通信标准3之PUSCH频率域资源分配

UE根据以下信息决定频率域资源分配：

• PDCCH DCI；
• RAR UL grant；
• FallbackRAR UL grant；
• MsgA PUSCH 特定的频域资源分配。

资源分配类型及使用规则

PUSCH 有三种频率域资源分配类型

• type 0，仅支持无变换预编码的PUSCH，即非DFT-S-OFDM；
• type 1；
• type 2。
  type 1 和 type 2 支持有变换预编码或者无变换预编码的PUSCH。

如果调度 DCI 的频率资源分配被上层 pusch-Config 信息元中的参数配置成 ‘dynamicSwitch’，UE 使用 type 0 或 type 1 上行频域资源分配由 DCI 的 type 域决定。否则用户使用由上层参数所给定的分配类型。

• 参数 resourceAllocation 对应 DCI format 0_1；
• 参数 resourceAllocationDCI-0-2对应 DCI format 0_2。

如果UE收到的调度 PDCCH 是 DCI 0_1，且 BWP-UplinkDedicated 信息元中配置了 useInterlacePUCCH-PUSCH，应当使用上行 type 2 资源分配。
如果UE收到的调度 PDCCH 是 DCI 0_0，应当使用上行 type 1 资源分配。除非上层的 BWP-UplinkCommon 或 BWP-UplinkDedicated 信息元中配置了 useInterlacePUCCH-PUSCH，则使用上行 type 2 资源分配。
以上两种情况表明：如果使用交织的PUCCH-PUSCH结构，则使用 type 2 资源分配。

PUSCH-Config ::=                        SEQUENCE {
...
resourceAllocation                 ENUMERATED { resourceAllocationType0, resourceAllocationType1, dynamicSwitch},
...
resourceAllocationDCI-0-2-r16      ENUMERATED { resourceAllocationType0, resourceAllocationType1, dynamicSwitch}
...}

BWP-UplinkCommon ::=                SEQUENCE {
...
 useInterlacePUCCH-PUSCH-r16         ENUMERATED {enabled}       OPTIONAL,   -- Need R
 ...
}

BWP-UplinkDedicated ::=             SEQUENCE {
...
 useInterlacePUCCH-PUSCH-r16         ENUMERATED {enabled}       OPTIONAL,   -- Need R
 ...
}

BWP-UplinkCommon 和 BWP-UplinkDedicated 中 useInterlacePUCCH-PUSCH 的配置应当是一致的。

上行资源分配 type 0

上行资源分配 type 0 使用比特图样（bitmap）进行资源块（resource block，RB）的分配。
Bitmap 指示资源块组（ Resource Block Groups，RBGs）的分配，Bitmap是一串比特，Bitmap的长度和待分配的RBG数目相等。
一个 RBG 由一组连续的虚拟 RB 构成。RBG 的大小由上层 pusch-Config信息元的参数 rbg-Size 和带宽部分（bandwidth part，BWP）的大小来定义（见 Table 6.1.2.2.1-1）。表示 RBG 大小和 BWP 大小的单位均为 RB。

PUSCH-Config ::=                        SEQUENCE {
...
rbg-Size                  ENUMERATED { config2}                           OPTIONAL, -- Need S
...
}

RBG 的大小 P：
$$\begin{array}{ccc}\text{Bandwidth Part Size}& \text{Configuration 1}& \text{Configuration 2}\\ 1-36& 2& 4\\ 37-72& 4& 8\\ 73-144& 8& 16\\ 145-275& 16& 32\end{array}$$
在第 $i$ 个 BWP 中 RBG 的数目
$$N_{RBG}=\lceil \left(N_{BWP,i}^{size}+(N_{BWP,i}^{start}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{d}P)\right)/P\rceil$$
第一个 RBG 的的大小：$RB{G}_0^{size}=P-N_{BWP,i}^{start}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{d}P$,
最后一个 RBG 的的大小：$RB{G}_{last}^{size}=（N_{BWP,i}^{start}+N_{BWP,i}^{size}）\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{d}P$ 或者当取模的结果为 0 时 RBG 的大小为 $P$，
其它的 RBG 的大小：$P$。

第 $i$ 个 BWP 从 $N_{BWP,i}^{start}$ 开始，到 $N_{BWP,i}^{start}+N_{BWP,i}^{size}$ 结束。在开始部分的第一个RBG可能是不完整的 RBG ，第二个 RBG 从 $P-N_{BWP,i}^{start}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{d}P$开始， 在 BWP 结束时的最后一个 RBG 可能也会是不完整的 RBG。

