkcontrolchannel）描述，PUCCHformat0、1適合于“小載荷”，PUCCHformat2、3適合于“大載荷”，PUCCHformat4適合于“中載荷”。相應的，UE根據(jù)“載荷”大小選擇PUCCH資源集（PUCCHResourceSet）和PUCCH格式，這部分大概會在最后和RRC配置一起講。PUCCHformat0和1的“載荷”較小，可直接通過低峰均比序列（LowPARASequence）的循環(huán)移位（CyclicShift）攜帶（UCI）信息。PUCCHformat2、3、4的“載荷”較大，需要對UCI進行信道編碼（ChannelCoding）。如果UCI+CRC（循環(huán)冗余碼，如果存在的話）位數(shù)為3~11，信道編碼使用ReedMullerCode，如果UCI+CRC位數(shù)大于11，信道編碼使用PolarCode。（示圖省略了DFT、OCC和Block-wiseSpreading部分）

這個系列是《NR上行物理信道（PUCCH/PUSCH）簡析V2.0》（作者孫老師，發(fā)表于“春天工作室”公眾號，推薦各位讀者關注）的學習心得，提供給和我一樣的小白參考。本系列同時參考了ShareTechNote的《5G/NR-PUCCH》、金輝老師的《深入理解LTE-A》、愛立信的《5GNRTheNextGenerationWirelessAccessTechnology》和人民郵電出版社的《5G空口特性與關鍵技術》。部分示圖引用自上述資料，為了風格的一致性，我重新繪制并做了修改（也可能引入了一些錯誤）。NRPUCCH（二）這一篇繼續(xù)談NRPUCCH的總體特征，包括時頻資源、跳頻（FrequencyHopping）、重復發(fā)送（PUCCHRepetition）、調(diào)制（Modulation）、復用（Multiplexing）和波束賦形（Beamforming）等。如果忽略“跳頻”，1個PUCCH就是“時頻平面”上的一個矩形，可以通過4個屬性描述——“時域”的startingsymbol（起始符號）和nrofsymbols（符號數(shù)量）；以及“頻域”的startingPRB（起始PRB）和nrofPRBs（PRB數(shù)量）。

在“時域”上，在LTE中，PUCCH資源分配粒度是時隙（且固定為1個時隙）；在NR中，PUCCH資源分配粒度是符號。在NR中，Startingsymbol的參考點是時隙（Slot）的開始。PUCCH包含在一個時隙中，即Startsymbol+nrofsymbols<=14。對于ShortPUCCH，nrofsymbols為1~2，最小為1，startsymbol為0~13（14–1=13）；對于LongPUCCH，nrofsymbols為4~14，最小為4，startsymbol為0~10（14–4=10）。在“頻域”上，在LTE中，PUCCH總是分布在帶寬邊緣（為PUSCH預留中間的資源），在NR中，PUCCH分布則靈活很多。startingPRB的參考點是激活BWP的下邊界（PRB#0）。PUCCHformat0、1、4的nrofPRBs都是1RB，只有PUCCHformat2、3可以配置為MRB，1<=M<=16。對于PUCCHformat3，由于處理過程包含“DFT預編碼”（TransformPrecoding），必須滿足M=2^a2x3^a3x5^a5，即質(zhì)因子只能2、3、5。更直觀的，M可以配置為1、2、3、4、5、6、8、9、10、12、15、16，不可以配置為7、11、13、14。（PUCCHformat4處理過程也包含“DFT預編碼”，M=1滿足上述質(zhì)因子條件，協(xié)議沒有特意強調(diào)）

在NR中，PUCCH支持FrequencyHopping（跳頻），所有PUCCH格式都支持IntraSlotFrequencyHopping，但只有LongPUCCH（1/3/4）支持InterSlotFrequencyHopping——LongPUCCH支持PUCCHRepetition（重復發(fā)送），因為PUCCH在多個時隙發(fā)送才存在“InterSlot”的前提。對于特定PUCCH，IntraSlotFrequencyHopping和InterSlotFrequencyHopping不能同時啟用，否則UE要瘋（IftheUEisconfiguredtoperformfrequencyhoppingforPUCCHtransmissionsacrossdifferentslots,theUEdoesnotexpecttobeconfiguredtoperformfrequencyhoppingforPUCCHtransmissionwithinaslot）。如果PUCCH啟用IntraSlotFrequencyHopping，第一跳（FirstHop）發(fā)送的符號數(shù)量為符號總數(shù)的1/2（并向下取整），和頻域參考點之間偏移依然是startingPRB，和不跳頻時相同；第二跳（SecondHop）發(fā)送剩余的符號，和頻域參考點之間偏移是secondhopPRB。以上圖為例，如果PUCCH符號數(shù)量為偶數(shù)（8），第一跳和第二跳的符號數(shù)量相同（4，4），如果PUCCH符號數(shù)量為奇數(shù)（9），第一跳會少1個符號（4，5）。

