为了支持下行链路和上行链路传输信道的传输，需要某些相关联的控制信令。这种控制信令通常被称为L1/L2控制信令，表示相应的信息部分来自物理层（层1）并且部分来自MAC（层2）。在本章中，将描述下行链路控制信令，包括调度授权和分配，接着是承载来自设备的必要反馈的上行链路控制信令。

10.1　下行

下行链路L1/L2控制信令包括下行链路调度分配，下行链路调度分配包括设备能够在分量载波上正确地接收、解调和解码DL-SCH所需的信息，以及上行链路调度授权，通知设备关于用于上行链路（ULSCH）传输的资源和传输格式。此外，下行链路控制信令还可用于特殊目的，例如在一组时隙中传送关于用于上行链路和下行链路的符号的信息、抢占指示和功率控制。在NR中，只有一个控制信道，即物理下行链路控制信道（PDCCH）。在高层次上，NR中的PDCCH处理的原理类似于LTE，即设备尝试使用一个或多个搜索空间对从网络发送的候选PDCCH进行盲解码。然而，基于NR的不同设计目标以及LTE部署的经验，与LTE相比存在一些差异：

• NR中的PDCCH不一定跨越整个载波带宽，不同于LTE PDCCH。这是由于并非所有NR设备都能够接收第5章中讨论的全载波带宽这一事实的自然结果，并导致NR中更通用的控制信道结构的设计。
• NR中的PDCCH被设计为支持特定于设备的波束形成，与NR的一般波束中心设计一致，并且在具有相应的具有挑战性的链路预算的非常高的载波频率下工作时是必要的。

这两个方面在版本11中的LTE EPDCCH设计中在某种程度上得到了解决，尽管在实践中除了作为eMTC的控制信令的基础之外，EPDCCH没有被广泛地使用。LTE中存在的另外两个控制信道PHICH和PCFICH在NR中不需要。前者在LTE中用于处理上行链路重传，并且与同步混合ARQ协议的使用紧密耦合，但是，由于NR混合ARQ协议在上行链路和下行链路中都是异步的，因此NR中不需要PHICH。后者信道PCFICH在NR中是不必要的，因为控制资源集（coreset）的大小不会动态变化，并且控制资源对数据的重用以与LTE中不同的方式处理，如下文所述。在以下部分中，将描述NR下行链路控制信道PDCCH，包括核心集的概念、PDCCH在其上传输的时频资源。首先，将讨论包括编码和调制的PDCCH处理，然后讨论核心集结构。一个载波上可以有多个核心集，控制资源集的一部分是从资源元素到控制信道元素（cce）的映射。来自一个控制资源集的一个或多个cce被聚合以形成一个PDCCH使用的资源。盲检测，即设备试图检测是否有任何pdcch传输到设备的过程，是基于搜索空间的。使用单个核心集中的资源可以有多个搜索空间，如图10.1所示。最后，将描述下行链路控制信息（DCI）的内容。