Bitmap 和 RBG 的对应关系：按照频率升高方向 RBG 从 0 到 N-1 对应 Bitmap 的 MSB 到 LSB。比特为1表示分配该位置的RBG，比特为 0 表示不分配该位置的RBG。

上行资源分配 type 1

根据资源分配单位的不同，上行资源分配 type 1 有三种形式：

（1）以 RB 为资源单位

上行资源分配 type 1 从激活的 BWP 中分配给 UE 一组连续的非交织的虚拟资源块。激活 BWP 的大小为 $N_{BWP}^{size}$， 如果在通用搜索空间（common search space）接收到 DCI 0_0，则使用初始的 BWP 大小 $N_{BWP,0}^{size}$。

上行 type 1 资源分配域给出资源指示值（resource indication value，RIV），RIV 的值对应分配的虚拟 RB 起始值（$R{B}_{start}$）和 连续 RB 的长度（$L_{RBs}$），对应关系为：

• 如果 $(L_{RBs}-1)\le \lfloor N_{BWP}^{size}/2\rfloor$，则 $RIV=N_{BWP}^{size}(L_{RBs}-1)+R{B}_{start}$;
• 否则，$RIV=N_{BWP}^{size}(N_{BWP}^{size}-L_{RBs}+1)+（N_{BWP}^{size}-1-R{B}_{start}）$ 。
  这里 $L_{RBs}\ge 1$，$R{B}_{start}+L_{RBs}\le N_{BWP}^{size}$

通过 $RIV$ 求 $R{B}_{start}$ 求 $L_{RBs}$：
$$R{B}_{start}=RIV\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{d}{N}_{BWP}^{size},L_{RBs}-1=(R{B}_{start}-RIV)/N_{BWP}^{size}$$ 如果 $R{B}_{start}+L_{RBs}>N_{BWP}^{size}$
$$R{B}_{start}=RIV-1-R{B}_{start},L_{RBs}-1=N_{BWP}^{size}-(L_{RBs}-1)$$

（2）以 K 倍 RB 为资源单位

当用户特定搜索空间（USS）的 DCI 0_0 的比特长度是根据初始的上行 BWP 大小 $N_{BWP}^{initial}$ 给出的，但是应用于其它的大小为 $N_{BWP}^{active}$ 的激活 BWP，由 DCI 的上行 type 1 资源分配域的值 RIV 得出的起始值及长度（$R{B}_{start}^{\prime },L_{RBs}^{\prime }$）和实际的激活 BWP的起始值及长度值（$R{B}_{start}，L_{RBs}$）有如下的对应关系：
$$R{B}_{start}=K\cdot R{B}_{start}^{\prime },L_{RBs}=K\cdot L_{RBs}^{\prime }$$ 这里 K={1,2,4,8}K=\{1,2,4,8\}K={1,2,4,8} 的最大值且 $K\le N_{BWP}^{active}/N_{BWP}^{initial}$ （ 当$N_{BWP}^{active}\ge N_{BWP}^{initial}$）， 或者 $K=1$ （当$N_{BWP}^{active}<N_{BWP}^{initial}$ ）。

由初始 BWP 所定义的 RIV 得到起始值和长度后，通过 $K$ 倍放大后，可应用于其它 BWP 的资源分配。

RIV 和 $R{B}_{start}^{\prime }$ 及 $L_{RBs}^{\prime }$ 的对应关系：

• 如果 $(L_{RBs}^{\prime }-1)\le \lfloor N_{BWP}^{initial}/2\rfloor$，则 $RIV=N_{BWP}^{initial}(L_{RBs}^{\prime }-1)+R{B}_{start}^{\prime }$;
• 否则，$RIV=N_{BWP}^{initial}(N_{BWP}^{initial}-L_{RBs}^{\prime }+1)+（N_{BWP}^{initial}-1-R{B}_{start}^{\prime }）$ 。

这里 $L_{RBs}^{\prime }\ge 1$，$R{B}_{start}^{\prime }+L_{RBs}^{\prime }\le N_{BWP}^{initial}$

（3）以 RBG 为资源单位

当上行调度为 DCI 0_2，上行 type 1 资源分配域的 RIV 对应起始资源块组（RBG）和连续 RBG 的长度。 RBG 的大小 $P$ 由上层的参数 resourceAllocationType1GranularityDCI-0-2 定义， 如果没有此参数则 $P=1$。