LongPUCCH（1/3/4）可以在多個時隙上“重復發(fā)送”，發(fā)送的時隙數(shù)量由高層參數(shù)nrofslots確定，取值可為n2、n4或n8。如果啟用“重復發(fā)送”，PUCCH在各個時隙中占用相同的符號，由高層參數(shù)startingsymbolindex和nrofsymbols確定，各種PUCCH格式分別配置。示圖中nrofslots為4，startingsymbolindex為4，nrofsymbols為8。如果在“重復發(fā)送”的某個時隙中，“可用”符號數(shù)量小于nrofsymbols，UE在這個時隙中不發(fā)送“這個”PUCCH。對于TDD，PUCCH還要避開SSB占用符號（由SIB1或ServingCellConfigCommon的ssbPositionsinBurst確定）。在“重復發(fā)送”的情況下，PUCCH可以啟用InterSlotFrequencyHopping（不能同時啟用IntraSlotFrequencyHopping）。在偶數(shù)（even）時隙，PUCCH和頻域參考點（PRB#0）之間偏移依然是startingPRB，和不跳頻時相同；在奇數(shù)（odd）時隙，PUCCH和頻域參考點之間偏移是secondhopPRB。

在“重復發(fā)送”的情況下，UE不會在同一PUCCH發(fā)送不同優(yōu)先級（類型）的UCI。如果UE在多個時隙（時隙集合A）發(fā)送PUCCHA（firstPUCCH），在1或多個時隙（時隙集合B）發(fā)送PUCCHB（secondPUCCH，可能存在多個secondPUCCH，如PUCCHC、PUCCHD，所謂“second”是相對PUCCHA而言），且時隙集合A和時隙集合B存在交集（時隙集合C），那么，在時隙集合C中，UCI類型優(yōu)先級排序為：HARQ-ACK>SR>CSI。在“overlapping”的時隙集合C中：如果兩個PUCCH攜帶的UCI優(yōu)先級不同，哪個PUCCH攜帶的UCI優(yōu)先級高，發(fā)送哪個PUCCH（Case1）；如果兩個PUCCH攜帶的UCI優(yōu)先級相同，哪個PUCCH的時隙集合開始時間早，發(fā)送哪個PUCCH（Case2）。由此，如果兩個PUCCH攜帶的UCI優(yōu)先級相同，兩個PUCCH的時隙集合開始時間必須“有前有后”，否則UE要瘋（theUEdoesnotexpectthefirstPUCCHandanyofthesecondPUCCHstostartatasameslotandincludeaUCItypewithsamepriority）。

另外，如果UE因為響應DCI發(fā)送某個PUCCH（A），且另一個PUCCH（B）不滿足3GPPTS38.213的9.2.5章節(jié)描述的時機條件，UE不希望PUCCHA和PUCCHB時隙出現(xiàn)重合。如果由于上述各種（overlapping）原因，UE在某個時隙沒有按“重復發(fā)送”的計劃發(fā)送PUCCH，依然會將這個時隙計入“重復發(fā)送”的時隙總數(shù)，不會延長發(fā)送時間。除了PUCCHformat0，其他PUCCH處理過程都包含調(diào)制（Modulation）。對于PUCCHformat1，如果UCI位數(shù)為1，使用BPSK調(diào)制，如果UCI位數(shù)為2，使用QPSK調(diào)制；對于PUCCHformat2/3/4，通常使用QPSK調(diào)制，PUCCHformat3/4也可以使用π/2BPSK調(diào)制，以進一步降低立方度量。相對應的，除了PUCCHformat0，其他PUCCH都包含DM-RS（DeModulationReferenceSignal）。對于PUCCHformat2，“數(shù)據(jù)”和DM-RS以FDM方式復用；對于PUCCHformat1/3/4，“數(shù)據(jù)”和DM-RS以TDM方式復用——PUCCHformat1的DM-RS間隔分布，而PUCCHformat3/4的DM-RS分布取決于PUCCH符號數(shù)量、跳頻（IntraSlotFrequencyHopping）和附加DM-RS配置，具體以后再談。

