NR-U 初始接入信号和信道
NR为了尽量提升吞吐量,支持非授权频谱接入,增大可用带宽。这样的话就需要针对NR-U设计一套初始接入信号和信道,尤其是:
DL discovery reference signal (DRS)
Physical random access channel (PRACH)
新SSB-CORESET0偏移值
在协议的早期版本中,无法在时隙中放置第二个SSB以及额外的Type0-PDCCH监测位置。因此,主DRS由一个SSB、一个用于Type0-PDCCH监控的CORESET和用于每个时隙的SIB1相关PDSCH组成。在FR1部署中,典型配置由单个非波束赋形的SSB组成。为了避免DRS模式中的时间间隔,在频域中复用SSB和携带SIB1的PDSCH是有益的。此外,为了遵守由DCI Format1_0发信号的PDSCH的连续资源分配,同时最大化SIB1可用的RE数量,将SSB定位在初始BWP的边缘附近。这种配置如图1所示。
该图假设SSB位于Case C时域模式的第一位置,即:假设索引从零开始的OFDM符号2、3、4和5。虽然示出了2个OFDM Type0-PDCCH公共搜索空间的情况,但是相同的复用方法可用于单个OFDM搜索空间,在这种情况下PDSCH分配将在OFDM符号1中开始。
时域PDSCH分配由DCI Format1_0的4位字段表示,该字段表示TS38.214中表5.1.2.1.1-2的一行。对于2-symbol和1-symbol搜索空间配置的情况,行索引1和12分别适用。两者都对应于PDSCH映射Type A。
该图显示CORESET0(初始BWP)的带宽为48个PRB。这使得SIB1(CORESET0 BW-SS/PBCH块BW)的大约28个相邻PRB取决于同步栅格点(GSCN值)和SSB-CORESET0偏移。

下面介绍下信道栅格和同步栅格的总体设计目标
SSB栅格点和信道栅格点是Rel-15相应栅格点的子集。
SSB栅格和信道栅格点的子载波对准。
针对20 MHz和40/80 MHz载波,与LTE LAA和WiFi信道进行信道对齐,以最大限度地保护相邻信道干扰并最小化LTB阻塞率。
载波之间的保护频带(载波间保护)是子载波的整数,并且满足38.104中的现有最小保护频带要求,例如,对于具有30khz SCS的20/40/80mhz载波的805/905/925khz。
子带之间的保护带(载波内保护)是PRB的整数,并且完全重叠20Mhz信道之间的载波间保护。考虑到相邻信道泄漏和相邻信道阻塞,例如NR-U系统与LTE-LAA共存,使得在同一地理区域中以不同载波带宽操作的系统能够很好地共存,这一特性很重要。
图2给出了几个约定信道栅格点的示例,显示了载波内保护带是整数个PRB,载波间保护带是整数个子载波。

在Rel-15中,对于48个PRB CORESET0,支持12、14和16的SSB-CORESET偏移,见TS38.213表13-4。考虑到在子带边缘的同步栅格位置,需要对这些值进行修改。从目前的情况来看,值12、14、16只支持子带/载波中心附近的同步栅格位置。
基于商定的信道栅格和同步栅格点,可以导出CORESET0的可能位置和SIB1分配的可用资源。从20Mhz载波开始,下面给出了几个示例,以可视化SSB和CORESET0的频率分配,在表1中,推导了所有20Mhz载波的偏移数和kSSB值。表中还显示了SIB1的最大可用资源数。
示例1:SSB位于距离载波边缘<3个PRB的位置,CORESET0可以与SSB-CORESET偏移0、1或2一起放置,见图3。

示例2:SSB位于距离载波边缘3-4个PRB的位置,CORESET0可以与SSB-CORESET偏移0、1、2或3一起放置,见图4。

示例3:SSB位于距离载波边缘>4个PRB的位置,CORESET0可以与SSB-CORESET 1、2或3一起放置,但不能与SSB-CORESET偏移0一起放置,见图5。