PUSCH-Config ::=                        SEQUENCE {
...
resourceAllocationType1GranularityDCI-0-2-r16       ENUMERATED { n2,n4,n8,n16 }    OPTIONAL,   -- Need S
...
}

RIV 和 起始 RBG （$RB{G}_{start}$） 及连续 RBG 长度（$L_{RBGs}$ 及）的对应关系：
RIV 和 $R{B}_{start}^{\prime }$ 及 $L_{RBs}^{\prime }$ 的对应关系：

• 如果 $(L_{RBGs}-1)\le \lfloor N_{RBG}/2\rfloor$，则 $RIV=N_{RBG}(L_{RBGs}-1)+RB{G}_{start}$;
• 否则，$RIV=N_{RBG}(N_{RBG}-L_{RBGs}+1)+（N_{RBG}-1-RB{G}_{start}）$ 。

这里 $N_{RBG}$ 是总的 RBG 数目， $L_{RBGs}\ge 1$，$RB{G}_{start}+L_{RBGs}\le N_{RBG}$。

上行资源分配 type 2

(1) 交织资源块
交错/交织资源块（Interlaced resource blocks）的定义见 TS38.211 clause 4.4.4.6。

交织资源 m∈{0,1,…,M−1}m \in\{0,1,…,M-1\}m∈{0,1,…,M−1} 包括的 RB 为 {m,M+m,2M+m,3M+m,…}\{m,M+m,2M+m,3M+m,…\}{m,M+m,2M+m,3M+m,…}, 这里 $M$ 为交织资源的数目：
当 $\mu =0$，即 SCS=15 kHz 时, $M=10$
当 $\mu =1$，即 SCS=30 kHz 时, $M=5$

在 BWP i 中， 交织资源 m 中的第 n 个资源块 $n_{IRB,m}^{\mu }$ 所对应的 CRB 为：
$$n_{CRB}^{\mu }=M{n}_{IRB,m}^{\mu }+N_{BWP,i}^{start,\mu }+((m-N_{BWP,i}^{start,\mu })\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{d}M)$$这里， $N_{BWP,i}^{start,\mu }$ 是BWP 相对 CRB 0 的起始 RB。

（2）分配 BWP 中的交织资源
对于 $\mu =0$, 资源块分配域的 $X=6$ 个 MSBs（最重要的比特，即最前面的比特）构成的指示值 RIV 表明分配给UE的一组交织资源指数（interlace indices）$m_0+l$。

对于指示值 RIV 的范围 $0\le RIV<M(M+1)/2$ ，$l=0,1,\cdots L-1$。RIV 与资源起点 $m_0$ 及资源长度 $L$ 的对应关系为：

• 如果 $(L-1)\le \lfloor M/2\rfloor$，则 $RIV=M(L-1)+m_0$;
• 否则，$RIV=M(M-L+1)+（M-1-m_0）$ 。

对于指示值 $RIV\ge M(M+1)/2$ 的情况，RIV 与资源起点 $m_0$ 及资源长度 $l$ 的按照TS 38.214 Table 6.1.2.2.3-1 对应：
RIV−M(M+1)/2m0l00{0,5}10{0,1,5,6}21{0,5}31{0,1,2,3,5,6,7,8}42{0,5}52{0,1,2,5,6,7}63{0,5}74{0,5}\begin{array}{|c|c|c|}\hline RIV- M(M+1)/2&m_0&l\\ \hline 0 &0&\{0,5\}\\ \hline 1 &0&\{0,1,5,6\}\\ \hline 2 &1&\{0,5\}\\ \hline 3 &1&\{0,1,2,3,5,6,7,8\}\\ \hline 4 &2&\{0,5\}\\ \hline 5 &2&\{0,1,2,5,6,7\}\\ \hline 6 &3&\{0,5\}\\ \hline 7 &4&\{0,5\}\\ \hline \end{array}RIV−M(M+1)/201234567​m0​00112234​l{0,5}{0,1,5,6}{0,5}{0,1,2,3,5,6,7,8}{0,5}{0,1,2,5,6,7}{0,5}{0,5}​​
对于 $\mu =1$, 资源块分配域的 $X=5$ 个 MSB 比特构成的比特图样（bitmap）指示交织资源的分配。Bitmap 的长度为 $M$，从 bitmap 的 MSB 到 LSB 对应交织资源从 0 到 M-1，bitmap 的比特值为 1 对应的资源分配给 UE， 否则不分配给 UE。

