5G增强型上行grant-free传输

增强上行grant-free 传输涉及以下三类：

1. 服务小区的BWP的多个活动授权配置

2. 跨周期P边界的重复

3. 跨周期P边界的一个传输

时隙内的Mini-slot repetition

支持时隙内mini-slot重复的必要性

通常，时间上的K次重复用于提高流量传输的可靠性。与多个短mini-slot重复相比，长持续时间的一次性传输似乎具有类似的可靠性。因此，一些公司认为，长时间的一次性传输与一个时隙内的多个短mini-slot重复没有什么区别。在这里，总结了mini-slot重复的四个优点。

1. 与时隙内的长PUSCH相比，时隙内的mini-slot重复有更多机会传输流量。当业务到达时隙中TO的第一个符号之后时，这意味着当UE被配置为时隙内的长PUSCH时，UE错过了时隙中的唯一传输机会。在这种情况下，UE需要将数据的交付延迟到下一个时隙。但对于一个时隙内短的mini-slot重复，即使UE错过了前一个TO，它也可以在剩余的TO上及时交付数据包。

2. 不同的mini-slot重复可以使用不同的传输波束来获得分集增益，这有利于可靠性。

3. 在当前的R-15规范中，MCS表的最高目标可靠性为99.999%。然而，Rel-16用例要求更高的可靠性，例如可靠性为99.9999%的工厂自动化。然后，需要定义了一个新的可靠性为99.9999%的MCS表，或者使用多个mini-slot重复来实现较低的编码率。一些公司认为，当前MCS表中的MCS0可以达到99.9999%的可靠性。然而，根据仿真结果，MCS0的信噪比约为-10dB，以达到99.9999%的可靠性。但是，工厂自动化的SINR可能为-15dB。这意味着应该支持重传或重复。考虑到工厂自动化的1ms空口时延可能并不总是可行，支持一个时隙内的重复是一种方法。

4. gNB的提前终止可用于节省不必要的mini-slot重复。例如，UE在一个时隙中发送4次重复。如果gNB仅使用前两次重复就可以成功解码数据，则gNB可以取消最后两次重复。这是正常的，因为K个重复是由RRC半静态配置的，这可能不适合动态变化的信道。

基于上述分析，所以倾向于支持一个时隙内的mini-slot重复，以实现UL grant-free。

区分两种重复机制

如果Rel-16支持时隙内的mini-slot重复，应该进一步讨论如何区分两种重复机制：

• 机制1：基于时隙的重复，每个重复位于不同的时隙内

• 机制2：基于mini-slot的重复，即多个重复在同一时隙内

如果配置了K次重复，gNB当前仅通知第一次传输时机的开始符号和持续时间（TO）。但是，对于剩余的K-1 TO，UE需要进一步决定其中一种重复方案，即，在K-1连续时隙中重复TB，或者在一个时隙内重复K-1次 mini-slot。一种简单的方法是使用RRC信号来区分这两种重复机制。

频域资源分配

跳频可以通过实现频率分集来提高grant-free传输的性能。如果支持一个时隙内的mini-slot重复，则需要讨论K个重复的跳频。

如TS 38.214中所定义，TB和跳频边界的初始传输的起始位置由基于时隙的重复的传输时机和RV序列确定。这种跳频机制可以在经过以下修改的时隙内重新用于基于mini-slot的重复。

• 对于RV序列{0，0，0,0}，初始传输可能在K次重复的任何传输场合开始。为了确保在重复传输期间始终包含跳频，可以在每次重复时出现跳频边界。

• 对于RV序列{0，2，3，1}，必须在RV=0的传输场合传输数据。为了减少通电/断电的瞬态周期和由于跳频而产生的RS开销，最好只有两跳，例如，第一跳是floor（K/2），第二个跳是ceil（K/2），其中K是重复次数。

• 对于RV序列{0，3，0，3}，初始传输的开始位置可以是与RV=0相关的任何传输场合。它可以具有与RV序列{0，2，3，1}相同的跳频模式。然而，如果初始传输从第二携带RV0的TO开始，则在剩余的重复传输之间可能没有跳变。示例如图1-a所示。另一种跳频模式如图1-b所示，无论初始传输从第一个或第二个带RV0的TO开始，它始终包含跳频。

传输场合和SFI（slot format indication）之间的碰撞

在当前的NR规范中，如果UE配置为grant-free传输，并且UE检测到时隙格式值不是255的DCI format 2_0，表示具有‘downlink’ 或‘flexible’符号子集的时隙格式，则定义以下UE行为。

