5G PDSCH物理层过程

加扰

每一个码字对应的原始数据是$b^{(q)}(0),...,b^{(q)}(M_{bit}^{(q)}-1)$，经过加扰处理生成加扰后的数据为${\tilde{b}}^{(q)}(0),...,{\tilde{b}}^{(q)}(M_{bit}^{(q)}-1)$。加扰处理如下所示：

PDSCH的加扰序列$c^{(q)}(i)$是一个伪随机序列，这个序列生成器的初始化由下面的公式完成：

其中

双码字传输时，$q\in \{0,1\}$；单码字传输时，q = 0。

$n_{ID}$（扰码ID）由高层参数dataScramblingIdentityPDSCH来配置，取值范围是（0…1023），如果高层没有配置这个参数，则UE使用物理小区ID作为$n_{ID}$。

$n_{RNTI}$就是PDSCH当前传输时相关联的RNTI。

调制

每一个码字加扰后的bit块${\tilde{b}}^{(q)}(0),...,{\tilde{b}}^{(q)}(M_{bit}^{(q)}-1)$使用下表所示的方式进行调制，生成调制信号$d^{(q)}(0),...,d^{(q)}(M_{symb}^{(q)}-1)$。

Modulation scheme	Modulation order
QPSK	2
16QAM	4
64QAM	6
256QAM	8

层映射

每一个码字生成的调制信号$d^{(q)}(0),...,d^{(q)}(M_{symb}^{(q)}-1)$根据下表映射到多个层$x(i)=[x^{(0)}(i)...x^{(v-1)}(i)]$上传输，其中v表示层数：

Number of layers	Number of codewords	Codeword-to-layer mapping
1	1
2	1
3	1
4	1
5	2
6	2
7	2
8	2

可以看到，单码字映射到1~4层，双码字映射5~8层。$M_{symb}^{layer}$表示映射到每一层的调制信号数。

天线端口映射

经过层映射之后的数据按照如下方式映射到天线端口

其中

$i=0,1,...,M_{symb}^{ap}-1,M_{symb}^{ap}=M_{symb}^{layer}$

虚拟资源块映射

UE的PDSCH可用资源由高层参数指示。高层在PDSCH-Config和ServingCellConfigCommon中配置了rateMatchPatternToAddModList来指示UE小区级或BWP级的PDSCH资源配置。rateMatchPatternToAddModList配置最多四个RateMatchPattern IE，该IE包含的内容如下：

可以看到，资源模式有两种类型：

1. bitmap类型，通过一对位图参数resourceBlocks和symbolsInResourceBlock来指示速率匹配模式。symbolsInResourceBlock是在时域上符号级的位图，跨度为1个或2个时隙。resourceBlocks是在频域中RB级的位图，置为1的bit表示应该在相应的RB上由symbolsInResourceBlock指示的符号上应用速率匹配，如果这个RateMatchPattern是小区级的，那么认为这个位图是CRB，如果是BWP级的，那么这个位图就是BWP中的PRB。还有一个参数periodicityAndPattern，意思是上述两个参数定义出的资源模式出现的周期，如果没有没有这个参数，缺省值为n1；

2. controlResourceSet类型，ControlResourceSetId指定了一个CORESET，频域资源由该CORESET的频域资源确定，时域资源由与这个CORESET关联的搜索空间的高层配置参数monitoringSlotPeriodicityAndOffset 和monitoringSymbolsWithinSlot 确定。

物理资源块映射

从VRB到PRB的映射有交插和非交插两种。

非交插映射模式，在公共搜索空间用DCI Format 1_0调度的PDSCH传输这种情况下，虚拟资源块n映射到物理资源块$n+N_{\text{start}}^{\text{CORESET}}$上，其中$N_{\text{start}}^{\text{CORESET}}$是接收相应DCI的控制资源集中编号最小的物理资源块；除上述情况之外，虚拟资源块n就映射到物理资源块n上。

