PUSCH repetition type A

本篇文章阐述NR PUSCH repetition的一些特性和配置方法。

概念解释

PUSCH repetition type A是用户在连续的K个slot上发送同一个TB，且在K个slot中占据的符号位置完全相同（起始符号位置与占据符号长度均相同）。与HARQ相似的地方在于，二者都可以看做是信息的重传；其不同点在于，HARQ需要收到NACK才会触发重传，而PUSCH Repetition 配置结束以后可以直接进行K次重传。下面给出Repetition type A在使用PUSCH mapping type A时的示意图。

repetition次数的配置方法

From 38.331 V16.1.0

Rel-15

在Rel-15中，PUSCH repetition的最大传输次数为8，由PUSCH-Config中的 pusch-AggregationFactor配置。

PUSCH-Config ::=                        SEQUENCE {dataScramblingIdentityPUSCH             INTEGER (0..1023)                                                   OPTIONAL,   -- Need StxConfig                                ENUMERATED {codebook, nonCodebook}                                  OPTIONAL,   -- Need Sdmrs-UplinkForPUSCH-MappingTypeA        SetupRelease { DMRS-UplinkConfig }                                  OPTIONAL,   -- Need Mdmrs-UplinkForPUSCH-MappingTypeB        SetupRelease { DMRS-UplinkConfig }                                  OPTIONAL,   -- Need Mpusch-PowerControl                      PUSCH-PowerControl                                                  OPTIONAL,   -- Need MfrequencyHopping                        ENUMERATED {intraSlot, interSlot}                                   OPTIONAL,   -- Need SfrequencyHoppingOffsetLists             SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (1.. maxNrofPhysicalResourceBlocks-1)OPTIONAL,   -- Need MresourceAllocation                      ENUMERATED { resourceAllocationType0, resourceAllocationType1, dynamicSwitch},pusch-TimeDomainAllocationList          SetupRelease { PUSCH-TimeDomainResourceAllocationList }             OPTIONAL,   -- Need Mpusch-AggregationFactor                 ENUMERATED { n2, n4, n8 }                                           OPTIONAL,   -- Need S

Rel-16

在Rel-16中，PUSCH repetition的最大传输次数设置为16，由PUSCH-TimeDomainResourceAllocationList 中的numberOfRepetitions配置。

PUSCH-TimeDomainResourceAllocationList ::=  SEQUENCE (SIZE(1..maxNrofUL-Allocations)) OF PUSCH-TimeDomainResourceAllocationPUSCH-TimeDomainResourceAllocation ::=  SEQUENCE {k2                                      INTEGER(0..32)                                  OPTIONAL,   -- Need SmappingType                             ENUMERATED {typeA, typeB},startSymbolAndLength                    INTEGER (0..127)
}PUSCH-TimeDomainResourceAllocationList-r16 ::=  SEQUENCE (SIZE(1..maxNrofUL-Allocations-r16)) OF PUSCH-TimeDomainResourceAllocation-r16PUSCH-TimeDomainResourceAllocation-r16 ::=  SEQUENCE {k2-r16                                     INTEGER(0..32)          OPTIONAL,   -- Need SpuschAllocationList-r16                    SEQUENCE (SIZE(1..maxNrofMultiplePUSCHs-r16)) OF PUSCH-Allocation-r16,...
}PUSCH-Allocation-r16 ::=  SEQUENCE {mappingType-r16                           ENUMERATED {typeA, typeB}                     OPTIONAL,   -- Cond NotFormat01-02-Or-TypeAstartSymbolAndLength-r16                  INTEGER (0..127)                              OPTIONAL,   -- Cond NotFormat01-02-Or-TypeAstartSymbol-r16                           INTEGER (0..13)                               OPTIONAL,   -- Cond RepTypeBlength-r16                                INTEGER (1..14)                               OPTIONAL,   -- Cond RepTypeBnumberOfRepetitions-r16                   ENUMERATED {n1, n2, n3, n4, n7, n8, n12, n16} OPTIONAL,   -- Cond Format01-02...
}

