5GNR PDSCH網(wǎng)優(yōu)學(xué)習(xí)筆記

NRPDSCH（一）這個(gè)系列介紹NR的PDSCH（PhysicalDownlinkSharedChannel），即物理下行共享信道。個(gè)人理解，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，下行信道比上行信道重要一些：PDCCH（PhysicalDownlinkControlChannel）比PUCCH（PhysicalUplinkControlChannel）重要，因?yàn)榛就ㄟ^PDCCH傳送DCI，實(shí)現(xiàn)上下行的資源分配；PDSCH比PUSCH（PhysicalUplinkSharedChannel）重要，因?yàn)橄滦袠I(yè)務(wù)量往往遠(yuǎn)大于上行——用戶接入網(wǎng)絡(luò)是為了獲取信息，而不是發(fā)幾張自拍（自戀的除外，哎，你別走啊…）。不止是DCCH（DedicatedControlChannel）和DTCH（DedicatedTrafficChannel），CCCH（CommonControlChannel）、BCCH（BroadcastControlChannel）和PCCH（PagingControlChannel）也會(huì)（間接）映射到PDSCH?？梢?，PDSCH不僅和用戶數(shù)據(jù)相關(guān)，還和系統(tǒng)信息（SIB）、尋呼（Paging）、隨機(jī)接入（RandomAccess）、RRC連接建立（RRCSetup）等過程相關(guān)，是非常重要的物理信道（是不是似曾相識(shí)，對(duì)，我從PDCCH那兒Copy來(lái)的）。

對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，PDSCH最重要，但對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，PDSCH的優(yōu)先級(jí)卻最低。下行物理資源總是先分配給參考信號(hào)（SSB和各種RS）和控制信道（PBCH和PDCCH），剩下的才可用于PDSCH。如果資源充足，基站也可以任性一下，NRPDSCH支持時(shí)隙聚合（NRPUSCH也支持）——在單層發(fā)送模式下，基站可使用相同的符號(hào)（分配），在連續(xù)n（2、4、8）時(shí)隙重復(fù)發(fā)送相同的數(shù)據(jù)（的不同RV），以獲得覆蓋增益。無(wú)論P(yáng)DSCH還是PUSCH，都要基站通過PDCCH發(fā)送DCI進(jìn)行調(diào)度。UE從DCI獲知PDSCH資源的位置，以及從PDSCH“卸載”數(shù)據(jù)所需的信息，比如MCS（ModulationandCodingScheme）和RV（RedundancyVersion）等。在此之前，UE可以向基站報(bào)告CSI（ChannelStateInformation），幫助基站更好的做出決定——如果UE處于空閑態(tài)，無(wú)法提前上報(bào)CSI（比如SIB1/OSI接收、尋呼、隨機(jī)接入等場(chǎng)景），基站會(huì)采用相對(duì)保守（保險(xiǎn)）的策略，比如使用較低的調(diào)制階數(shù)。

在NR中，DCIformat共有8種，但只有DCI1_0和DCI1_1和PDSCH相關(guān)。對(duì)比DCI1_0和DCI1_1的字段（表格引用自E家的《5GNRTheNextGenerationWirelessAccessTechnology》），可見DCI1_1比DCI1_0豐富一些。DCI1_1支持所有NR特性，包含和資源分配（頻域支持Type0和Type1）、傳輸塊（支持最多兩個(gè)TB）、HARQ（支持以碼塊組為粒度發(fā)送和反饋）、多天線、PUCCH相關(guān)的字段。DCI1_0做了一些簡(jiǎn)化，可視為“低配版”的DCI1_1。比如說(shuō)，DCI1_0不支持跨載波調(diào)度（不包含CarrierIndicator）和BWP切換（不包含BWPIndicator），不支持兩個(gè)TB、不支持多天線（Multi-Antenna）。由此，DCI1_0又稱為fallbackformat（回退格式），相應(yīng)的，DCI1_1稱為non-fallbackformat（非回退格式）。顯然，DCI1_1的payload大一些，但DCI1_1不一定需要帶上所有字段。根據(jù)系統(tǒng)配置的特性，有些字段可以省略，比如說(shuō)，如果沒有配置CA（CarrierAggregation，載波聚合），那么CA相關(guān)字段（CarrierIndicator，載波指示）就可以省略。由此，DCI1_1的payload大小不是固定的，而是和配置特性相關(guān)——UE也知道具體配置，因而并不影響UE對(duì)DCI進(jìn)行盲檢。另外，DCI1_1支持（最多）兩個(gè)TB，但可以“disable”其中一個(gè)TB，只傳送一個(gè)TB，這和LTE相似。

反過來(lái)，DCI1_0的payload小一些，除了個(gè)別字段（FrequencyDomainAllocation，取決于BWP），各字段的大小基本固定。DCI1_0支持的特性雖然少，但信令開銷也較小，調(diào)度小數(shù)據(jù)更有優(yōu)勢(shì)。SI-RNTI、P-RNTI、RA-RNTI、TC-RNTI、C-RNTI加擾的DCI1_0用于SIB1/OSI接收、尋呼、隨機(jī)接入等過程時(shí)會(huì)攜帶其他字段，比如SystemInformationIndicator或RandomAccessPreambleIndex。DCI1_0和1_1的字段詳見3GPPTS38.212的.1章節(jié)和.2章節(jié)。

以SI-RNTI加擾的DCI1_0為例（偷個(gè)懶，我又把這張圖搬出來(lái)了）,字段包括：FrequencyDomainResourceAssignment（頻域資源分配指示，長(zhǎng)度和下行BWP大小相關(guān)）、TimeDomainResourceAssignment（時(shí)域資源分配指示，4位）、VRBtoPRBmapping（VRB到PRB映射是否交織，1位）、ModulationandCodingScheme（調(diào)制與編碼策略，5位）、RedundancyVersion（HARQ冗余版本，2位）、SystemInformationIndicator（用于SIB1還是OtherSI，1位）。UE從FrequencyDomainResourceAssignment和TimeDomainResourceAssignment獲知PDSCH的時(shí)頻資源（對(duì)于SIB1接收?qǐng)鼍?，可參考《NR的小區(qū)搜索（四）》），從VRBtoPRBmapping、MCS（ModulationandCodingScheme）、RV（RedundancyVersion）獲知如何對(duì)PDSCH進(jìn)行處理（映射、解調(diào)、軟合并…），獲得PDSCH傳送的“數(shù)據(jù)”——DCI的這些信息，也反映了基站如何將數(shù)據(jù)“裝載”到PDSCH。

那么，“數(shù)據(jù)”如何通過PDSCH傳送呢？

先看一下DL-SCH（PDSCH的大主顧）的物理傳送模型。從PHY（物理層）角度看，MAC向PHY遞交的是MACPDU，PHY稱為TB（TransportBlock，傳輸塊）。在發(fā)送端（基站），TB經(jīng)過CRC添加、信道編碼、速率匹配、加擾、調(diào)制、資源映射、天線映射，最后通過無(wú)線信號(hào)發(fā)送；在接收端（UE），PHY按照相反順序進(jìn)行處理，從無(wú)線信號(hào)恢復(fù)出TB，提交給MAC。表面上看，MAC和PHY是上下層關(guān)系，但在處理過程中兩者是緊密結(jié)合的。PHY的時(shí)頻資源、調(diào)制策略，包括發(fā)送TB的大小，都是MAC確定的，MAC又以CSI為依據(jù)進(jìn)行決策，而CSI反映的正是PHY（信道）的信息（CQI、RI、PMI）。另一方面，HARQ功能同時(shí)跨越PHY和MAC——就下行方向而言，在發(fā)送端（基站），MAC負(fù)責(zé)傳輸和重傳TB，選擇RV，接收和處理ACK/NACK，PHY負(fù)責(zé)生成不同RV；在接收端（UE），MAC負(fù)責(zé)接收TB，發(fā)送ACK/NACK，PHY負(fù)責(zé)軟合并和CRC校驗(yàn)（引用自金輝老師文章）。

