- 5G技术核心与增强:从R15到R16
- OPPO研究院组编
- 1817字
- 2022-07-27 19:00:20
5.2.1 频域资源分配类型的优化
5G NR数据信道的频域资源分配方法是在LTE基础上优化设计的。LTE系统下行采用OFDMA技术,上行采用基于DFT-S-OFDM(离散傅里叶变换扩展正交频分复用)的SC-FDMA(单载波频分多址)技术。DFT-S-OFDM虽然是OFDM的变形技术,但为了保持SC-FDMA的单载波特性,LTE PUSCH只能采用连续资源分配(具体见文献[1]),即只能占用连续的PRB。PDSCH可以采用连续或非连续(即可以占用不连续的PRB)的频域资源分配。在LTE标准中共定义了3种下行频域资源分配类型。
· 类型0(Type 0)资源分配:采用比特图(Bitmap)指示的资源块组(RBG)进行频域分配,可实现连续或不连续资源分配。
· 类型1(Type 1)资源分配:是Type 0的一种扩展,强制在离散的RBG中通过Bitmap资源指示,可以保证资源的频率选择性,这种类型只能实现不连续资源分配。
· 类型2(Type 2)资源分配:采用“起点+长度”方式指示一段连续的PRB,这种类型只能实现连续资源分配。
可以看到,上述3种资源分配类型的功能有一定重叠和冗余,经过研究,5G NR舍弃了Type 1,只沿用了Type 0和Type 2,将Type 2重新命名为Type 1。因此,5G NR的Type 0、Type 1资源分配类型与LTE的Type 0、Type 2资源分配类型的工作机制是基本相同的,本书不再作系统性的介绍,读者可参考LTE书籍(如文献[1])了解。5G NR做出的主要修改包括以下几个方面。
· 5G NR的上行传输也引入了OFDMA,因此PDSCH和PUSCH完全采用相同的资源分配方法(LTE早期版本PUSCH不支持非连续资源分配)。
· 将频域资源分配范围从系统带宽调整为BWP,这一点已在第4章介绍,不再赘述。
· 引入了Type 0、Type 1的动态切换机制,将在本小节介绍。
· 对Type 0的RBG大小确定方法进行了调整,将在5.2.2节介绍。
如上所述,Type 0和Type 1(即LTE Type 2)各有优势和问题。
· 如图5-6(a)所示,Type 0采用一个Bitmap指示选中的RBG,1代表将这个RBG分配给终端,0代表不将这个RBG分配给终端,可以实现频域资源在BWP内的灵活分布,支持不连续资源分配,可以用离散的频域传输对抗频率选择型衰落。但缺点是:①Bitmap的比特数量比Type 1的RIV(Resource Indicator Value,资源指示符值)大,造成采用Type 0频域资源分配类型的DCI的信令开销大于采用Type 1的DCI;②资源分配颗粒度较粗,因为一个RBG包含2~16个RB,并不能逐RB选择资源;③Type 0对基站调度算法的要求较高,算法实现相对复杂。可见,Type 0比较适合利用零散的离散频域资源,尤其是当基站调度器采用Type 1将整块连续的资源分配给部分终端后,可以用Type 0将剩下的碎片资源分配给剩下的终端,充分利用所有频谱资源。
· 如图5-6(b)所示,Type 1采用一个RIV对起始RB(RBstart)和RB数量(LRBs)进行联合编码(基于RBstart和LRBs计算RIV的方法和LTE基本一致,只是用BWP代替了系统带宽,这里不再赘述)。Type 1的优点是可以用较少的比特数量指示RB级别的资源,且基站调度器算法简单,但缺点只能分配连续的频域资源,当资源数量较少时,频率分集有限,容易受到频率选择型衰落的影响。如果资源分配数量较多,则Type 1是一种简单高效的资源分配方式,尤其适用于为正在运行高数据率业务的终端分配资源。
图5-6 Type 0与Type 1频域资源分配
如上所述,Type 0和Type 1资源分配类型分别适用于不同的应用场景,而一个终端的数据量和业务类型有可能是快速变化的。在LTE标准中,资源分配类型是RRC配置的,即只能半静态调整,因此在一定时间内只能固定使用一种资源分配类型。5G NR提出了动态指示资源分配类型的方法,即可以基于DCI中的1 bit指示资源分配类型,从而可以在Type 0和Type 1之间动态切换。如图5-7所示,基站可以通过RRC信令对某个终端的频域资源进行分配类型配置。
· Type 0:当RRC配置了Type 0时,DCI中的频域资源分配(Frequency Domain Resource Assignment,FDRA)域中包含的是一个Type 0的Bitmap,进行Type 0频谱资源分配。FDRA域包含NRBG比特,其中NRBG为当前激活BWP包含的RBG数量。
· Type 1:当RRC配置了Type 1时,DCI中的FDRA域中包含的是一个Type 1的RIV值,进行Type 1频谱资源分配。根据RIV的计算方法,FDRA域包含比特,其中为当前激活BWP包含的RB数量。
· Type 0和Type 1动态切换:当RRC同时配置了Type 0和Type 1时,FDRA域中的第一个比特是资源分配类型的指示符,当这个比特的值为0时,FDRA域的剩余比特包含的是一个Type 0的Bitmap,进行Type 0频谱资源分配;当这个比特的值为1时,FDRA域的剩余比特包含的是一个Type 1的RIV值,进行Type 1频谱资源分配,如图5-7所示。需要说明的是,由于Type 0 Bitmap和Type 1RIV可能需要不同数量的比特,而FDRA域的大小取决于RRC配置,因此在采用为了在Type 0和Type 1动态切换模式时,FDRA域的大小要按照两种类型中比特数较多的那种考虑,即。如图5-7的示例,假设,则当切换到Type 1时,RIV只占用FDRA域的后面log2比特。
图5-7 基于DCI指示的频域资源分配类型的动态切换