• 对于RV序列{0，2，3，1}，如果第一个TO包含上述‘downlink’ 或‘flexible’符号，则UE应取消整个PUSCH

• 对于RV序列{0，3，0，3}，如果第一个TO包含上述‘downlink’ 或‘flexible’符号，则UE应取消前两个TO。

如果这种冲突处理也应用于时隙内的mini-slot重复，则无法保证URLLC的延迟和可靠性。一种替代方法是，如果未与SFI发生冲突，则允许传输剩余的TO。以K=4为例，图2显示UE检测到动态SFI，指示TO=#1的符号集为“flexible”。为了避免在这种情况下丢弃整个PUSCH传输，一种方法是让初始传输在对应于最早可用上行符号的TO#2处开始。RV序列也应相应移动，以便于gNB解码。由于在gNB处已知SFI，因此在gNB侧也知道RV序列转移到下一个可用位置，因此UE和gNB之间没有误解。

此外，由于并非所有TO都可用于传输，因此无法保证K次重复。这可能导致URLLC传输的可靠性得不到保证，应考虑进一步增强。如果gNB注意到将发生冲突，则进一步的增强是，gNB可以以某些方式为UE配置额外的TO，以确保K个重复。例如，如果由于碰撞导致两个TO不可用于传输，则可以配置两个额外的TO。同时，gNB还应保证额外的TO不应超出时延边界。

确保K次重复

为确保K次重复，有以下选项。

• Option 1：服务小区的BWP的多个活动配置授权配置

• Option 2：跨周期P边界的重复

• Option 3：跨周期P边界的一个传输

Option 1通过引入多种配置来确保可靠性，并通过在不同配置之间设置不同的启动偏移来减少延迟。

对于Option 2，需要解决HARQ过程编号识别问题。例如，如何区分第二时段的传输是属于第一次TB的重复传输还是第二次TB的新传输。关于HARQ ID，目前有两种备选方案。一种替代方法是使用不同的DMRS进行不同的传输，这将减少多路复用容量。另一种选择是在PUSCH中将HARQ ID复用为UCI的一种类型，这需要新的映射规则，并且可能会降低数据的性能。

Option 3与Option 2具有相同的HARQ ID问题。所以，Option 1更好。

与确保K个重复相关的另一点是是否以及如何跨时隙边界支持mini-slot重复。图3显示了K=4的示例，其中只有三个TO可以在时隙#n中传输。然后，一个问题是，UE是仅发送3个不允许跨时隙边界重复的repetition，还是将发送4个允许跨越时隙边界的repetition。一般认为后者在可靠性方面会更好。因此，建议支持无授权PUSCH跨时隙边界的重复。

增强型HARQ-ACK反馈

在UL grant-free传输中，仅当TB未正确解码时，gNB才发送UL grant用于重传。对于UE，如果在grant-free传输之后的预定时间内未检测到相关的UL grant，则假设已传输的TB已成功接收。问题之一是，UE无法区分gNB对grant-free传输的缺失检测，并在定时器结束时将其作为gNB侧的正确解码作出反应。误解将导致高层数据损坏，并且可能需要更长的时间来恢复。一些基于实现的方案（如降低漏检阈值）可以缓解该问题。然而，由于虚警率高，这将导致上下行资源的浪费。引入显式ACK是一种直接有效的方法。

同步显式ACK意味着它与相应的PUSCH具有固定的定时。异步显式正ACK可以在没有这种时序关系的情况下工作。在Rel-15中，由于UE的定时器机制，在gNB侧假设正确解码，因此实际上使用了同步ACK。UE的NACK由UL grant完成，这导致异步NACK方案。

为了避免在UE侧过多的盲解码时间，似乎更需要同步ACK。此外，如果需要更少的盲解码，则可以降低虚警概率。因此，我们更喜欢同步ACK反馈用于UL grant-free传输。

在显式ACK的情况下，仍然可能丢失ACK的检测。如果未检测到NACK，则考虑以下因素，UE是可能的：

a、 gNB发送了ACK，但UE没有检测到。

b、 UE未检测到NACK（用于重传的UL grant）。

c、 gNB根本没有检测到第一个PUSCH。

当这种情况发生时，UE必须决定如何响应。定时器是UE进一步响应所必需的。可以为此扩展现有的计时器方案。超时后，UE可以传输新的grant-free PUSCH。由UE通过该PUSCH传输新TB或重新传输以前的TB。这将保持与原始grant-free操作的兼容性。