在NR中，多個UE可以復用同一PUCCH——前提是使用PUCCHformat0、1或4。PUCCHformat0通過CS（CyclicShift，循環(huán)移位，表示基序列的參考相位旋轉(zhuǎn)）區(qū)分用戶；PUCCHformat1通過CS和時域的OCC（OrthogonalCoverCode，正交覆蓋碼）區(qū)分用戶；PUCCHformat4通過頻域的OCC（Block-wiseextending，塊擴展）區(qū)分用戶，具體以后再談。上圖是各種PUCCH格式的特性匯總（由ShareTechNote整理，部分取值我做了修改，不一定正確）。對比可見，只有PUCCHformat1/2/3/4處理過程包含調(diào)制（因而也不涉及DM-RS），只有PUCCHformat3/4支持附加DM-RS；只有PUCCHformat0/1/4支持UE復用；只有PUCCHformat1/3/4（LongPUCCH）支持PUCCHRepetition和InterSlotFrequencyHopping。

最后，PUCCH支持波束賦形。通過RRC配置PUCCH和下行參考信號（比如SSB或CSI-RS）的關聯(lián)關系，UE可以使用關聯(lián)下行信號的波束發(fā)送PUCCH。網(wǎng)絡可以配置多個關聯(lián)關系，通過MAC控制信元指示使用哪個關聯(lián)關系。（引用自愛立信的《5GNRTheNextGenerationWirelessAccessTechnology》）NRPUCCH（三）原創(chuàng)貓呆呆貓呆呆的工作間2020-10-31原文收錄于話題這一篇談NRPUCCH的ShortPUCCH，PUCCHformat0和PUCCHformat2?！癝hort”指的是PUCCH的時域長度（1~2符號）——這“幾乎”是PUCCHformat0和PUCCHformat2僅有的共同之處，除此之外，兩者各方面差別都很大。簡單來說，PUCCHformat0的頻域長度為1RB，支持UE復用，處理過程不包含信道編碼、加擾和調(diào)制，PUCCHformat2的頻域長度為1~16RB，不支持UE復用，處理過程包含信道編碼、加擾和調(diào)制（以及添加DM-RS）。下面具體的說一下。

先說PUCCHformat0。PUCCHformat0只能攜帶1~2位UCI，只適用于HARQ-ACK和SR，但占用的時頻資源也是最少的（1RBx1~2OFDMsymbol）。就這兒丁點資源，如果使用調(diào)制/解調(diào)方式（UE需要插入DM-RS），一方面無法保持較低的立方度量，另一方面相干接收的增益也有限。因此，和其他PUCCH格式都不一樣，PUCCHformat0不使用調(diào)制，通過“序列選擇”表示UCI。在發(fā)送側，UE根據(jù)UCI選擇發(fā)送的序列，在接收側，基站根據(jù)接收的序列推導UCI。如果接收和發(fā)送出現(xiàn)較大偏差，基站對UCI可能會產(chǎn)生誤判，協(xié)議在設計序列時需要考慮性能差異。

由上可見，序列是理解PUCCHformat0的關鍵。PUCCHformat0涉及3GPPTS38.211的5.2.1章節(jié)和5.2.2章節(jié)定義的兩個序列：偽隨機序列（PseudoRandomSequence）和低峰均比序列（LowPARASequence），建議讀者先了解——特別是低峰均比序列，在PUCCHformat0/1/3/4都有應用。在PUCCHformat0中，UCI表示和UE復用利用了低峰均比序列的特性，這里“再”簡單介紹一下（部分內(nèi)容和《NRPUSCH（三）》相同）。

低峰均比序列（r_(α,δ)_u,v(n)）通過基序列（r_u,v(n)）相位旋轉(zhuǎn)生成。因此，基序列和相位旋轉(zhuǎn)是低峰均比序列的兩個關鍵。簡單的說，u和v確定基序列，u表示組號（GroupNumber），v表示組內(nèi)序號（SequenceNumber）；α指示相位旋轉(zhuǎn)的幅度，δ指示映射密度。在NR中，以下“上行信號”（PUCCH可視為特殊的信號）都是基于低峰均比序列生成的，包括PUCCH（format0/1）、PUCCHDM-RS（format1/3/4）、PUSCHDM-RS（開啟“DFT預編碼”）和SRS（SoundingReferenceSignal），α、δ、u、v取值和具體信號相關。對于PUCCH和PUCCHDM-RS，δ為0，α由3GPPTS38.211的.2章節(jié)確定（詳見下文）。低峰均比序列和基序列長度相同，MZC表示序列長度。低峰均比序列的每一項映射到頻域的一個SC（RE）。因而，MZC取決于物理信道（比如PUCCH或PUSCH）包含RB數(shù)量m和映射密度1/2^δ，即MZC=mxN_RB_SC/2^δ。對于PUCCHformat0，m為1，δ為0，MZC=1x12/2^0=12，映射密度為1/1，長度為12的序列映射到PUCCH的連續(xù)12個SC（RE）。