（3）RB 集

$N_{RB-set,UL}^{BWP}$ 是激活的上行 BWP 中 RB 集（RB set）的数目（TS38.214 clause 7）。

在共享频谱（shared spectrum）接入的情况下，当 UE 的上行载波针对子载波参数 $\mu$ 被配置了 IntraCellGuardBandsPerSCS，上行的BWP被分割成 $N_{RB-set,UL}^{BWP}$ 个RB 集，在每两个 RB 集之间有保护频带。每个 RB 集 $s$ 由起始的通用资源块（CRB）编号 $R{B}_{s,UL}^{start,\mu }$ 和结束的 CRB 编号 $R{B}_{s,UL}^{end,\mu }$ 定义。每个保护频带 $s$ 由起始的 CRB 编号 $G{B}_{s,UL}^{start,\mu }$ 和 CRB 的长度 $G{B}_{s,UL}^{size,\mu }$ 定义，这两个值分别由上层参数 startCRB 和 nrofCRBs 提供。

如果给 UE 配置的参数 nrofCRBs = 0 则没有小区内保护频带。对于 $\mu =0$, UE 假定一个 RB set 里的RB个数为 100 到 110；. 对于 $\mu =1$, UE 假定一个 RB set 里的RB个数为 50 到 55，在极端情况至多 56 个RB。

对于子载波参数 $\mu$，UE 的 BWP $i$ 使用 $s_0$ 和 $s_1$ 来定义，$0\le s_0\le s_1\le N_{RB-set,UL}-1$，用 RB 集 $s_0$ 的起点作为 BWP 的起点，用 RB 集 $s_1$ 的终点作为 BWP 的终点。

$$N_{BWP,i}^{start,\mu }=R{B}_{s0,UL}^{start,\mu },N_{BWP,i}^{size,\mu }=R{B}_{s1,UL}^{end,\mu }-R{B}_{s0,UL}^{start,\mu }+1$$

（4）BWP 的 RB集分配
在 DCI 0_0（ UE-specific 搜索空间检测） 和 DC 0_1，针对 $\mu =0$ 和 $\mu =1$, 资源分配信息中的 Y 个 LSB 比特, $$Y=\lceil {\log }_2(N_{RB-set,UL}^{BWP}(N_{RB-set,UL}^{BWP}+1))/2\rceil ,$$ 指示分配给 UE 的 RB 集。

指示值 RIV 提供起始 RB 集和 RB 集长度的信息

• 如果 $(L_{RB-set}-1)\le \lfloor N_{RB-set,UL}^{BWP}/2\rfloor$，则 $RI{V}_{RB-set}=N_{RB-set,UL}^{BWP}(L_{RB-set}-1)+N_{RB-set,UL}^{start}$，
• 否则， $RI{V}_{RB-set}=N_{RB-set,UL}^{BWP}(N_{RB-set,UL}^{BWP}-L_{RB-set}+1)+(N_{RB-set,UL}^{BWP}-1-N_{RB-set,UL}^{start})$。

确定 BWP

在 DCI 0-1 和 DCI 0-2 的 Bandwidth part indicator 域有 0, 1 或 2 个比特，比特的数目根据 UL BWP 的数目$n_{BWP,RRC}$ 确定，UL BWP 的数目由上层信息给出。 Bandwidth part indicator 域的比特数目为 $\lceil {\log }_2(n_{BWP})\rceil$。

• 如果 $n_{BWP,RRC}\le 3$，$n_{BWP}=n_{BWP,RRC}+1$ ,
• 否则，$n_{BWP}=n_{BWP,RRC}$ 。

根据 BWP-ID 确定BWP。

UplinkConfig ::=                    SEQUENCE {
    initialUplinkBWP                    BWP-UplinkDedicated                                                     OPTIONAL,   -- Need M
    uplinkBWP-ToReleaseList             SEQUENCE (SIZE (1..maxNrofBWPs)) OF BWP-Id                              OPTIONAL,   -- Need N
    uplinkBWP-ToAddModList              SEQUENCE (SIZE (1..maxNrofBWPs)) OF BWP-Uplink                          OPTIONAL,   -- Need N
    firstActiveUplinkBWP-Id             BWP-Id                                                                  OPTIONAL,   -- Cond SyncAndCellAdd
     ...,
     }

BWP-Uplink ::=                      SEQUENCE {
    bwp-Id                              BWP-Id,
    bwp-Common                          BWP-UplinkCommon                                            OPTIONAL,   -- Cond SetupOtherBWP
    bwp-Dedicated                       BWP-UplinkDedicated                                         OPTIONAL,   -- Cond SetupOtherBWP
    ...
}