频谱资源,作为一种稀缺资源,被广泛应用在通信、交通、航天、广播等领域,其重要性不言而喻。而随着无线通信技术的不断发展,提高频谱利用率已经成为评价通信系统先进性和时效性的一项关键指标。
1. 多业务复用
在多应用场景(eMBB、URLLC、mMTC)的5G时代,提高频谱利用率必然也是一项关键指标。而URLLC应用场景中的数据业务包在多数情况下属于数据量较小的小包,并且具有随机性、突发性等特性。换句话说,URLLC的数据业务包可能在较长的时间内一点数据业务包都不会产生,也可能突然就产生多个数据业务包。那么,在频谱资源稀缺的5G时代,如果基站给URLLC的业务采用预留的方式进行资源预留,也就说不管URLLC有没有业务需求,都要把资源留着,以便URLLC有业务需求时进行使用,而URLLC的数据业务包的特性会导致频谱资源浪费。为了提高频率资源利用率,需要在eMBB应用场景中支持URLLC的业务,即eMBB业务和URLLC复用在同一频谱资源上。
在5G系统中,既提高下行频谱资源利用率又满足URLLC对时延的要求的同时,采用了下行抢占的方式,即:一个终端突发的URLLC业务可以抢占其他终端已经在传输的eMBB业务的频谱资源进行传输。显然,如果urllc直接抢占eMBB业务需要的资源,会中断eMBB数据业务的传输,这会对eMBB业务传输的可靠性产生一定的影响。为了降低这种影响,引入了下行抢占指示机制,而在5G协议中通过下行控制信息格式2_1(Downlink Control Information format 2_1,简称DCI 2_1)进行指示。
2. DCI 2_1的作用
DCI 2_1是用来通知eMBB场景下的终端,URLLC场景下被占用的下行物理资源块(Physical resource block, PRB)和OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交频分复用)符号,也就是指示具体的下行PRB和OFDM被URLLC场景下的终端给抢占了。举个栗子,如果终端检测到DCI 2_1,则终端可认为在DCI 2_1指示的PRB和OFDM符号中不会存在基站给终端的有效下行数据,也就是说被URLLC场景下的终端提前抢占了这些PRB和OFDM符号。需要注意的是,同步信号和PBCH块(Synchronization Signal and PBCH block, 简称SSB)所占用的资源不会被URLLC业务给抢占。
DCI 2_1指示的是哪些下行资源?DCI 2_1用于指示终端在收到 DCI 2_1的时隙时的前一个时隙的资源抢占情况。举个栗子:终端在时隙2收到DCI 2_1,此时DCI 2_1指示的是时隙1的资抢占情况,而不是当前时隙2的资源抢占情况,与其他指示当前时隙资源情况的DCI不同。想必大家会疑惑,对于终端而言,时隙1都已经属于过去式了,终端还需要这个抢占指示做什么?它告诉过去时间的资源抢占情况的目的又是什么?
其实这个过去式的抢占情况用于时隙1上所传输的数据在后续重传的合并,终端可以刨除抢占资源上的信息,再与重传数据进行合并,若不刨除,相当于和干扰在合并,可能会出现重传合并错误,并影响数据传输的可靠性。如果时隙1上的数据没有重传,则DCI 2_1指示资源抢占情况就没什么作用。
3. DCI 2_1的参数配置
DCI 2_1采用INT-RNTI(Interruption RNTI)进行加扰,而终端通过由高层信令配置的INT-RNTI进行监视DCI 2_1,此外终端还会被高层配置如下参数:
1) INT-ConfigurationPerServingCell(用于指示每个服务小区DCI有效载荷内的14位INT值的位置)配置的一个服务小区集合,其包括由相应的服务小区ID提供的服务小区索引集合以及由positionInDCI配置的DCI 2_1中抢占指示域的相应位置集合;
2) 由dci-PayloadSize配置的 DCI 2_1的信息有效载荷大小,最大126比特;
3) 由timeFrequencySet配置的时频资源的指示粒度。
对于DCI 2_1而言,大小最大16比特,由dci-PayloadSize配置,在其中可包含多个服务小区,每个服务小区可包合多个抢占指示,在每个服务小区的抢占指示个数由positionInDCI/14决定,因为每个抢占指示占14比特。
当终端接收到DCI 2_1中某小区对应的抢占指示时,该小区配置的子载波间隔是,而承载该DCI 2_1的激活带宽的子载波间隔为,需要注意两者的子载波间隔是不同的,因此计算符号个数的时候会有模糊。因此规定按照公式计算参考时域资源的时域符号个数,其中指示的是时隙中的符号数。此外,上行符号数需要从排除,因为DCI 2_1指示的是下行抢占资源,并且在计算时,基站会保证其为整数。
为了适应多种调度场景,抢占指示有两种指示粒度,通过timeFrequencySet为终端提供PRB集合和符号集合的指示粒度。
如果timeFrequencySet的值为0,则DCI 2_1中的字段的14比特与来自该组符号的14组连续符号具有意义映射,其中前个符号组中的每个符号组包括个符号,最后的个符号组的每个符号组包括个符号,比特值0表示在相应的符号组中给UE的传输,比特值1表示在相应的符号组中没有给终端传输。
如果timeFrequencySet的值为1,则DCI 2_1中的字段的7对比特具有与7组连续符号的一对一映射,其中前个符号组中的每一个符号组包括个符号,最后个符号组中的每一个符号组包括个符号,用于符号组的一对比特中的第1比特适用于来自该个PRB的集合的前个PRB的子集,该符号组的比特对中的第2个比特应用于来自的最后个PRB的子集。比特值0指示在相应的符号组合PRB的子集中到UE的传输,并且比特值1指示在相应的符号组合PRB的子集中没有到UE的传输。


上图中1个时隙的14个符号分为7个组,每组2个符号,下行BWP(Bandwidth Part)中的个PRB被划分为14个组,因为每个抢占指示为14比特,因此如上图可得知,抢占指示比特序列可为:b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13。由于URLLC上的调度粒度是2个符号,如果URLLC业务占用了Sym2,3,则此时DCI 2_1的抢占指示比特为:00110000000000。