一文了解5G NR下行链路数据传输过程

NR 下行链路数据传输关于将用户数据转换成PDSCH数据并通过每个传输天线进行传输的过程。这是NR中最复杂的过程之一,涉及的因素很多。以下是涉及到这个过程的因素。关键(核心部分)是传输过程,DCI和RRC为传输过程提供(配置)一些参数。

在LTE中,大部分传输参数是固定的或由传输过程算法自动确定的,DCI只配置了少量的参数,RRC消息在这个过程中影响不大。然而,在NR中,许多传输流程参数不仅由DCI提供(配置),而且还由RRC消息提供,这意味着流程将变得更加灵活,但对流程进行故障排除将变得更加困难。

其中,PDSCH:Physic Downlink Shared Chanel,主要用于承载下行业务数据和寻呼消息。

DCI:Downlink Control Information,控制信息集合,这些信息用于调度下行数据下行信道(如PDSCH)或上行数据信道(如,PUSCH)。

RRC:Radio Resource Control,无线资源控制,通过一定的策略和手段进行无线资源管理、控制和调度,在满足服务质量的要求下,尽可能地充分利用有限的无线网络资源,确保到达规划的覆盖区域,尽可能地提高业务容量和资源利用率。

下面总结一下PDSCH传输处理过程。

PDSCH传输过程主要为:

l  传输块(TB)CRC附着

l  LDPC基图选择

l  码块(CB)分段与码块CRC附着

l  信道编码

l  速率匹配

l  码块连接

l  加扰

l  调制

l  层映射

l  天线端口映射

l  映射到虚拟资源块(VRB)

l  虚拟资源块映射到物理资源块

用一张图来表示此过程:

传输块(TB)CRC附着

当收到来自高层的有效负载后,通过循环冗余校验(CRC)在每个传输块上进行错误检测。假设传输块大小为A,则根据A的大小,选择采用哪种CRC多项式进行CRC附着。

具体判断,如下图所示:

如果传输块大小A大于3824,则采用CRC24多项式,否则,采用CRC16多项式。

这里,CRC24是CRC24A,具体为:

CRC16多项式,具体为:

关于CRC校验的原理和算法,在这里就不再详细介绍。

LDPC基图选择

在NR 中,业务信道采用了LDPC编码方式。根据A的大小和码率进行选择,具体如下图。

如果将这个区域在坐标中表示出来,于是得到了下图。

在LDPC编码和解码中,将根据CB块数据、基图以及Zc,进行像信道编码。

码块分段与码块CRC附着

i)确定码块的最大值Kcb

码块的最大值取决于LDPC基图类型:

l  对于LDPC基图1:Kcb=84448

l  对于LDPC基图2:Kcb=3840

ii)确定码块数目

判断方法如下:

iii)确定每个码块的bits数

iv)确定 Kb

v)在所有的移位因子集合中,找到最小的Z。

vi)表示Zc:Kb*Zc>=K’

vii)设置:

K=22Zc,对于LDPC基图1

K=10Zc,对于LDPC基图2

viii)执行分段和添加CRC比特

信道编码

PDSCH信道编码方式采用LDPC编码。

速率匹配

码块连接

  加扰

调制

层映射

天线端口映射

层映射过程完成后,每个层被映射到天线端口。当CSI没有应用时,数据按下列方式映射到物理天线端口。

当CSI使用时,经过层映射的数据被映射到CSI天线,如下图所示。

映射到虚拟资源块

对于天线的每个端口,创建一个虚拟资源网格。

在资源网格中,用从最低频率到更高频率的PDSCH数据填充每个资源元素(RE)。

当它到达分配的PDSCH资源块的最高频率RE时,移动到下一个OFDM符号的最低频率RE。

但是不应该使用分配给以下目的的REs:

从虚拟资源映射到物理资源

UE 应假设根据指示的映射方案,非交织或交织映射将虚拟资源块映射到物理资源块。如果未指示映射方案,则UE 应采用非交织映射。

更多详细内容,参考5G NR 38系列标准。

文中主要示意图,来自sharetechnote,在此致谢!

数字基带信号处理过程,FPGA因特有的灵活性和并行算法处理优势,可针对5G NR的多场景需求做灵活定制。同时,为应对高速低时延处理需求,考验着广大工程师的系统架构设计能力。