感謝閱讀。

這一篇談NRPUCCH的LongPUCCH，即PUCCHformat1、PUCCHformat3和PUCCHformat4?！癓ong”指的是PUCCH的時域長度（4~14符號）——除了這一點，LongPUCCH還有一些相同特性，比如說，處理過程包含調(diào)制，支持PUCCH重復發(fā)送和InterSlotFrequencyHopping（和IntraSlotFrequencyHopping）。PUCCHformat3和PUCCHformat4在頻域長度和UE復用方面不一樣，但處理過程相似，因此3GPPTS38.211放在同一章節(jié)介紹。下面具體的說一下。

先說PUCCHformat1。

PUCCHformat1有點像PUCCHformat0的“Long”版本。和PUCCHformat0一樣，PUCCHformat1只能攜帶1~2位UCI，只適用于HARQ-ACK和SR。PUCCHformat1也使用低峰均比序列，但不通過“序列選擇”表示UCI，而是對UCI進行編碼、加擾和調(diào)制，再和低峰均比序列相乘（沿用LTEPUCCHformat1a/1b的傳輸結構）。對于PUCCHformat1：如果UCI位數(shù)為1，使用BSPK調(diào)制；如果UCI位數(shù)為2，使用QPSK調(diào)制。和PUCCHformat0相似，為了減少資源占用，PUCCHformat1的頻域長度為1RB，低峰均比序列長度為12，通過“序列跳變”（基序列）實現(xiàn)干擾隨機化，可參考《NRPUCCH（三）》。

PUCCHformat1處理過程包含調(diào)制，意味著PUCCH需要插入DM-RS——幸好PUCCHformat1在時域上有的是資源。為了在信道估計精度（特別是高速移動場景）和信息能量之間取得平衡，DM-RS（黃色格子）以TDM方式和“數(shù)據(jù)”部分（UCI，藍色格子）復用，各占“一半”符號，DM-RS像梳子一樣間隔插入。如果PUCCH符號數(shù)量為奇數(shù)，則DM-RS多一個符號（DM-RS占用第一個符號）。以下圖為例，PUCCH符號數(shù)量為9，無論是否啟用IntraSlotFrequencyHopping，DM-RS符號數(shù)量為5。NRPUCCH（五）#NR的物理信道23個

感謝閱讀。

這一篇談NRPUCCH的DMRS——DeModulationReferenceSignal。和其他DM-RS一樣，PUCCH的DM-RS伴隨PUCCH傳輸，gNB“參考”DM-RS對PUCCH進行信道估計和數(shù)據(jù)解調(diào)。和PDSCH的DM-RS（可參考《NRPDSCH（六）》和《NRPDSCH（七）》）、PUSCH的DM-RS相同（可參考《NRPUSCH（三）》和《NRPUSCH（四）》），3GPPTS38.211分兩部分描述PUCCH的DM-RS：1、序列生成（SequenceGeneration）——DM-RS序列應該長啥樣；2、資源映射（MappingtoPhysicalResource）——UE在哪兒發(fā)送DM-RS。