在NR中，對(duì)于特定的UE——每個(gè)小區(qū)默認(rèn)支持8個(gè)HARQ進(jìn)程，最多支持16個(gè)HARQ進(jìn)程（由高層參數(shù)NrofHARQProcessforPDSCH確定）；對(duì)于每個(gè)HARQ進(jìn)程，支持最多調(diào)度兩個(gè)TB（受限于高層參數(shù)MaxNrofCodeWordsScheduledbyDCI）。由于TB大小可能遠(yuǎn)大于LTE，NR支持以CBG（CodeBlockGroup）為粒度進(jìn)行HARQ傳送和重傳，而不用重傳整個(gè)TB。另外，NR支持空分復(fù)用（SpatialMultiplexing），PDSCH支持最多8層（Layer）傳輸（此時(shí)為兩個(gè)CodeWords），這和LTE相似。更具體的，根據(jù)3GPPTS38.211和TS38.212描述，在發(fā)送端，NRPDSCH處理包括12個(gè)步驟：1、TransportBlockCRCAttachment（TB添加CRC）；2、LDPCBaseGraphselection（選擇LDPCBaseGraph）；3、CodeBlockSegmentationandCodeBlockCRCAttachment（碼塊分割，以及碼塊添加CRC）；4、ChannelCoding（信道編碼，LDPC碼）；5、RateMatching（速率匹配）；6、CodeBlockConcatenation（碼塊串聯(lián)）；7、Scrambling（加擾）；8、Modulation（調(diào)制）；9、LayerMapping（層映射）；10、AntennaPortMapping（天線端口映射）、11、MappingtoVRB（映射到VRB）；12、VRBtoPRBMapping（映射到PRB）。步驟1~6詳見3GPPTS38.212的7.2章節(jié)；步驟7~12詳見3GPPTS38.211的7.3.1章節(jié)。從整體框架看，對(duì)于PDSCH的處理，NR和LTE十分相似。差異主要在于，在LTE中，DL-SCH信道編碼采用Turbo碼，在NR中，DL-SCH信道編碼采用LDPC（LowDensityParityCheck）碼（由于無(wú)良媒體的炒作，吃瓜群眾都記住了LDPC這個(gè)名字，雖然不知道實(shí)際是干啥的），特別強(qiáng)調(diào)了LDPCBaseGraph選擇。從某種意義來(lái)說(shuō)，3GPPTS38.212描述的步驟（1~6）都可視為“信道編碼”的一部分，LDPC對(duì)這些步驟（CRC添加、碼塊分割、速率匹配、碼塊串聯(lián)），甚至更早的TBS和MCS確定，都會(huì)產(chǎn)生影響。NRPDSCH（二）這一篇談PDSCH的時(shí)頻資源。PDSCH是物理信道，無(wú)論基站怎么處理TB（TransportBlock），就是扭成一團(tuán)麻花，最終也要“映射”到RE（ResourceElement），才可以通過天線發(fā)送。需要注意的是，基站以VRB形式分配PDSCH，VRB還要通過交織或非交織方式映射到PRB，另外，如果采用空間復(fù)用（SpatialMultiplexing），每個(gè)（邏輯）天線端口對(duì)應(yīng)一個(gè)“時(shí)頻平面”，這些內(nèi)容計(jì)劃在《NRPDSCH（四）》介紹。這里只討論一個(gè)“時(shí)頻平面”的VRB分配。UE通過DCI（DownlinkControlInformation）獲知PDSCH時(shí)頻資源的信息。以SI-RNTI加擾的DCIformat1_0為例，這些信息反映在兩個(gè)字段上：頻域——FrequencyDomainResourceAssignment；時(shí)域——TimeDomainResourceAssignment。下面分別看一下“頻域”和“時(shí)域”的具體實(shí)現(xiàn)。

先看頻域。

LTE的頻域資源分配有三種類型：Type0、Type1和Type2，NR保留了首尾兩種，重新命名為Type0（對(duì)應(yīng)LTE的Type0）和Type1（對(duì)應(yīng)LTE的Type2）。Type0通過位圖（Bitmap）方式分配資源，Type1通過RIV（ResourceIndicationValue）方式分配資源。DCI1_0只支持Type1資源（不是我的Type），DCI1_1兩種都支持（再次體現(xiàn)fallback和non-fallback的差距）。DCIformat1_1使用的資源類型，可由RRC（老佛爺）高層參數(shù)ResourceAllocation確定，取值可為ResourceAllocationType0、ResourceAllocationType1或DynamicSwitch。所謂“Dynamic”，就是RRC不指示具體類型，由DCI“動(dòng)態(tài)”指示——FrequencyDomainResourceAssignment的MSB（MostSignificantBit，最高位）為0表示Type0，MSB為1表示Type1，剩余bits表示具體資源。在Type0中，基站以RBG（RBGroup）為粒度分配。RBG是若干RB的集合。RBG包含的RB數(shù)量，由BWP大?。˙andwidthPartsize）和PDSCH配置（PDSCHConfig）根據(jù)3GPPTS38.214的表格.1-1確定。如上圖所示，對(duì)于4個(gè)BWP大小不同的區(qū)間，Config1對(duì)應(yīng)RBG包含的RB數(shù)量分別為2、4、8、16，Config2對(duì)應(yīng)RBG包含的RB數(shù)量分別為4、8、16、16（Type0資源使用非交織映射方式，VRB編號(hào)和PRB編號(hào)相同）。

假設(shè)RBG包含的RB數(shù)量為P，除第一個(gè)RBG以外，RBG的起始位置的CRB序號(hào)必須是P的整數(shù)倍。由此，如果BWP的起始位置（N_start_BWP）不是P的整數(shù)倍，第一個(gè)RBG包含的RB數(shù)量（RBG_size_0）小于P。如果BWP的終止位置（N_start_BWP+N_size_BWP）不是P的整數(shù)倍，最后一個(gè)RBG包含的RB數(shù)量（RBG_size_last）小于P。RBG的總數(shù)（N_RBG），第一個(gè)RBG包含的RB數(shù)量（RBG_size_0），以及最后一個(gè)RBG包含的RB數(shù)量（RBG_size_last）的計(jì)算公式如圖所示。示例中P為8，BWP起始位置為3，第一個(gè)RBG包含的RB數(shù)量為8–3=5，最后一個(gè)RBG包含的RB數(shù)量為3。（示圖中RB編號(hào)為CRB編號(hào)）

Type0以位圖方式表示分配哪些RBG，每個(gè)RBG對(duì)應(yīng)1位，MSB（最高位）對(duì)應(yīng)RBG0，LSB（最低位）對(duì)應(yīng)最后一個(gè)RGB。Type0支持非連續(xù)資源分配，也支持連續(xù)資源分配。舉個(gè)例子，BWP大小為24RB，PDSCH配置為Config1，查表可知RBG大小為2，位圖長(zhǎng)度為24/2=12位——示例分配的RBG（藍(lán)色部分）可用位圖“100101100111”表示。在Type1中，以起始位置（S）和RB數(shù)量（L）表示分配的資源，單位為RB。舉個(gè)例子，BWP大小為24RB，示圖右側(cè)分配的RB（橙色部分），可用S=7（第8個(gè)RB），L=11（長(zhǎng)度為11RB）表示。Type1只支持連續(xù)資源分配，沒有Type0靈活。Type1也有自己的優(yōu)點(diǎn)，一方面，Type1分配的粒度是RB，比Type0的RBG小，另一方面，就是Type1的編碼效率高?；静恢苯訉和L告知UE，而是將S和L聯(lián)合編碼，構(gòu)成RIV（根據(jù)L劃分為兩個(gè)區(qū)間，使用不同的計(jì)算公式，原因詳見《NR的小區(qū)搜索（四）》）。在BWP大?。∟_size_BWP，以下簡(jiǎn)稱N）確定的情況下，（S,L）組合和RIV一一對(duì)應(yīng)，基站從（S,L）組合推算RIV，并發(fā)送給UE，UE從RIV反向推算（S,L）組合。舉個(gè)例子：如果N=24，S=7，L=11，RIV=24x(11–1)+7=247；如果N=24，S=6，L=15，RIV=24x(24–15+1)+24–1–6=257。

另外，對(duì)于Type1，UE還要先確定RB編號(hào)的參考BWP（不知可否理解為PDSCH所在BWP？）。如果DCI沒有包含BWPIndicator，或UE不支持通過DCI變更BWP，則選擇激活BWP，如果DCI包含BWPIndicator，且UE支持通過DCI變更BWP，則選擇BWPIndicator指示的BWP。比較特殊的是，如果在CSS（CommonSearchSpace）通過DCI1_0調(diào)度PDSCH，則UE將接收DCI的CORESET視為BWP——比如小區(qū)搜索中的RMSI（SIB1）接收，UE將CORESET0頻域視為BWP計(jì)算RIV，可參考《NR的小區(qū)搜索（四）》。最后，為了避免UE“盲檢”PDCCH的次數(shù)過多，基站可能會(huì)進(jìn)行DCIsize對(duì)齊（可參考《NRPDCCH（一）》）操作。由于CSS的DCI1_0的FrequencyDomainResourceAssignment長(zhǎng)度和初始下行BWP（或CORESET0）相關(guān)，如果USS（UserSpecificSpace）的DCI1_0向CSS的DCI1_0對(duì)齊，基站在USS通過DCI1_0調(diào)度激活BWP的頻域資源，且激活BWP帶寬大于初始下行BWP（或CORESET0），實(shí)際調(diào)度的頻域資源應(yīng)進(jìn)行等比例“放大”，放大系數(shù)K計(jì)算公式如圖所示。