每当SSB到载波边缘距离小于4个PRB(3个PRB+x个子载波,其中x<12)时,可以使用SSB-CORESET0 offset=0放置CORESET0并在信道边界内拟合,但是当SSB到载波边缘距离为4个或更多PRB时,需要SSB-CORESET0 offset值>0。总而言之,对于20 MHz载波带宽,信道和同步栅格点至少需要支持偏移值0和1。

对于宽带信道(40/60/80 MHz),为了确保载波间和载波内保护关系的安全,子带需要如下定义。对于40 MHz载波,两个子带可由50个PRB组成,中间有6个PRB的保护。对于60 MHz载波,三个子带可以由50个PRB组成,子带之间有6个PRB。对于80mhz载波,为了满足重叠特性,4个子带应由50-49-49-50prb组成,中间有6-7-6prb保护带。参见图6中的示例。

仅为80mhz载波定义50个PRB子带和5-6-5个PRB的保护带将不能满足所有情况下的载波内保护带重叠特性。参见图7和图8中的示例。

基于40、60和80 MHz载波的商定信道栅格和同步栅格点,可以通过重复上述针对20 MHz载波的相同练习来导出所需的SSB-CORESET0偏移值。如图9中的示例所示,还需要SSB-CORESET0偏移值2才能将CORESET0适配到60mhz载波的第一个子带中。对于这种情况,SSB到载波边缘的距离是4prb+4个子载波(SC)。为了将CORESET0适配到50prb子带中,它最多可以从左载波边缘放置2个PRB,因此SSB-CORESET0偏移需要为2。

SIB1 PDSCH 调度
在NR Rel-15中,当在PDCCH-Type0公共搜索空间中接收用SI-RNTI调度的PDSCH并且DCI中的系统信息指示符被设置为0时,UE应假设没有SSB被发送到UE用于PDSCH接收的RE中。该假设限制了SSB与携带SIB1的PDSCH之间的复用可能性。

第二个主要缺点是关于信道估计。对于如图10所示的DRS设计,第一个DMRS符号被SS/PBCH块刺穿,因此将使PDSCH的信道估计复杂化,因为DMRS占用的prb的模式不均匀,使得内插/外推复杂化。
PRACH信道设计
除了Rel-15设计(序列长度139)之外,NR-U PRACH的增强设计有以下考虑
以下长度的ZC序列
1. 15 kHz:选择一个L_RA=[571,1151]
2. 30 kHz:选择一个L_RA=[283571]
显然,增强PRACH设计需要解决的主要问题是序列类型和映射。从本质上讲,替代方案是单一的长ZC序列与传统ZC序列的重复,可能具有实现cubic metric缩减的机制。增强的PRACH设计和传统的Rel-15设计都受到支持。因此,第二个公开的问题是,需要一种机制来配置序列类型和映射,用于基于竞争的随机访问(初始访问,在专用配置之前)和PDCCH排序的RACH或CFRA。第三个公开问题是NR-U(遗留PRACH和新PRACH)支持哪些PRACH格式。
在PRACH ZC序列设计方面,应考虑以下三种选择:
Option 1:单个长ZC序列
Option 2-1:带gap的重复(非连续重复)
Option 2-2:无gap重复(连续重复)
对于30kHz SCS的情况,所有选项如图11所示,其中通过4次重复(X=4)或具有类似带宽的单个长序列(长度571)获得全带宽PRACH。

在NR-U中,PRACH传输应同时支持单机和双连接方案。在NR中,支持长(L=839)和短(L=139)前导序列。所有格式都由一个Zadoff-Chu序列s组成,该序列重复一次或多次,重复之间没有循环前缀(在前导码的最开始处只有一个循环前缀c)。注意,Bx格式在结尾有小的保护周期,而Cx格式有更大的保护周期。对于短格式,根据TS38.211中的PRACH配置表,通常可以在单个时隙中对多个前导码进行时间复用。

长格式(L=839)主要针对大型小区部署。由于NR-U预计部署在相对较小的小区中,因此对于NR-U操作而言,长格式并不特别重要。尽管NR Rel-15支持多种格式,而且并非所有格式都与NR-U操作相关。一般来说,只要Rel-15提供有利于NR-U操作的配置选项,那么从规范中已有的格式中选择适当的格式就是配置问题。