解調(diào)（De-Modulation）和調(diào)制（Modulation）相對應，如果UCI沒有經(jīng)過調(diào)制，UE不需要發(fā)送DM-RS——因此，PUCCHformat0（直接通過CyclicShift表示UCI，不需要編碼、加擾和調(diào)制）可以一邊涼快去。下面對PUCCHformat1、PUCCHformat2、PUCCHformat3和PUCCHformat4的DM-RS的序列生成和資源映射分別進行介紹。PUCCHformat1的DM-RS序列和UCI部分（PUCCH）處理過程相似（可參考《NRPUCCH（四）》），但有兩點不同：1、在UCI部分中，表達式右側是wi(m)（正交序列）和調(diào)制序列y(n)的乘積，而在DM-RS序列中，表達式右側是wi(m)和低峰均比序列（沒有經(jīng)過調(diào)制）的乘積——DM-RS序列必須是“已知”的，不能包含“未知”的調(diào)制信息（要不然參考啥）；2、在UCI部分中，N_PUCCH,1_SF,m'表示UCI占用符號數(shù)量，取值由3GPPTS38.211Table.1-1確定，而在DM-RS序列中，N_PUCCH,1_SF,m'表示DM-RS占用符號數(shù)量，取值由3GPPTS38.211Table.1.1-1確定。將兩張表同一位置的數(shù)字相加，就等于PUCCH符號數(shù)量——如果啟用IntraSlotFrequencyHopping，則等于某一跳（m'=0或m'=1）的符號數(shù)量。在“資源映射”中，PUCCHformat1的DM-RS和UCI部分（PUCCH）是時分復用關系（TDM），DM-RS分布在l為偶數(shù)（0，2，4，…）的OFDM符號，參考點l=0表示PUCCH（不是時隙）的第一個OFDM符號——無論PUCCH是否啟用IntraSlotFrequencyHopping。以上圖為例，PUCCH的起始符號為2，符號數(shù)量為8，沒有啟用IntraSlotFrequencyHopping，DM-RS分布在時隙的符號2、4、6、8（對應l為0、2、4、6）。PUCCHformat2的DM-RS序列和PDCCH的DM-RS序列相似，基于3GPPTS38.211的5.2.1章節(jié)定義的偽隨機序列（PseudoRandomSequence）生成。Cinit輸入包含符號位置l，如果PUCCH符號數(shù)量為2，兩個符號的DM-RS序列是不同的。N_0_ID為DMRSUplinkConfig（來自PUSCHConfig）的scramblingID0，如果RRC沒有配置，則N_0_ID為小區(qū)ID。如果PUSCHMappingTypeA和PUSCHMappingTypeB都有配置，N_0_ID使用PUSCHMappingTypeB配置的scramblingID0。在“資源映射”中，PUCCHformat2的DM-RS和UCI部分（PUCCH）是頻分復用關系（FDM，和PDCCH相似），DM-RS占用1/3資源。DM-RS分布在k為3m+1（1，4，7，10）的RE（SC），k=0表示PUCCH的第一個RE（SC）。PUCCHformat2可能包含多個RB（MRB），示圖中只呈現(xiàn)了1個RB，但每個RB的DM-RS分布是相同的。PUCCHformat3和PUCCHformat4的DM-RS序列使用3GPPTS38.211的5.2.2章節(jié)定義的低峰均比序列（LowPARASequence）。mcs固定為0（mcs只對PUCCHformat0有意義，用于表示UCI）。對于PUCCHformat3，m0也固定為0。對于PUCCHformat4，m0由3GPPTS38.211Table.3.1-1確定——n和3GPPTS38.211Table.3中的正交覆蓋碼索引n相同（可參考《NRPUCCH（四）》），和PUCCHformat3不同，PUCCHformat4支持UE復用，不同UE的DM-RS通過CS（循環(huán)移位）進行區(qū)分。在“資源映射”中，PUCCHformat3和PUCCHformat4的DM-RS和UCI部分（PUCCH）是時分復用關系（TDM）。DM-RS的符號位置l由3GPPTS38.211Table.3.2-1確定。參考點l=0表示PUCCH（不是時隙）的第一個OFDM符號——無論PUCCH是否啟用IntraSlotFrequencyHopping。