再看時(shí)域。

在NR中，PDSCH資源支持符號(hào)級(jí)別的調(diào)度，這比LTE靈活許多，但也增加了調(diào)度的復(fù)雜性。通常來(lái)說(shuō)，基站先通過RRC高層配置發(fā)送時(shí)域資源分配表，DCI調(diào)度時(shí)再發(fā)送索引（TimeDomainResourceAssignment），UE根據(jù)索引查表獲知具體配置——如果基站沒有配置，或在初始接入過程中（UE暫時(shí)無(wú)法獲取配置），則UE使用預(yù)先定義的時(shí)域資源分配表。更具體的，UE根據(jù)DCI加擾的RNTI類型，搜索空間類型，SSB/CORESET復(fù)用樣式，以及PDSCHConfigCommon（小區(qū)級(jí)）和PDSCHConfig（用戶級(jí)）配置確定使用的時(shí)域資源分配表。舉個(gè)例子，如果DCI用C-RNTI、MCS-RNTI或CS-RNTI加擾，搜索空間為和CORESET0沒有關(guān)聯(lián)的USS，用戶級(jí)配置（如果配置）優(yōu)先級(jí)最高，小區(qū)級(jí)配置（如果配置）次之，預(yù)定義表格（DefaultA）最末。在初始接入過程中，基站通過SI-RNTI加擾的DCI1_0調(diào)度攜帶RMSI的PDSCH，UE根據(jù)SSB/CORESET復(fù)用樣式確定預(yù)定義表格——Pattern1對(duì)應(yīng)表格.1-2（DefaultAfornormalCP）；Pattern2對(duì)應(yīng)表格.1-4（DefaultB）；Pattern3對(duì)應(yīng)表格.1-5（DefaultC）。下面以Pattern1和Pattern2為例，說(shuō)明如何理解PDSCH的時(shí)域資源分配表。上圖為Pattern1對(duì)應(yīng)的表格DefaultA（fornormalCP）。DCI1_0的TimeDomainResourceAssignment（0~15）就是上文提到的“索引”，和表格中的“RowIndex”（1~16）對(duì)應(yīng)。PDSCH時(shí)域資源由3個(gè)字段描述：K0、S和L。K0表示PDSCH時(shí)隙相對(duì)于PDCCH時(shí)隙的偏移——如果PDCCHSCS和PDSCHSCS相同，K0

=0表示PDSCH和PDCCH在同一時(shí)隙，K0

=1表示PDSCH在PDCCH時(shí)隙的下一時(shí)隙，以此類推。（相對(duì)應(yīng)的，K1表示HARQ反饋的PUCCH時(shí)隙相對(duì)于PDSCH時(shí)隙的偏移）

如果PDCCHSCS和PDSCHSCS不同（比如跨載波調(diào)度場(chǎng)景），PDCCH和PDSCH的時(shí)隙編號(hào)也不同。如下圖所示，如果PDCCHSCS是PDSCHSCS兩倍，PDCCHslotn和PDSCHslot2n、2n+1對(duì)齊，反過來(lái)，如果PDSCHSCS是PDCCHSCS兩倍，PDSCHslot2n和PDCCHslot2n、2n+1對(duì)齊。因而，如果PDCCHSCS和PDSCHSCS不同，PDSCH所在時(shí)隙不能直接在PDCCH時(shí)隙編號(hào)疊加k0，要對(duì)PDCCH時(shí)隙編號(hào)進(jìn)行“縮放”。如果DCI在PDCCH時(shí)隙n上發(fā)送，PDSCH所在時(shí)隙n_PDSCH=int(n_PDCCHx2^μPDSCH/2^μPDSCH)+k0。以上圖為例，如果PDCCHSCS為15kHz，PDSCHSCS為30kHz，DCI在PDCCH時(shí)隙n的符號(hào)0和7發(fā)送，分別調(diào)度PDSCH時(shí)隙2n的符號(hào)4~13和PDSCH時(shí)隙2n+1的符號(hào)4~13，k0分別為0和1。如果PDCCHSCS為30kHz，PDSCHSCS為15kHz，DCI在PDCCH時(shí)隙2n的符號(hào)0/1和時(shí)隙2n+1的符號(hào)4/5發(fā)送，分別調(diào)度PDSCH時(shí)隙n的符號(hào)2~6和符號(hào)12~13，k0均為0（都在PDSCH時(shí)隙n——2n+1除以2，向下取整為n）。

S表示起始符號(hào)，L表示時(shí)域長(zhǎng)度（符號(hào)數(shù)量）。在NR中，PDSCH資源的起始符號(hào)和時(shí)域長(zhǎng)度不是固定的。和RIV相似，S和L聯(lián)合編碼構(gòu)成SLIV（StartandLengthIndicatorValue）。在頻域中，協(xié)議對(duì)RBstart和LRB取值沒太多約束，只要兩者之和不超過BWP邊界即可，在時(shí)域中，協(xié)議對(duì)S和L有較強(qiáng)的約束——對(duì)于PDSCH和PUSCH，S和L需要滿足表格（3GPPTS38.214Table-1和-1）給出的條件。由圖可見，PDSCH映射類型（PDSCHMappingType）分為TypeA和TypeB，約束條件和適用場(chǎng)景不同。TypeA的S比較靠前（必須為0~3，S=3僅適用于dmrsTypeAPosition為3場(chǎng)景），L比較長(zhǎng)（對(duì)于NormalCP，3~14個(gè)符號(hào)），PDSCH資源不能超過時(shí)隙邊界，即S+L<=14。典型配置是符號(hào)0~2為PDCCH，符號(hào)3~14為PDSCH（占滿時(shí)隙），TypeA也稱為slotbased（基于時(shí)隙）調(diào)度，更適合EMBB（EnhancedMobileBroadband）業(yè)務(wù)。TypeB的S比較靈活，L比較短（對(duì)于NormalCP，限制為2、4、7個(gè)符號(hào)），同樣的，PDSCH資源不能超過時(shí)隙邊界，即S+L<=14。一個(gè)時(shí)隙可以多次調(diào)度TypeB資源。TypeB也稱為minislotbased調(diào)度或nonslotbased調(diào)度，更適合URLLC（Ultra-ReliableLowLatencyCommunication）業(yè)務(wù)。另外，一個(gè)時(shí)隙也可以調(diào)度TypeA+TypeB資源，但TypeA必須在前面。

下圖為Pattern2對(duì)應(yīng)的表格DefaultB。在調(diào)度RMSI時(shí)，部分RowIndex（12~14）不會(huì)使用，這里沒有呈現(xiàn)。示例中SSBSCS為120kHz，RMSISCS為60kHz，SSBPattern為CaseD。SSB和CORESET0（PDCCH）的時(shí)域資源已經(jīng)確定（詳見《NR的小區(qū)搜索（三）》），PDSCH的時(shí)域資源就基本確定了。如上圖所示，SSBINDEX=4k、4k+1、4k+2、4k+3對(duì)應(yīng)CORESET0起始符號(hào)分別為0、1、6、7，長(zhǎng)度均為1。DCIformat1_0的TimeDomainResourceAssignment分別為0、1、3、4，對(duì)應(yīng)分配表RowIndex為1、2、4、5。以RowIndex=5為例，K0

=0，S=10，L=2，即PDSCH在PDCCH同一時(shí)隙，起始符號(hào)為10，長(zhǎng)度為2。

另外，NRPDSCH支持時(shí)隙聚合（NRPUSCH也支持）?；究墒褂孟嗤姆?hào)，在連續(xù)n個(gè)時(shí)隙重復(fù)發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，以獲得覆蓋增益（此時(shí)只能使用單層發(fā)送模式）。n由高層參數(shù)PDSCHAggregationFactor確定，取值可為n2、n4、n8。PDSCH配置時(shí)隙聚合時(shí)（PDSCHAggregationFactor>1），每個(gè)時(shí)隙發(fā)送的RV（RedundancyVersion）不同，比如說(shuō)，如果DCI指示RV為0，基站在nmod4為0、1、2、3（此處n是時(shí)隙編號(hào)）的時(shí)隙中發(fā)送的RV分別為0、2、3、1。最后，基站和UE從PDSCH資源分配信息推算用于PDSCH的RB數(shù)量（n_PRB），用于計(jì)算碼率、確定MCS（ModulationandCodingScheme）和TBS（TransportBlockSize）——不過，有一些資源需要剔除（比如，作為inband部署的LTE頻段），基站通過RateMatchPattern告知UE。更具體的，基站在PDSCHConfig或ServingCellConfigCommon配置RateMatchPatterntoAddModList，各可增加（最多）4個(gè)BWP級(jí)別的RateMatchPattern，并通過DCI1_1的RateMatchIndicator指示是否生效。攜帶SIB1/OSI、Paging、MSG2/MSG4的PDSCH不用考慮上述限制。NRPDSCH（三）