From 38.214 V16.2.0 6.1.2.1

当PUSCH repetition是由DCI format 0_1或者0_2调度，且由C-RNTI,MCS-C-RNTI或者是CS-RNTI加扰，且NDI=1(New data indicator)时，重传次数K的取值方法是：
按照numberOfRepetitions>pusch-AggregationFactor>K=1的优先级顺序依次进行取值。

repetition type A与PUSCH 时域资源分配

• 第一次传输的版本号根据DCI field 中的Redundancy version确定 (Redundancy version占据两个bit位)，之后的RV版本号按照0，2，3，1循环。比如，当DCI指示第一次传输的版本号为2，则后面的版本号依次为3，1，0，2…
• PUSCH repetition type A只支持单层传输。
• PUSCH repetition type A支持PUSCH mapping type A 和PUSCH mapping type B。当repetition type A使用PUSCH mapping type B时，其 S + L ∈ { 1 , . . , 14 } S+L \in{\{1,..,14\}} S+L∈{1,..,14}。
• Repetition需要占据多个slot，根据38.213中的11.1，决定是否放弃repetition在当前slot的传输。

repetition type A 与PUSCH 跳频配置

From 38.214 V16.2.0 6.3.1
Repetition type A支持时隙间以及时隙内跳频。正常的PUSCH 传输可以看作是PUSCH repetition type A在K=1的一种特殊情况，因此也可以适用本节所描述的跳频方案(Intra-slot跳频方案)。Rel-15中，该节对应38.214 v15.10.0 6.3章节。

是否进行跳频

• 当PUSCH的频域分配type为1时，UE有可能进行跳频。

  1. 在对应的DCI中监测到了跳频指示域
     注：DCI 0_0/0_1/0_2 中都包含一个1bit的field“Frequency Hopping Flag ”，0对应Disabled FH,1对应Enabled FH.
  2. RAR UL grant设置为1
  3. 在configured grant type 1的情况下，设置了frequencyHoppingOffset
  4. 其他情况下，UE不进行跳频。

• 当PUSCH的频域分配type为2时，UE不进行跳频。

跳频参数配置

当PUSCH repetition type A进行跳频时，可以通过以下方式为UE配置跳频参数，包括选择时隙间跳频或者时隙内跳频(Inter-slot or Intra-slot)，跳频的偏置值(Frequency offset)。

Intra-slot & Inter-slot 配置

• 当PUSCH的传输由DCI 0_2调度，通过pusch-Config中的参数 frequencyHopping-ForDCIFormat0_2 进行配置。
• 当PUSCH的传输由DCI调度，但不是DCI 0_2，通过pusch-Config中的参数 frequencyHopping 进行配置。

PUSCH-Config ::=                        SEQUENCE {dataScramblingIdentityPUSCH             INTEGER (0..1023)                                                   OPTIONAL,   -- Need StxConfig                                ENUMERATED {codebook, nonCodebook}                                  OPTIONAL,   -- Need Sdmrs-UplinkForPUSCH-MappingTypeA        SetupRelease { DMRS-UplinkConfig }                                  OPTIONAL,   -- Need Mdmrs-UplinkForPUSCH-MappingTypeB        SetupRelease { DMRS-UplinkConfig }                                  OPTIONAL,   -- Need Mpusch-PowerControl                      PUSCH-PowerControl                                                  OPTIONAL,   -- Need MfrequencyHopping                        ENUMERATED {intraSlot, interSlot}  frequencyHoppingOffsetLists             SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (1.. maxNrofPhysicalResourceBlocks-1)....frequencyHoppingForDCI-Format0-2-r16                    CHOICE {pusch-RepTypeA                                          ENUMERATED {intraSlot, interSlot},pusch-RepTypeB                                          ENUMERATED {interRepetition, interSlot}}                                                                                                 OPTIONAL,   -- Need SfrequencyHoppingOffsetListsForDCI-Format0-2-r16 SetupRelease { FrequencyHoppingOffsetListsForDCI-Format0-2-r16} OPTIONAL,  -- Need M...