和PUSCH相似，如果PUCCH符號數(shù)量較多，可通過配置附加DM-RS（AdditionalDM-RS）提高解調(diào)性能（特別是高速移動場景）。在PUCCH符號數(shù)量（PUCCHlength）確定的情況下，對應“是否啟用IntraSlotFrequencyHopping”和“是否配置附加DM-RS”的2x2=4種可能，DM-RS符號位置l應有4種配置。實際上，如果PUCCH啟用IntraSlotFrequencyHopping，每一跳（Hop）至少需要1個DM-RS，即使PUCCH沒有啟用IntraSlotFrequencyHopping，PUCCH也至少需要2個DM-RS（PUCCH符號數(shù)量為4除外，此時PUCCH比較短），這和PUSCH可以只有1個前置DM-RS（Front-LoadDM-RS）不同，個人理解，這是因為PUCCH對可靠性要求高于效率。因此，是否啟用IntraSlotFrequencyHopping，對PUCCHformat3/4的DM-RS分布沒有太大的影響。從3GPPTS38.211Table.3.2-1可見，只有PUCCH符號數(shù)量為4時，DM-RS分布和“跳頻”相關。和PUSCH相似，DM-RS數(shù)量受限于PUCCH長度，PUCCH符號數(shù)量不小于10時，配置附加DM-RS才會“真正”增加DM-RS。如果PUCCH沒有啟用IntraSlotFrequencyHopping，DM-RS分布如上圖所示。如果PUCCH符號數(shù)量為4，只有1個DM-RS（l=1）。對比“NoAdditionalDM-RS”和“AdditionalDM-RS”，可見紅色部分的DM-RS才是附加DM-RS。舉個例子，如果PUCCH符號數(shù)量為10，附加DM-RS分布在l=3和l=8。如果啟用IntraSlotFrequencyHopping，DM-RS分布如上圖所示。如果把PUCCH以跳頻的分界線對齊，可見在每一跳中，DM-RS分布基本均勻。如果每一跳有1個DM-RS，DM-RS位于這一跳的“中間”（如果符號數(shù)量為偶數(shù)，則在中線前的符號），如果每一跳有2個DM-RS，DM-RS位于這一跳的第二個符號和倒數(shù)第二個符號。由上，和PUCCHDM-RS相關的RRC配置包括兩個：1、PUSCHConfig->dmrsUplinkforPUSCHMappingTypeA/dmrsUplinkforPUSCHMappingTypeB->DMRSUplinkConfig->scramblingID0，影響PUCCHformat2的DM-RS序列；2、PUCCHConfig->PUCCHFormatConfig–>additionalDMRS，影響PUCCHformat3和PUCCHformat4的DM-RS分布。NRPUCCH（六）這一篇談NRPUCCH的資源分配。從UE的角度看，只知道PUCCH長啥樣是不夠的，還得知道如何使用PUCCH——首先得知道PUCCH在哪兒。在LTE中，PUCCH時域長度是固定的，且總是分布在（上行）系統(tǒng)帶寬邊緣（忽略PUCCHover-dimensioning），將中間連續(xù)的頻域資源留給PUSCH，以滿足高帶寬業(yè)務的需求。在NR中，PUCCH就像飄在（上行）BWP天空里的“風箏”，資源分配非常靈活。在LTE中，PUCCH的典型映射（分布）如上圖所示（引用自金輝老師的《深入理解LTE-A》）。1個PUCCH在時域上占用1個subframe（2slot），在頻域上占用1個RB。為了獲得頻率分集增益，PUCCH在時隙邊界“跳頻”——在slot0和slot1占用的PRB分別在系統(tǒng)帶寬的兩端，組成1個RBPair（兩個PRB各占用1slot，加起來還是1RBx2slot）。各種PUCCH格式“由外向內(nèi)”依序占用資源，UE只要知道各種PUCCH格式占用RB數(shù)量，根據(jù)eNB顯式（RRC）和隱式（PDCCH的第一個CCE索引）告知UE的索引，就能找到對應的PUCCH資源。另外，如果PUCCH占用RB數(shù)量為奇數(shù)，“缺口”（例如，示圖中的m=7）通常也會保留，不用于PRACH或PUSCH（取決于實現(xiàn)）。