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這一篇談PDSCH的信道編碼。從某種意義來(lái)說(shuō)，3GPPTS38.212描述的步驟（1~6）都可視為“信道編碼”的一部分。對(duì)于PDSCH來(lái)說(shuō)，信道編碼輸入為MACPDU，在DL-SCH物理傳送模型中，稱為TB（TransportBlock）；信道編碼輸出為CodeWord（碼字）。CodeWord是一個(gè)“承前啟后”的角色——向前看，CodeWord可視為攜帶糾錯(cuò)信息的TB（1個(gè)TB對(duì)應(yīng)1個(gè)CodeWord）；向后看，CodeWord的碼率和物理資源（Qm、n_PRB、N_Layer，不同TB獨(dú)立進(jìn)行速率匹配）匹配。在NR中，PDSCH信道編碼采用LDPC（LowDensityParityCheck）碼。LDPC碼是線性分組糾錯(cuò)碼，校驗(yàn)矩陣為“稀疏矩陣”，有較大的最小距離，從而降低譯碼的復(fù)雜性（復(fù)雜度和碼長(zhǎng)呈線性關(guān)系）。LDPC碼構(gòu)造靈活，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，性能非常接近香農(nóng)極限。通過RAN1#84bis到RAN1#87共5次會(huì)議，3GPP最終確定EMBB（EnhancedMobileBroadband）場(chǎng)景數(shù)據(jù)信道采用LDPC碼（以上內(nèi)容引用自人民郵電出版社《5G空口特性與關(guān)鍵技術(shù)》）。更具體的，LDPC碼是用一個(gè)稀疏的非系統(tǒng)的校驗(yàn)矩陣（ParityCheckMatrix）H定義的線性分組糾錯(cuò)碼。H的行對(duì)應(yīng)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)（r），列對(duì)應(yīng)信息節(jié)點(diǎn)或變量節(jié)點(diǎn)（x），兩者之間的關(guān)系可用校驗(yàn)方程（左側(cè)）或Tanner圖（右側(cè)）表示。以第一個(gè)方程為例，r1=x1+x2+x4+x5對(duì)應(yīng)Tanner圖中的黃線部分。LDPC碼的碼率（Rate）計(jì)算方式和其他線性分組碼一樣，如果H為m行xn列的矩陣，碼率為(n–m)/n。（n-m為信息比特?cái)?shù)，n為傳輸比特?cái)?shù)）

LDPC碼的關(guān)鍵是構(gòu)造校驗(yàn)矩陣H，由于隨機(jī)構(gòu)造方法不利于實(shí)現(xiàn)，后來(lái)產(chǎn)生了利用幾何代數(shù)方法構(gòu)造校驗(yàn)矩陣的LDPC碼，包括NR采用的QC-LDPC（Quasi-Cyclic）碼——準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼。盡管犧牲了LDPC碼的部分優(yōu)點(diǎn)（交織特性），但QC-LDPC碼更易于實(shí)現(xiàn)，兼顧（實(shí)現(xiàn)）成本和性能。QC-LDPC碼先定義一個(gè)mxn的“母矩陣”（決定LDPC碼的性能）HBG，再將“0”和“1”分別用LxL的全零子矩陣和循環(huán)移位子矩陣（由單位矩陣循環(huán)移位Pi,j次）替換，得到校驗(yàn)矩陣H。下面來(lái)看NRPDSCH的具體實(shí)現(xiàn)。

假設(shè)基站已經(jīng)確定TBS（TBSize），第一步是給長(zhǎng)度為A的TB（a0,a1,…,aA-1）添加長(zhǎng)度為L(zhǎng)的CRC（CyclicRedundancyCode，循環(huán)冗余碼），以便UE對(duì)接收TB進(jìn)行校驗(yàn)。PDCCH的TBCRC長(zhǎng)度固定為24（參考《NRPDCCH（一）》），而PDSCH的TBCRC長(zhǎng)度和TBS（A）有關(guān)——如果A大于3824，L為24，否則L為16。數(shù)值3824源于BG1和BG2的分界點(diǎn)3824（或BG2的最大碼塊大小3840）。如上圖所示，TB可視為長(zhǎng)度為A的序列a0,a1,…,aA-1，通過gCRC24(D)算法或gCRC16(D)算法生成長(zhǎng)度為L(zhǎng)（24或16）的CRC，添加到序列a0,a1,…,aA-1之后，構(gòu)成長(zhǎng)度為B=A+L的序列b0,b1,…,bB-1。從LDPC碼的角度看，包含CRC的TB才是待編碼的信息bit（真正的輸入）。對(duì)于新傳數(shù)據(jù)塊，基站根據(jù)TBS（A）和碼率（R）選擇BaseGraph（和母矩陣關(guān)聯(lián)，以下簡(jiǎn)稱為BG）。如果滿足以下3個(gè)條件之一，基站選擇BG2：條件1，A<=292；條件2，A<=3824，且R<=0.67；條件3，R<=0.25。條件1、2、3區(qū)域部分重疊，構(gòu)成“階梯”形狀——“階梯”以外的區(qū)域，基站選擇BG1。上述原則可“近似”理解為：低碼率/小TBS選擇BG2，高碼率/大TBS選擇BG1。

LDPC碼是分組碼，對(duì)CB（CodeBlock，碼塊，即分組）大小有限制。最大CB大小記為Kcb。BG1的Kcb為8448，BG2的Kcb為3840（3824+16）。如果TB+CRC長(zhǎng)度（B）大于Kcb，則對(duì)TB+CRC進(jìn)行碼塊分割（CodeBlockSegmentation），CB數(shù)量記為C。更具體的，如果B>Kcb，C=B/(Kcb–L)（向上取整），這里L(fēng)指CB的CRC長(zhǎng)度，取值為24。所有CB和CBCRC的總長(zhǎng)度為B'=B+CxL——如果B<=Kcb，則C=1，L=0（不添加CBCRC），B'=B。

在NR中，TB可能遠(yuǎn)大于LTE，如果稍有點(diǎn)差錯(cuò)就重傳TB，效率太低了。因而，PDSCH支持以CBG（CodeBlockGroup）為粒度（比CB大，比TB?。┻M(jìn)行發(fā)送和反饋。如果RRC配置CodeBlockGroupTransmission（前提是UE支持），每個(gè)TB（+CRC）劃分為M個(gè)CBG。M=min(N,C)，即N和C的較小值。N由高層參數(shù)maxCodeBlockGroupsPerTransportBlock確定，取值為n2、n4、n6、n8——如果DCI（1_1）調(diào)度兩個(gè)TB，N最大只能為n4，因?yàn)橐晕粓D方式表示CBG發(fā)送狀態(tài)的CBGTI（CBGTransmissionInformation）共8位，每個(gè)TB只能分到4位。如果N比C大，則M=C——1個(gè)TB劃分為C個(gè)CBG，1個(gè)CBG包含1個(gè)CB，這也是為了實(shí)現(xiàn)效率最大化（M越大，效率越高）。如果C>M（N），由于C不一定被M整除，各CBG包含的CB數(shù)量可能不等，前面的CBG會(huì)多1個(gè)CB。M個(gè)CBG分為兩部分，前M1個(gè)CBG包含的CB數(shù)量為K1，其他CBG包含的CB數(shù)量為K2。舉個(gè)例子，如果N=8，C=27，M=min(8,27)=8，即共有8個(gè)CBG。M1=mod(27,8)=3，C/M=27/8，向上取整為4，向下取整為3，即K1為4，K2為3。由此，27個(gè)CB分為8個(gè)CBG，前3（M1）個(gè)CBG包含的CB數(shù)量為4（K1），其他CBG包含的CB數(shù)量為3（K2）。