交插映射模式，以资源块束来定义，首先来看资源块束（RB bundle）的概念，分了三种情况：

• 在CORESET#0的Type0-PDCCH公共搜索空间，由SI-RNTI加扰，用DIC Format
  1_0调度的PDSCH传输。下行初始激活的BWP，大小$N_{BWP,init}^{size}$，分为$N_{bundle}=\lceil N_{BWP,init}^{size}/L\rceil$个RB bundle，按照RB编号和束编号升序排列。其中L是bundle的大小，取值为2。

  如果$N_{BWP,init}^{size}$不能整除L，最后一个RB bundle包含了$N_{BWP,init}^{size}modL$个RB，否则包含2个RB；其余RB bundle都包含2个RB。
  

• 除上述情况外，在公共搜索空间由DCI Format
  1_0调度的PDSCH传输，BWP起始位置为$N_{BWP,i}^{start}$，大小为$N_{BWP,init}^{size}$的虚拟RB集合{0,1,…,$N_{BWP,init}^{size}-1$}分为$N_{bundle}$个虚拟RB bundle，相应的$N_{BWP,init}^{size}$个物理RB集合{$N_{start}^{CORESET}$,$N_{start}^{CORESET}+1$,…,$N_{start}^{CORESET}+N_{BWP,init}^{size}-1$}分为$N_{bundle}$个物理RB bundle，其中$N_{bundle}=\lceil (N_{BWP,init}^{size}+(N_{BWP,i}^{start}+N_{start}^{CORESET})modL)/L\rceil$，L是bundle的大小，取值为2，$N_{\text{start}}^{\text{CORESET}}$是接收相应DCI的控制资源集中编号最小的物理资源块。

  1）0号RB bundle包含了$L-((N_{BWP,i}^{start}+N_{start}^{CORESET})modL)$个RB；

  2）如果$(N_{BWP,init}^{size}+N_{BWP,i}^{start}+N_{start}^{CORESET})modL>0$，则最后一个RB bundle包含了$(N_{BWP,init}^{size}+N_{BWP,i}^{start}+N_{start}^{CORESET})modL$个RB，否则包含L个RB；

  3）其余RB bundle包含L个RB；

  之所以要考虑进$N_{start}^{CORESET}$，是因为38.214中规定，对于任何在PDCCH公共搜索空间中以DCI format 1_0调度的PDSCH传输，其RB编号从接收DCI的CORESET的最低RB开始。

• 其他PDSCH传输，BWP i，起始位置$N_{BWP,i}^{start}$，大小$N_{BWP,i}^{size}$，分为$N_{bundle}$个RB
  bundle且按照RB编号和束编号的升序排列，其中$N_{bundle}=\lceil (N_{BWP,init}^{size}+(N_{BWP,i}^{start}mod{L}_i))/L_i\rceil$，$L_i$是bundle的大小，由高层参数PDSCH-Config
  -> vrb-ToPRB-Interleaver配置。

  1）0号RB bundle包含了$L_i-(N_{BWP,i}^{start}mod{L}_i)$个RB，这样做的目的是为了从下一个bundle开始，每个bundle的起始位置都是$L_i$的整数倍；

  2）如果 $(N_{BWP,i}^{start}+N_{BWP,i}^{size})mod{L}_i>0$，最后一个RB bundle包含了$(N_{BWP,i}^{start}+N_{BWP,i}^{size})mod{L}_i$个RB，否则包含$L_i$个RB;

  3）其余RB bundle包含$L_i$个RB。
  

解决了RB bundle的概念问题，再来看属于$j\in \{0,1,...,N_{bundle}-1\}$区间内的虚拟RB 向物理RB的映射：

• $N_{bundle}-1$号虚拟RB bundle映射到$N_{bundle}-1$号物理RB bundle上。

• 其余$j\in \{0,1,...,N_{bundle}-2\}$的虚拟RB bundle遵循f(j)函数映射到物理RB bundle
  
  按照上面case1的例子，来看一下是怎么映射的：