• 当 PUSCH的传输是由Configured Grant 调度，通过configuredGrantConfig中的参数 frequencyHopping 进行配置。

ConfiguredGrantConfig ::=           SEQUENCE {frequencyHopping                    ENUMERATED {intraSlot, interSlot}                                       OPTIONAL,   -- Need S...configuredGrantTimer                INTEGER (1..64)                                                         OPTIONAL,   -- Need Rrrc-ConfiguredUplinkGrant           SEQUENCE {timeDomainOffset                    INTEGER (0..5119),timeDomainAllocation                INTEGER  (0..15),frequencyDomainAllocation           BIT STRING (SIZE(18)),antennaPort                         INTEGER (0..31),dmrs-SeqInitialization              INTEGER (0..1)                                                          OPTIONAL,   -- Need RprecodingAndNumberOfLayers          INTEGER (0..63),srs-ResourceIndicator               INTEGER (0..15)                                                         OPTIONAL,   -- Need RmcsAndTBS                           INTEGER (0..31),frequencyHoppingOffset              INTEGER (1.. maxNrofPhysicalResourceBlocks-1)                           OPTIONAL,   -- Need R...

Frequency Hopping offset 配置

FH offset的配置可以分为两种情况。

• Case 1：配置一个offsetlist,即多个offset值，由DCI field中的Frequency Domain Resource Assignment中的MSB bit 指示具体使用哪个值(指示位的大小取决于BWP的宽度)。

  • 当激活BWP小于50PRBs,在list中配置两个offset值（MSB的指示bit 占据1位）。

  • 当激活BWP大于或等于PRBs,在list中配置四个offset值 （MSB的指示bit 占据2位）。

    FH list值的配置方法如下所示

  1. 当PUSCH由RAR UL grant, fallbackRAR UL grant 或者TC-RNTI加扰的DCI format 0_0调度，其offset值按照38.213中8.3的章节取值。
  2. 在PUSCH 频域分配Type 1的前提下，当PUSCH由DCI format 0_0/0_1或者是由DCI format 0_0/0_1激活的Configured grant type 2，FH offset的list由 PUSCH-Config的 frequencyHoppingOffsetLists 配置。
  3. 在PUSCH 频域分配Type 1的前提下，当PUSCH由DCI format 0_2或者是由DCI format 0_2激活的Configured grant type 2，FH offset的list由 PUSCH-Config的 frequencyHoppingOffsetLists-ForDCIFormat0_2 配置。

• Case 2: 配置单个offset的值。

  1. 当PUSCH由Configured UL grant type 1调度时，FH的值由rrc-ConfiguredUplinkGrant中的frequencyHoppingOffset。

根据offset计算跳频的RB位置

• Case 1: Intra-slot FH，每个hop起始RB如下所示
  
  $i=0$代表第一个hop，$i=1$代表第二个hop。$R{B}_{start}$ 是UL BWP的起始RB，$R{B}_{offset}$是两个hop之间的偏移值。第一个hop中的符号数目为$\lfloor N_{symb}^{PUSCH,s}\rfloor$，第二个hop中的符号数目为$N_{symb}^{PUSCH,s}-\lfloor N_{symb}^{PUSCH,s}\rfloor$，其中$N_{symb}^{PUSCH,s}$是一个slot中PUSCH占据的OFDM符号数目。
• Case 2: Inter-slot FH，每个hop起始start

其中$n_s^{\mu }$是无线帧内的slot编号，其他字母含义与Intra-slot相同。

注释

• 在学习PUSCH repetition type A之前，应该先学习PUSCH resource allocation的时频域分配，NR中slot的上下行slot配置等相关知识。
• 笔者第一篇正式撰写的3gpp提案与PUSCH repetition type A有关，故写下此文，聊表纪念。