基站對(duì)CB分別進(jìn)行LDPC編碼。按照QC-LDPC碼構(gòu)造校驗(yàn)矩陣H的方法，基站先計(jì)算“提升因子”Zc，再將母矩陣HBG“提升”為校驗(yàn)矩陣H。Zc確定步驟如下：1、確定Kb（碼塊大小），對(duì)于BG1，Kb為22，對(duì)于BG2，根據(jù)B所在區(qū)間（以640、560、192為分界），Kb取10、9、8或6；2、計(jì)算K'=B'/C；3、在3GPPTS38.212表格5.3.2-1找到滿足KbxZc>=K'的最小的Zc。接著，基站將（提升后）碼塊大小K設(shè)置為22Zc（BG1）或10Zc（BG2）。當(dāng)Zc為384（最大值），可得到BG1和BG2的Kcb——22x384=8448（BG1）；10x384=3840（BG2）。Zc分為8個(gè)集合，SetIndex為0、1、2、3、4、5、6、7包含的Zc分別為2、3、5、7、9、11、13、15（都是質(zhì)數(shù)）和2^n的乘積。也就是說(shuō)，表格中的Zc不會(huì)重復(fù)，特定取值只會(huì)在某個(gè)集合出現(xiàn)一次。確定Zc，同時(shí)就確定了SetIndex。舉個(gè)例子，如果A=250，由于A<=292，選擇BG2；由于B=A+16=266<3840，C=1，B'=B=266，K'=B'/C=266；由于192<B<560，Kb=8，查表找到滿足KbxZc>=K'的最小的Zc為36，SetIndex為4。（希望我沒算錯(cuò)，媽媽咪?。┇@得Zc和SetIndex后，可將HBG“提升”為H。示圖為BG1和BG2的HBG（根據(jù)3GPPTS38.212表格5.3.2-2整理），藍(lán)色對(duì)應(yīng)數(shù)值“1”，白色對(duì)應(yīng)數(shù)值“0”。BG1的HBG為46（行）x68（列）矩陣，BG2的HBG為42（行）x52（列）矩陣。HBG看起來(lái)確實(shí)很“稀疏”，特別是后面的“對(duì)角線”結(jié)構(gòu)，相比之下，前面的兩列有點(diǎn)太“擁擠”（或者說(shuō)，列重（“1”數(shù)量）很大）。接下來(lái)，HBG各項(xiàng)替換為ZcxZc大小的子矩陣，以BG1為例，HBG為46（行）x68（列）矩陣，替換后為46xZc（行）x68xZc（列）矩陣。具體方法如下：HBG的數(shù)值“0”替換為“全零矩陣”；數(shù)值“1”替換為“單位矩陣”，并向右循環(huán)移位Pi,j次——Pi,j=mod(Vi,j,Zc)，Vi,j從3GPPTS38.212表格5.3.2-2查詢獲得。舉個(gè)例子，對(duì)于BG1，在3GPPTS38.212表格5.3.2-2可以找到RowIndex（i）為0和ColumnIndex（j）為12，說(shuō)明HBG這個(gè)位置（0行，12列）值為1，替換為ZcxZc的“單位矩陣”，并向右循環(huán)移位Pi,j次。表格中，i=0，j=12對(duì)應(yīng)8個(gè)Vi,j，分別為191、17、164、21、216、339、0、128，如果SetIndex為3，Vi,j為21。如果Zc為14，Pi,j=mod(21,14)=7。

獲得校驗(yàn)矩陣H后，由H和信息比特序列c生成校驗(yàn)比特序列w，常規(guī)方法是由H推算生成矩陣G，也可通過其他方式簡(jiǎn)化，這取決于廠家具體實(shí)現(xiàn)。根據(jù)協(xié)議描述，輸出序列為d0,d1,…,dN-1，BG1和BG2輸出位數(shù)N分別為66Zc和50Zc。H的列數(shù)為N+2Zc（68Zc或52Zc），正好和c+w的長(zhǎng)度（c的長(zhǎng)度為K，w的長(zhǎng)度為N+2Zc–K）相等，滿足矩陣相乘的要求（第一個(gè)矩陣的列數(shù)等于第二個(gè)矩陣的行數(shù)）。無(wú)論初傳還是重傳，c的前2Zc項(xiàng)（c0,c1,…,c2Zc-1）都不會(huì)發(fā)送（UE可從校驗(yàn)比特恢復(fù)），貌似和校驗(yàn)矩陣前2Zc列（對(duì)應(yīng)HBG前2列）過于“擁擠”有關(guān)，去掉2Zc項(xiàng)可以在高碼率時(shí)提高譯碼性能（不太確定，個(gè)人理解是可以提高編碼效率，且對(duì)譯碼性能影響不大）。由此，BG1碼率調(diào)整為(68–46)/66=1/3，BG2碼率調(diào)整為(52–42)/50=1/5。

由此，如果將輸出序列（d0,d1,…,dN-1）直接發(fā)送給UE，那么碼率就是1/3（BG1）或1/5（BG2）了，可能和空口期望碼率（取決于Qm、n_PRB和N_Layer）不符。因而，基站先將輸出序列寫入環(huán)形緩存，再?gòu)木彺妫ㄑh(huán)）選擇發(fā)送的比特，實(shí)現(xiàn)速率匹配。根據(jù)協(xié)議描述，速率匹配包括BitSelection（Bit選擇）和BitInterleaving（Bit交織）兩步，實(shí)際只有BitSelection影響碼率。

更具體的，輸出序列（d0,d1,…,dN-1）依序?qū)懭氕h(huán)形緩存，如果忽略LBRM（LimitedBufferRateMatching，有限緩存速率匹配），緩存大小Ncb也為N。根據(jù)LDPC碼的編碼特征，前面是系統(tǒng)比特（systembit），后面是校驗(yàn)比特（paritybit）。如果空口碼率低于編碼碼率（1/3或1/5），基站從緩存“循環(huán)”（重復(fù)）選擇比特（加大分母），如果空口碼率高于編碼碼率，基站減少發(fā)送比特（縮小分母）。

TB（確切的說(shuō)，CB）初傳時(shí)，基站從d0開始選擇比特（即RV0）。如果空口碼率高于編碼碼率，基站（選擇）發(fā)送比特總數(shù)小于N，包括系統(tǒng)比特和部分校驗(yàn)比特——校驗(yàn)比特?cái)?shù)量越少，發(fā)送碼率越高。如果空口碼率接近0.95（協(xié)議規(guī)定的NR碼率上限），基站只發(fā)送系統(tǒng)比特和極少量校驗(yàn)比特，這意味著，信道質(zhì)量足夠好，UE才能正確譯碼——當(dāng)然，如果UE沒先向基站“吹?！保ㄟ^高的CQI和RI），基站也不會(huì)亂來(lái)。如果接收方緩存有限，發(fā)送方需要啟用LBRM，確保發(fā)送碼率足夠高。LBRM對(duì)上行方向（PUSCH）和下行方向（PDSCH）都適用，上行方向可通過高層參數(shù)rateMatching（LimitedBufferRM）配置是否支持，下行方向則強(qiáng)制要求支持，畢竟終端能力比基站差一大截。如果下行方向（PDSCH）啟用LBRM（ILBRM=1），環(huán)形緩存大小Ncb=min(N,Nref)，即N和Nref的較小值。Nref計(jì)算公式如上圖所示，C為碼塊數(shù)量，RLBRM為2/3，TBSLBRM為啟用LBRM時(shí)的TBS。TBSLBRM確定過程詳見3GPPTS38.212的章節(jié)。確定Ncb后，可定義各個(gè)CB的不同RV（RedundancyVersion）。不同RV表示從環(huán)形緩存的不同位置開始選擇比特，起始位置以k0表示，k0=0表示從頭部（d0）開始。如果沒有啟用LBRM，Ncb=N，Ncb為66Zc（BG1）或50Zc（BG2）。對(duì)于BG1，RV0、1、2、3的k0分別為0、17Zc、33Zc、56Zc；對(duì)于BG2，RV0、1、2、3的k0分別為0、13Zc、25Zc、43Zc。如果啟用LBRM，Ncb可能小于N，但不同RV的k0依然為Zc的整數(shù)倍（注意括號(hào)為向下取整）。

對(duì)于編號(hào)為r的CB，長(zhǎng)度為N的（LDPC編碼）序列d0,d1,…,dN-1，經(jīng)過“比特選擇”轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)度為E的序列er0，er1，…，er(E-1)，再經(jīng)過“比特交織”轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)度為E的序列fr0，fr1，…，fr(E-1)。“比特交織”采用簡(jiǎn)單的“行列交織器”，交織行數(shù)為調(diào)制階數(shù)Qm。最后，如果C>1，即前面進(jìn)行了碼塊分割（CodeBlockSegmentation），基站還要進(jìn)行碼塊串接（CodeBlockConcatenation），構(gòu)成長(zhǎng)度為G的序列g(shù)0，g1，…，g(G-1)。NRPDSCH（四）-05-15原文這一篇談PDSCH物理傳送模型的后半部分，內(nèi)容包括加擾（Scrambling）、調(diào)制（Modulation）、層映射（LayerMapping）、天線端口映射（AntennaPortMapping）、VRB映射（MappingtoVRB）和PRB映射（MappingfromVRBtoPRB），協(xié)議描述詳見3GPPTS38.211的章節(jié)~章節(jié)。