回到NR。

根據(jù)前幾篇介紹的內(nèi)容，可以站在UE角度想象一下：在NR中，UE不僅得知道PUCCH占用的時頻資源（StartingSymbolIndex、nrofSymbols、StartingPRB、nrofPRBs），還得知道使用的PUCCH格式（PUCCHformat0/1/2/3/4），各種特性是否啟用（PUCCHGroupHopping、PUCCHRepetition、IntraSlotFrequencyHopping、InterSlotFrequencyHopping、SimultaneousHARQACKandCSI…），以及各個高級參數(shù)的取值（InitialCyclicShift、TimeDomainOCC、OCCLength、OCCIndex、MaxCodeRate、PI2BPSK、SecondHopPRB、AdditionalDM-RS…）。PUCCH信息這么多，都塞進DCI太占地兒了。通常來說，對這種“大塊頭”，基站可以通過RRC告知UE，這特別適用于半靜態(tài)配置的UCI傳輸，比如SR（only）、CSI（only）和SPSPDSCH的HARQ-ACK。不過，這有兩個小問題：1、動態(tài)調(diào)度（DCI）的PDSCH的HARQ-ACK傳輸，只通過RRC確定PUCCH資源不夠靈活；2、在初始接入階段，UE沒有RRC連接，只能從廣播獲得公共PUCCH配置（PUCCHConfigCommon），也不夠靈活（且缺乏個性）。因而，在NR中，除了半靜態(tài)配置的UCI傳輸，基站通過RRC+DCI方式指示UE，如果UE（還）沒有獲得專用PUCCH配置（PUCCHConfig），則根據(jù)預定義表格（3GPPTS38.213Table9.1.2-1）、SIB1和DCI確定PUCCH資源。在初始接入階段，UE不發(fā)送SR和CSI，PUCCH只用于HARQ-ACK，且位數(shù)不大于2，UE只需要PUCCHformat0或PUCCHformat1，不用考慮PUCCHformat2、PUCCHformat3和PUCCHformat4，這就簡單多了。3GPPTS38.213提供了一張預定義表格（3GPPTS38.213Table9.1.2-1），共包含16行，前3行為PUCCHformat0，后13行為PUCCHformat1。UE獲得“行索引”（index），就可以確定使用的PUCCH格式。除了PUCCH格式以外，每一行還包括4個參數(shù)：起始符號（FirstSymbol）、符號數(shù)量（NumberofSymbols）、PRB偏移（PRBoffset）和循環(huán)移位索引集合（CyclicShiftIndexSet）。起始符號和符號數(shù)量指示PUCCH的時域資源（PUCCH所在時隙由PDCCH時隙、k0、k1和SCS確定，可參考《NRHARQ（五）》）；PRB偏移指示PUCCH的頻域資源（PUCCHformat0和PUCCHformat1頻域長度都是1RB，只需要確定起始位置），作用是減少小區(qū)間PUCCH干擾（最后一行，PRB偏移為1/4BWP帶寬，用于干擾嚴重的小區(qū)）；循環(huán)移位索引集合指示m0的可用取值（m0可參考《NRPUCCH（三）》和《NRPUCCH（四）》），元素數(shù)量確定PUCCH的復用容量。UE從系統(tǒng)消息SIB1->PUCCHConfigCommon->PUCCHResourceCommon獲得“行索引”（index），取值范圍為0~15，和表格行數(shù)對應。在初始接入階段，由于PUCCH配置是從廣播獲得的，小區(qū)內(nèi)所有UE使用的PUCCH格式相同。另外，PUCCHConfigCommon還包含高級參數(shù)PUCCHGroupHopping和HoppingID，指示UE如何進行PUCCH序列跳變（可參考《NRPUCCH（三）》）。相鄰小區(qū)配置不同的HoppingID，可減少小區(qū)間PUCCH干擾。

在初始接入階段，還有一些傳輸參數(shù)需要約定：1、發(fā)送PUCCH時，UE使用RAR調(diào)度的PUSCH（MSG3）相同的SpatialDomainTransmissionFilter；2、如果使用PUCCHformat1，時域正交覆蓋碼（TD-OCC）索引（3GPPTS38.211Table.1-2的i，可參考《NRPUCCH（四）》）固定為0——在時域上復用能力為1（useless）。3、如果沒有配置PDSCHHARQACKCodebook，HARQ-ACK不超過1位；4、PUCCH啟用IntraSlotFrequencyHopping，以獲得頻率分集增益。