首先是加擾。TB（TransportBlock）經(jīng)“信道編碼”（可參考《NRPDSCH（三）》）后轉(zhuǎn)換為CW（Codeword，碼字）。在NR中，PDSCH（一次調(diào)度）最多支持兩個(gè)CW（和LTE相似，受限于層數(shù)），1個(gè)CW對(duì)應(yīng)1個(gè)TB，分別記為q=0和q=1。PDSCH和PDCCH的“擾碼”（ScramblingCode）相似，c(n)由多項(xiàng)式x1和x2生成，但初始序列cinit稍有差異。PDSCH的cinit輸入包含q，對(duì)應(yīng)不同CW。同時(shí)，PDCCH的cinit的n_ID為PDCCH-DMRS-Scrambling-ID（適用于USS），PDSCH的cinit的n_ID為DataScramblingIdentityPDSCH（適用于C-RNTI或CS-RNTI，且不使用CSS的DCI1_0調(diào)度）。無(wú)論P(yáng)DCCH，還是PDSCH，如果RRC沒有配置ID（Identity），n_ID默認(rèn)等于n_cell_ID。然后是調(diào)制，將二進(jìn)制序列（BinarySequence）轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)序列（ComplexNumberSequence），長(zhǎng)度為M。在NR中，PDCCH使用QPSK調(diào)制（4狀態(tài)->2比特->1符號(hào)），提高DCI傳送的可靠性。對(duì)于PDSCH，特別是TB較大的時(shí)候，只用QPSK效率太低了——因而，NRPDSCH支持4種調(diào)制方式，包括QPSK、16QAM、64QAM和256QAM，調(diào)制階數(shù)（Qm，一個(gè)調(diào)制符號(hào)對(duì)應(yīng)的比特?cái)?shù)量）分別為2、4、6、8（同時(shí)決定速率匹配中BitInterleaving的交織行數(shù)，可參考《NRPDSCH（三）》）。Qm越大，空口碼率越高。

接著是層映射，將符號(hào)映射到不同層。和LTE相似，NR可通過“空分復(fù)用”（SpatialMultiplexing）提升傳輸速率，這是一種基于MIMO（Multi-Input-Multi-Output）的技術(shù)。所謂MIMO，即“信道”有“多路輸入”（多個(gè)發(fā)射天線端口）和“多路輸出”（多個(gè)接收天線端口），構(gòu)成一個(gè)“信道矩陣”。計(jì)算矩陣的“秩”（Rank），可獲得“互不相關(guān)”的信道數(shù)量，即“層”（Layer）的數(shù)量?；驹诓煌瑢印安⑿小卑l(fā)送不同數(shù)據(jù)，就可以提升下行傳輸速率。層數(shù)越大，空口碼率越高。由“秩”的定義可知，層數(shù)不會(huì)大于發(fā)射天線端口數(shù)，也不會(huì)大于接收天線端口數(shù)。注意，“天線端口”不等同于“物理天線”——“天線端口”（AntennaPort）是一個(gè)邏輯概念，由對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)（ReferenceSignal）定義。UE根據(jù)參考信號(hào)識(shí)別天線端口，不知道對(duì)應(yīng)信號(hào)是從一個(gè)物理天線發(fā)射，還是多個(gè)物理天線（合并）發(fā)射的。顯然，天線端口數(shù)也不會(huì)大于物理天線數(shù)。由此可見，層數(shù)還是受限于物理天線數(shù)，且主要受限于UE——由于空間有限，UE裝不下那么多天線（考慮波長(zhǎng)和干擾等）。

在LTE早期版本中，UE使用CRS（CellSpecificRS，小區(qū)特定參考信號(hào)）進(jìn)行信道估計(jì)和數(shù)據(jù)解調(diào)，CRS最多配置4個(gè)天線端口（p=1~4），也只能支持4層傳輸。CRS的問題是開銷太大（每個(gè)下行子幀，整個(gè)下行帶寬的每個(gè)RB都會(huì)發(fā)送CRS），增加CRS天線端口數(shù)量可以提高層數(shù)，但CRS開銷的增長(zhǎng)也會(huì)抵消層數(shù)的增益，對(duì)峰值速率產(chǎn)生限制。為此，在LTE后期版本中，3GPP引入CSI-RS（ChannelStateInformationRS，信道狀態(tài)參考信號(hào)）用于獲取CSI（ChannelStateInformation），并添加UE-RS（UESpecificRS，UE特定參考信號(hào)，也可稱為DMRS）用于數(shù)據(jù)解調(diào)（CSI-RS在R10引入，UE-RS引入更早，TM7和TM8已經(jīng)使用UE-RS）。

在LTE中，CSI-RS支持1、2、4、8個(gè)天線端口配置，在p=15、p=15~16、p=15~18或p=15~22發(fā)送；UE-RS在p=5、p=7、p=8或p=7~v+6發(fā)送——v為PDSCH傳輸層數(shù)。R10增加的TM9用CSI-RS和UE-RS替代CRS，PDSCH最多支持8層傳輸。NR干脆取消CRS（同時(shí)取消基于CRS的預(yù)編碼矩陣，傳輸模式隨之簡(jiǎn)化），PDSCH最多也支持8層傳輸——對(duì)于DMRSType1，天線端口為{1000～1007}，對(duì)于DMRSType2，天線端口為{1000～1003,1006～1009}。往前看，CW數(shù)量和層數(shù)也有關(guān)聯(lián)。第一，CW數(shù)量不可以大于層數(shù)，1個(gè)CW可以映射到多層（最多4層），反過來(lái)則不可以。第二，如果CW數(shù)量為2，在LTE中，層數(shù)至少為2（由第一點(diǎn)可知），在NR中，層數(shù)至少為5——換句話說(shuō)，在NR中，如果調(diào)度1個(gè)TB，層數(shù)可為1、2、3、4，如果調(diào)度2個(gè)TB，層數(shù)可為5、6、7、8。第三，CW和層的映射關(guān)系是固定的，舉個(gè)例子，在NR中，如果2個(gè)CW映射到5層，第一個(gè)CW映射到前2層，第二個(gè)CW映射到后3層。無(wú)論有多少個(gè)TB（CW），多少層，映射（分配）到各層的符號(hào)數(shù)量（N_layer_symbol，以下記為N）是相同的——這不是巧合，而是速率匹配的結(jié)果（通過選擇比特和占用RE等方式）。舉個(gè)例子，1個(gè)CW映射到4層，N=M(0)/4，M(0)符號(hào)平均分配到4層；2個(gè)CW映射到6層，M(0)和M(1)相等，N=M(0)/3=M(1)/3。2個(gè)CW映射到5層或7層，M(0)和M(1)不等，映射到5層時(shí)，N=M(0)/2=M(1)/3，映射到7層時(shí)，N=M(0)/3=M(1)/4。

接著是天線端口映射，將層數(shù)據(jù)（符號(hào)）映射到天線端口，每個(gè)天線端口對(duì)應(yīng)一個(gè)“獨(dú)立”的“時(shí)頻平面”。3GPPTS38.211這部分描述非常簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是最后一句：Thesetofantennaports{p0,…,pv-1}shallbedeterminedaccordingtotheprocedurein[4,TS38.212].也就是說(shuō)，基站先根據(jù)3GPPTS38.212描述確定天線端口（序號(hào)和數(shù)量），再映射層數(shù)據(jù)。在LTE中，UE根據(jù)CRS或CSI-RS計(jì)算信道矩陣的秩，通過RI（RankIndicator）反饋給基站，基站考慮各種因素后，再?zèng)Q定下行傳輸層數(shù)。在NRTDD中，即使基站沒有獲得CSI，基于TDD的信道互易性，也可通過上行的SRS（SoundingRS）推算下行傳輸層數(shù)（具體實(shí)現(xiàn)取決于廠家）。此時(shí)，基站根據(jù)3GPPTS38.211的.2章節(jié)找到DMRS天線端口，將層數(shù)據(jù)“一對(duì)一”映射到天線端口，以單天線端口方式傳輸。

更典型的場(chǎng)景，是基于CSI的下行傳輸?！靶诺谰仃嚒蓖皇恰皾M秩”的，層數(shù)（v）可能會(huì)小于天線端口數(shù)（p，CRS或CSI-RS），基站需要通過矩陣V（pxv）將層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為天線端口數(shù)據(jù)，這個(gè)過程稱為Precoding（預(yù)編碼），相應(yīng)的，矩陣V稱為PrecodingMatrix（預(yù)編碼矩陣）。不過，Precoding更重要的作用，是減少信道干擾，簡(jiǎn)化接收實(shí)現(xiàn)。

假設(shè)MIMO（示圖為2x2MIMO）的信道特性可由矩陣H描述，對(duì)矩陣H進(jìn)行SVD（SingularValueDecomposition，奇異值分解），分解為U∑VH，如果基站在發(fā)送前使用矩陣V轉(zhuǎn)換，UE在接收后使用矩陣UH轉(zhuǎn)換，此時(shí)的信道特性（包含V、H和UH）可由矩陣∑描述。矩陣∑是一個(gè)對(duì)角矩陣（對(duì)角線以外的值均為零），對(duì)角線上的“非零值”即矩陣的秩（RandIndicator）。UE測(cè)量接收的CRS或CSI-RS，推算矩陣H，通過SVD得到矩陣U、矩陣∑和矩陣VH。問題是，需要矩陣V（預(yù)編碼矩陣）的是基站，而將矩陣V反饋給基站需要很大的開銷。3GPP設(shè)計(jì)了一個(gè)折中的方法——按照層數(shù)和天線端口數(shù)的組合預(yù)定義預(yù)編碼矩陣V的集合，稱為Codebook（碼本）。基站和UE都知道Codebook的內(nèi)容，可通過PMI（PrecodingMatrixIndex）確定具體的矩陣——這種方式稱為CodebookBasedPrecoding（基于碼本的預(yù)編碼）。

在LTE的TM4中，UE根據(jù)矩陣H推算，從碼本中選擇最適合的矩陣V，通過PMI反饋給基站——如果基站重新選擇預(yù)編碼矩陣（或更徹底的，重新選擇傳輸層數(shù)），會(huì)明確通知UE。這種“眉來(lái)眼去”的方式稱為CloseLoopPrecoding（閉環(huán)預(yù)編碼）。還好，PMI是一個(gè)索引，比矩陣開銷小很多。在LTE的TM3中，基站和UE以相同方式選擇預(yù)編碼矩陣，不需要傳遞PMI，這種“里應(yīng)外合”的方式稱為OpenLoopPrecoding（開環(huán)預(yù)編碼）。無(wú)論閉環(huán)預(yù)編碼，還是開環(huán)預(yù)編碼，都是基于碼本的預(yù)編碼，預(yù)編碼對(duì)UE是“可見”的。這里有兩個(gè)問題。碼本是一個(gè)“有限”集合，無(wú)論UE測(cè)量結(jié)果多精細(xì)，從計(jì)算結(jié)果映射為碼本都會(huì)產(chǎn)生“量化誤差”。另一方面，UE由“過去”的測(cè)量推算PMI，而預(yù)編碼矩陣將用在“未來(lái)”的傳輸，期間信道特性可能發(fā)生變化，為了獲得更好的預(yù)編碼效果，UE需要及時(shí)上報(bào)CSI（PMI），但也會(huì)增加CSI的開銷。為此，NR將碼本分為TypeI和TypeII兩種類型，設(shè)計(jì)了更精細(xì)的碼本以貼近實(shí)際信道特性，同時(shí)，NR的CSI-RS配置和CSI報(bào)告配置也比LTE更為靈活（復(fù)雜）。

和“基于碼本的預(yù)編碼”對(duì)應(yīng)，還有“基于非碼本的預(yù)編碼”（Non-CodebookBasedPrecoding）。LTE的TM1~TM6使用前者，LTE的TM7~TM9，以及NR，使用后者。所謂“非碼本”，基站依然需要選擇合適的預(yù)編碼矩陣，只是不一定來(lái)自于碼本?；究梢愿鶕?jù)UE反饋（不一定會(huì)用，但可以參考）的PMI（碼本），或SRS的信道估計(jì)（基于TDD的信道互易性），或其他任意算法（廠家自由發(fā)揮）。Anyway，無(wú)論基站選擇什么樣的預(yù)編碼矩陣，都不需要通知UE，原因在于解調(diào)的參考信號(hào)發(fā)生了變化。在“基于碼本的預(yù)編碼”中，UE使用CRS解調(diào)，而CRS在預(yù)編碼“之后”插入，UE必須知道基站的預(yù)編碼信息，才可以進(jìn)行解調(diào)。在“基于非碼本的預(yù)編碼”中，UE使用DMRS解調(diào)，DMRS在預(yù)編碼“之前”插入，基于DMRS的信道估計(jì)可以“完整的”反映“數(shù)據(jù)”的傳輸過程，包括預(yù)編碼，UE可以直接用DMRS進(jìn)行相干解調(diào)?？梢?，在“基于非碼本的預(yù)編碼”（包括NR）中，預(yù)編碼對(duì)UE來(lái)說(shuō)是“透明”的，基站只要告訴UE下行傳輸層數(shù)，不用傳遞任何預(yù)編碼矩陣的信息。

順帶一提，在LTE中，PDSCH在整個(gè)頻帶使用相同的預(yù)編碼。NR的頻域范圍遠(yuǎn)大于LTE，不同范圍的信道特性差異較大，因此，NR支持PDSCH在不同范圍使用不同的預(yù)編碼。使用相同預(yù)編碼的一組PRB稱為一個(gè)PRG（PrecodingResourceBlockGroup）。PRG大小表示預(yù)編碼粒度（PrecodingGranularity）。P'BWP,i表示BWPi的PRG大小，取值可為2、4或wideband。wideband表示所有RB使用相同的預(yù)編碼，此時(shí)UE只支持連續(xù)的RB分配。DCI1_0調(diào)度時(shí)，P'BWP,i固定為2；DCI1_1調(diào)度時(shí)，P'BWP,i由RRC配置和DCI確定，詳見3GPPTS38.213的章節(jié)。

最后是資源映射，數(shù)據(jù)（符號(hào)）先映射到VRB（VirtualRB），再映射到PRB（PhysicalRB）。VRB資源分配詳見《NRPDSCH（二）》，UE從DCI的FrequencyDomainResourceAssignment和TimeDomainResourceAssignment推算VRB，使用符合3GPPTS38.214規(guī)定的RB和RE進(jìn)行映射。在RB粒度上，和SSB重疊的CRB不用于映射；在RE粒度上，用于DMRS、PTRS或NZPCSI-RS（MeasObjectNR中CSI-RS-ResourceMobilityCSIRS配置的NZPCSI-RS除外）的RE，或聲明“NotAvailableForPDSCH”的RE不用于映射。映射順序是先頻域（k），后時(shí)域（l）。

對(duì)于Type0頻域資源（位圖形式），從VRB到PRB映射為非交織方式。對(duì)于Type1頻域資源（RIV形式），從VRB到PRB映射可為交織或非交織方式，基站通過DCI的VRBtoPRBInterleaving指示。對(duì)于非交織方式，VRBn映射到PRBn——如果PDSCH通過CSS的DCI1_0調(diào)度，VRBn映射到PRBn+N_CORESET_start。N_CORESET_start對(duì)應(yīng)CORESET最低的PRB。PDSCH的PRB交織和PDCCH的CCE交織（可參考《NRPDCCH（二）》）有點(diǎn)相似，實(shí)現(xiàn)過程可理解為“行進(jìn)列出”。VRBtoPRBInterleaver定義交織RBBundle的大?。╪2或n4），如果基站沒有配置，UE默認(rèn)為2——注意，RBBundle大小為2時(shí)，PRG（預(yù)編碼粒度）不能為4（可為2或wideband）。不同于PDCCH（R可配置），PDSCH的交織行數(shù)（R）固定為2，C=int(N_PRBBundle/R)。NRPDSCH（五）這一篇談MCS（ModulationandCodingScheme）和TBS（TransportBlockSize）的確定。將數(shù)據(jù)“裝載”到PDSCH之前，基站需要先做幾個(gè)決定：1、調(diào)度TB的數(shù)量（1或2）；2、各TB的Qm（ModulationOrder），即調(diào)制階數(shù)；3、各TB的TBS，即TB的大小；4、各TB的RV（RedundancyVersion），即HARQ冗余版本。這里重點(diǎn)談Qm（MCS）和TBS，由于廠家實(shí)現(xiàn)存在差異，協(xié)議主要從UE角度描述。整體來(lái)看，NR和LTE實(shí)現(xiàn)機(jī)制相似，但又略有不同。

從UE角度看，“碼率”自然越高越好（如果解碼正常的話），但從基站角度看，還要面對(duì)幾個(gè)“現(xiàn)實(shí)困難”：1、PDSCH資源是所有UE共享的，不能將所有資源分配給一個(gè)UE；2、在資源確定的情況下，層數(shù)和Qm決定了“碼率”，層數(shù)和Qm又取決于信道狀態(tài)；3、不同UE在同一時(shí)刻的信道狀態(tài)不一樣，同一UE在不同時(shí)刻的信道狀態(tài)也不一樣。因此，基站需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整MCS和TBS，以實(shí)現(xiàn)高效和可靠的傳輸。簡(jiǎn)單的說(shuō)，在高速公路跑拖拉機(jī)（浪費(fèi)資源），或在鄉(xiāng)村小路開法拉利（容易翻車），都是不合適的。假設(shè)小區(qū)內(nèi)同時(shí)存在多個(gè)UE，如果基站只考慮“效率”（總吞吐量），資源優(yōu)先分配給信道狀態(tài)最好的UE就行了。不過，有的UE（通常在小區(qū)邊緣）可能什么都分不到，這樣不和諧?；疽憩F(xiàn)的“公平”一點(diǎn)，UE信道狀態(tài)再差，多少也分些資源。更進(jìn)一步的，基站還要考慮業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)、承載優(yōu)先級(jí)、請(qǐng)求業(yè)務(wù)量、歷史流量、歷史速率、初傳重傳等，才能兼顧“公平”和“效率”。這是一件復(fù)雜的事情，運(yùn)營(yíng)商各有各的考慮，廠家也各有各的實(shí)現(xiàn)，3GPP自然不會(huì)（不想）干涉。因此，這里不討論資源如何分配，假設(shè)UE的PDSCH資源（N_PRB）是確定的，重點(diǎn)關(guān)注信道狀態(tài)對(duì)MCS和TBS的影響。