注意，預定義表格的名字——“PUCCHResourceSets…”中的“Sets”是復數(shù)，表示每一行對應1個PUCCHResourceSet——各個PUCCHResourceSet不只占用PRBOffset對應的“那個”PRB，還占用相鄰的“幾個”PRB。再根據(jù)協(xié)議描述“ThePUCCHresourcesetincludessixteenresources”，上述每個PUCCHResourceSet包含16個PUCCHResource，對應索引r_PUCCH=0~15，根據(jù)協(xié)議給出的PRB和r_PUCCH的關系，可知PUCCHResource（PUCCH資源）和PRB（RBPair）不是1對1關系，而是N對1關系，N取決于循環(huán)移位索引集合的元素數(shù)量（NCS），即PUCCH的復用能力。換句話說，1個PUCCH資源不是“物理”上的1個PUCCH（時頻資源），而是“邏輯”上的1個PUCCH（時頻資源+循環(huán)移位+TD-OCC），是可以分配給1個特定的UE使用的資源。以上圖為例，假設PUCCHResourceCommon為13，循環(huán)移位索引集合為{0,3,6,9}，NCS（元素數(shù)量）為4，即PUCCH的復用容量為4。這個PUCCH資源集的16個PUCCH資源分為4組（16/4=4），分別占用4個“RBPair”（借用一下名字），分別標記為A、B、C、D。此時PUCCH啟用IntraSlotFrequencyHopping，A、B、C、D分為兩部分（A1/A2、B1/B2、C1/C2、D1/D2），在第一跳和第二跳中分別占用BWP兩端的PRB，A/B和C/D交錯映射，占用資源加起來還是4RBx14symbol——是不是有點眼熟？和LTE不完全一樣，但“有內(nèi)味了”。對于特定的UE來說，由PUCCHResourceCommon確定PUCCHResourceSet后，接下來的事情就是確定r_PUCCH，再由r_PUCCH推導“RBPair”（時頻資源）和循環(huán)移位索引（在循環(huán)移位索引集合中的索引nCS=r_PUCCHmodNCS）。如上圖所示，r_PUCCH由3個因素確定：ΔPRI，由DCIformat1_0或DCIformat1_1的PUCCHResourceIndicator字段獲得；NCCE，DCIformat1_0或DCIformat1_1對應CORESET包含CCE的數(shù)量（可參考《NRPDCCH（四）》）；nCCE,0，PDCCH的第一個CCE的索引（可參考《NRPDCCH（二）》）。簡單的說，PUCCHResourceIndicator只有3位，不足以表示r_PUCCH（0~15），剩余的1位，基站通過CCE索引“隱式”的告知UE，這也和LTE的套路相似。NRPUCCH（七）這一篇繼續(xù)談NRPUCCH的資源分配。在獲得專有PUCCH資源（PUCCHConfig）之前，UE使用公共PUCCH資源（PUCCHConfigCommon）發(fā)送UCI，且限于HARQ-ACK。和LTE相似，NR的公共PUCCH資源分布在（上行）BWP兩端，基站通過DCI（PUCCHResourceIndicator）和CCE索引指示UE找到PUCCH資源。個人理解，NR沿用LTE思路的原因，一方面是初始接入階段需求相對簡單，另一方面是SIB1傳輸比特有限，3GPP也不想做太多預定義表格。UE建立RRC連接后，對PUCCH的需求就變得復雜了。特別是動態(tài)調(diào)度的PDSCH的HARQ-ACK，一方面，UCI位數(shù)范圍變得很大，另一方面，PUCCH的時頻資源是可配置的（PUCCH和PDCCH的Timing由k0、k1和SCS確定），UE可能獨占或復用（如果機緣巧合）PUCCH的時頻資源。這意味著，所有PUCCH格式都可能會使用，相對應的，PUCCHConfig比PUCCHConfigCommon龐大和復雜很多。我們從最小配置單元，也就是PUCCH資源說起。PUCCH資源（PUCCHResource）是可以分配給特定UE的邏輯資源。對于不支持UE復用的PUCCHformat2和PUCCHformat3，只需要將PUCCH的時頻資源（startingPRB、nrofPRBs、startingsymbolIndex、nrofsymbols）告訴UE；對于支持UE復用的PUCCHformat0、PUCCHformat1和PUCCHformat4，還需要將“碼域”信息告訴UE——即PUCCHformat0的InitialCyclicShift（m0），或PUCCHformat1的InitialCyclicShift（m0）和TimeDomainOCC（3GPPTS38.211Table.1-2中的正交覆蓋碼索引i），或PUCCHformat4的OCCLength（擴展系數(shù)）和OCCIndex（3GPPTS38.211Table.3中的正交覆蓋碼索引n）。在PUCCHResource配置中，以上屬性都包含在“format”中——startingPRB除外。NR各種PUCCH格式都支持IntraSlotFrequencyHopping，因而“時隙內(nèi)跳頻”的特性開關、StartingPRB（第一跳的RB偏移）和SecondHopPRB（第二跳的RB偏移）放在一起。每個PUCCH資源對應1個PUCCHResourceID，只要獲得PUCCHResourceID，UE就“大致”知道如何使用PUCCH傳輸UCI。說“大致”的原因，是因為對于某些PUCCH格式，UE還需要知道更多信息。對于特定PUCCH格式，可以配置多個PUCCH資源——這些PUCCH資源的共同屬性，不需要放在PUCCH資源的配置里，通過PUCCH格式的PUCCHFormatConfig進行配置。有些屬性只適用于部分PUCCH格式，比如AdditionalDM-RS（附加DM-RS）和Pi2BPSK只適用于PUCCHformat3/4，nrofSlots（重復發(fā)送）和InterSlotFrequencyHopping（時隙間跳頻）只適用于PUCCH1/3/4。為了實現(xiàn)更靈活的資源分配，NR在PUCCH資源的基礎上，引入了PUCCH資源集（PUCCHResourceSet）的概念。每個PUCCH資源集對應1個PUCCHResourceSetID和1個ResourceList。顧名思義，ResourceList是包含1到多個PUCCH資源的列表，以PUCCHResourceID的序列表示。在PUCCHConfig中，可以理解為先添加PUCCH資源，再將PUCCH資源添加到PUCCH資源集中。

引入PUCCH資源集的作用，是UE可以根據(jù)UCI載荷選擇適合的PUCCH資源，且不增加DCI（和RRC）的開銷。UE最多可以配置4個PUCCH資源集（0、1、2、3），每