下圖為CSI（ChannelStateInformation）的典型應(yīng)用場(chǎng)景?；驹谟成涮炀€端口后插入CSI-RS（或CRS）信號(hào)，UE測(cè)量CSI-RS（或CRS），通過PUCCH或PUSCH向基站發(fā)送CSI報(bào)告。NR的CSI報(bào)告比LTE豐富，但這里不展開介紹，只關(guān)注LTE和NR共有的三項(xiàng)：RI（RankIndication）、PMI（PrecodingMatrixIndicator）和CQI（ChannelQualityIndicator）。RI是UE“建議”的下行傳輸層數(shù)，PMI是UE“建議”的下行預(yù)編碼矩陣（索引），CQI是UE“建議”的最高M(jìn)CS——PMI是基于RI選擇的，而CQI是基于RI和PMI選擇的。CSI報(bào)告的具體內(nèi)容取決于場(chǎng)景和配置。在LTE中，TM1~TM9都會(huì)上報(bào)CQI，只有TM3、TM4，以及配置PMI/RI上報(bào)的TM8、TM9會(huì)上報(bào)RI，只有TM4、TM5、TM6，以及配置PMI/RI上報(bào)的TM8、TM9會(huì)上報(bào)PMI（金輝老師整理）。NR的CSI報(bào)告配置比LTE復(fù)雜很多，有機(jī)會(huì)再談（我會(huì)告訴你我還沒學(xué)嗎）。

對(duì)基站來(lái)說(shuō)，CSI報(bào)告只是“建議”，基站會(huì)作為“參考”，但不一定會(huì)遵循執(zhí)行，原因是CSI存在局限。一方面，CSI反映的是“過去”的狀態(tài)，不一定適用于“未來(lái)”的傳輸；另一方面，CSI反映的是“單個(gè)”UE的狀態(tài)，而基站要考慮“所有”UE的調(diào)度（站得高，看得遠(yuǎn)呀）。另外，在資源充足時(shí)，基站還可以用“效率”換取“可靠性”——如果傳輸數(shù)據(jù)量不大，基站可以降低MCS（Qm和R）或?qū)訑?shù)（v），提高UE解碼的成功率。

假設(shè)基站接受UE建議，使用RI作為下行傳輸層數(shù)，由于調(diào)度TB（CW）的數(shù)量和層數(shù)相關(guān)，RI實(shí)際也影響了調(diào)度TB的數(shù)量——在層數(shù)大于1（LTE）或大于5（NR）時(shí)，TB數(shù)量應(yīng)為2，否則，TB數(shù)量應(yīng)為1。如果基站使用PMI對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，基站和UE根據(jù)層數(shù)和天線端口數(shù)量找到Codebook（碼本），再根據(jù)PMI找到預(yù)編碼矩陣（V）。上述部分可參考《NRPDSCH（四）》。CQI是在使用建議的RI和PMI，且PDSCH傳輸?shù)腂LER最高為10%（剩余誤碼交給HARQ和RLC解決，但URLLC場(chǎng)景要求不同）的情況下，建議基站使用的最高M(jìn)CS。下圖右側(cè)為L(zhǎng)TE的CQI表格（3GPPTS36.213Table-1），第二列（Modulation）表示調(diào)制方式，第三列（CodeRatex1024）表示期望碼率（x1024），第四列（Efficiency）表示1個(gè)符號(hào)攜帶信息比特的數(shù)量（Efficiency=CodeRatexQm）。

以CQI=1為例，調(diào)制方式為QPSK，Qm=2，CodeRate=78/1024=0.0762，efficiency=78/1024x2=0.1523。實(shí)際上，LTE有N張CQI表，以適應(yīng)不同場(chǎng)景，比如是否支持256QAM。UE參照3GPPTS36.213的7.2章節(jié)選擇CQI表，如果基站和UE對(duì)選擇的表格理解出現(xiàn)偏差，可能會(huì)導(dǎo)致解碼失敗。

不過，CQI是UE根據(jù)信道質(zhì)量（通常和SINR相關(guān)性最大）推算的，不同廠家算法可能不同，同時(shí)，UE只知道自己的狀態(tài)，基站掌握的信息更全面。因而，CQI也只作為參考，基站需要綜合各種因素來(lái)確定MCS。MCS本質(zhì)上就是CQI——MCS（取值為0~31）是在CQI（取值為0~15）的基礎(chǔ)上，基于頻譜效率，通過復(fù)用和插值產(chǎn)生的。同一調(diào)制模式對(duì)應(yīng)的行數(shù)，MCS表格會(huì)比CQI表格多一些。

各種調(diào)制模式（Modulation）的調(diào)制階數(shù)（Qm）是確定的，QPSK的Qm為2，16QAM的Qm為4，64QAM的Qm為6?；靖鶕?jù)CQI選擇MCS（Qm和TBS）時(shí)，會(huì)保證根據(jù)Qm和TBS計(jì)算的碼率盡可能接近CQI的期望碼率——如果多個(gè)“Qm+TBS”組合對(duì)應(yīng)的碼率同樣接近期望碼率，選擇TBS最小的那個(gè)組合。TBS不直接體現(xiàn)在MCS表格中，還需要根據(jù)ITBS和n_PRB（PDSCH占用PRB數(shù)）繼續(xù)查表。

對(duì)于UE來(lái)說(shuō)，根據(jù)DCI的MCS查表可獲知Qm和ITBS。不過，對(duì)于使用P-RNTI（尋呼）、RA-RNTI（隨機(jī)接入中的MSG2）、SI-RNTI（SIB1和OSI接收）加擾的DCI，PDSCH的Qm固定為2（確定TBS的方式也不一樣）——在這些場(chǎng)景中，UE通常處于空閑態(tài)，沒機(jī)會(huì)向基站發(fā)送CSI報(bào)告，基站只能保守一些；另一方面，上述場(chǎng)景的數(shù)據(jù)量較小，且對(duì)可靠性要求高于效率（都不是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)），基站也希望保守一些。

在LTE中，以下三種場(chǎng)景中TBS的確定方式不一樣：1、使用P-RNTI、RA-RNTI、SI-RNTI加擾DCI；2、使用其他RNTI加擾DCI，PDSCH在FDD子幀或TDD正常子幀（非特殊子幀）；3、使用其他RNTI加擾DCI，PDSCH在TDD特殊子幀。場(chǎng)景1和場(chǎng)景3相對(duì)復(fù)雜，簡(jiǎn)單說(shuō)一下場(chǎng)景2。如果UE收到DCIformat2/2A/2B/2C/2D（支持調(diào)度2個(gè)TB），且某個(gè)TB的IMCS=0，RVid=1，表示這個(gè)TB是Disable的（沒有傳輸數(shù)據(jù)，對(duì)于NR來(lái)說(shuō)，IMCS=26，RVid=1表示Disable），UE不用關(guān)注。假設(shè)TB不是Disable的，且0<=IMCS<=28（表格中取值29~31用于自適應(yīng)重傳，這里不展開）。如果層數(shù)為1（沒有使用空分復(fù)用），UE根據(jù)IMCS查詢3GPPTS36.213的表格-1獲得ITBS，再根據(jù)ITBS和n_PRB查詢3GPPTS36.213的表格-1獲得TBS。舉個(gè)例子，如果IMCS=14，n_PRB=6，則ITBS=13，TBS=1544。如果層數(shù)為2、3或4，UE分別根據(jù)3GPPTS36.213的.2章節(jié)（2）、.4章節(jié)（3）或.5章節(jié)（4）描述確定TBS。

再來(lái)看NR。

首先確定調(diào)度TB的數(shù)量。從UE角度看，當(dāng)RRC高層參數(shù)MaxNrofCodeWordsScheduledByDCI為2，且接收到DCI1_1時(shí)，表示基站可能調(diào)度2個(gè)TB——如果TB對(duì)應(yīng)的IMCS=26，且RVid=1，表示這個(gè)TB是Disabled的，UE可以忽略。如果調(diào)度1個(gè)TB（無(wú)論是TB1還是TB2），映射到Codeword