10.1.1　物理下行控制信道

PDCCH处理步骤如图10.2所示。

在高水平上，NR中的PDCCH处理在每个PDCCH被独立处理的意义上更类似于LTE EPDCCH而不是LTE PDCCH。在PDCCH上传输的有效载荷被称为下行链路控制信息（DCI），24位CRC被附加到其上以检测传输错误并帮助接收机中的解码器。与LTE相比，CRC大小已经增加，以降低错误地接收控制信息的风险，并帮助接收机中的解码操作的提前终止。与LTE类似，设备标识修改通过加扰操作传输的CRC。在接收到DCI后，设备将使用相同的过程计算有效负载部分上的加扰CRC，并将其与接收到的CRC进行比较。如果CRC检查，则声明消息已正确接收并用于设备。因此，应该接收DCI消息的设备的标识被隐式地编码在CRC中而不是显式地发送。这减少了在PDCCH上传输所需的比特数，因为从设备的角度来看，CRC将不检查的损坏消息与打算用于另一设备的消息之间没有区别。注意，RNTI不一定必须是设备的标识C-RNTI，但是也可以是不同类型的组或公共RNTI，例如，用于指示寻呼或随机访问响应。PDCCH的信道编码是基于极性码的，极性码是一种相对较新的信道编码形式。极性码的基本思想是将无线信道的几个实例转换成一组无噪声或完全噪声的信道，然后在无噪声信道上传输信息比特。解码可以用几种方法来完成，但一种典型的方法是使用连续取消和列表解码。列表解码使用CRC作为解码过程的一部分，这意味着错误检测能力降低。例如，从错误检测的角度来看，大小为8的列表解码导致丢失3位，从而导致24位CRC提供对应于21位CRC的错误检测能力。这是与LTE相比CRC更大的部分原因。
与LTE中使用的尾随卷积码不同，极轴码可以处理任意数量的信息比特，极轴码的设计需要考虑最大比特数。在NR中，极性码被设计成在下行链路中支持512编码比特（在速率匹配之前）。最多可以处理140个信息位，这为将来的扩展提供了足够的空间，因为版本15中的DCI有效负载大小要少得多。为了在解码过程中帮助提前终止，CRC不附加在信息比特的末尾，而是以分布式方式插入，之后应用极性码。提前终止也可以通过利用解码器中的路径度量来实现。速率匹配用于将编码比特的数目与可用于PDCCH传输的资源相匹配。这是一个有点复杂的过程，并且基于32个块的子块交织之后编码比特的缩短、穿孔或重复之一。在缩短、穿孔和重复之间进行选择的规则集，以及何时使用哪种方案的规则集，旨在最大限度地提高性能。最后，编码比特和速率匹配比特被加扰，使用QPSK调制，并且映射到用于PDCCH的资源元素，其细节将在下面讨论。每个PDCCH具有自己的参考信号，这意味着PDCCH可以充分利用天线设置，例如，在特定方向上进行波束形成。完整的PDCCH处理链如图10.2所示。编码和调制的DCI到资源元素的映射取决于基于控制信道元素（cce）和资源元素组（REGs）的特定结构。尽管这两个名字是从LTE借用来的，但它们的大小与LTE对应的名称不同，CCE到REG的映射也不同。PDCCH使用1个、2个、4个、8个或16个连续的控制信道元素来传输，其数量被称为聚合级别。控制信道单元是定义盲解码搜索空间的单元，将在第10.1.3节中讨论。一个控制信道单元由六个资源单元组组成，每个资源单元组等于一个OFDM符号中的一个资源块。在考虑DM-RS开销之后，在一个控制信道单元中有54个资源单元（108比特）可用于PDCCH传输。CCE到REG的映射可以是交织的，也可以是非交织的。与LTE EPDCCH的情况类似，具有两个不同映射方案的动机是能够通过使用交织映射来提供频率分集，或者通过使用非交织映射来促进干扰协调和控制信道的频率选择性传输。CCE到REG映射的细节将在下一节作为整个核心集结构的一部分进行讨论。

10.1.2　控制资源集

NR中下行控制信令的核心是核心集的概念。控制资源集是一种时间-频率资源，其中设备尝试使用一个或多个搜索空间对候选控制信道进行解码。在时频域中核心集的大小和位置由网络半静态地配置，因此可以设置为小于载波带宽。这在NR中尤其重要，因为载波可以非常宽，高达400 MHz，并且假设所有设备都可以接收如此宽的带宽是不合理的。在LTE中，核心集的概念并不明确存在。相反，LTE中的下行链路控制信令使用前1 3个OFDM符号中的全载波带宽（对于大多数窄带情况为4个）。这在LTE中被称为控制区域，并且原则上，如果使用该术语，则该控制区域将对应于“LTE核心集”。拥有跨越全载波带宽的控制信道是出于对频率分集的渴望以及所有LTE设备支持全20mhz载波带宽的事实（至少在指定版本8时）。然而，在以后的LTE版本中，当引入对不支持全载波带宽的设备的支持时（例如，在版本12中引入的eMTC设备），这将导致复杂性。LTE方法的另一个缺点是不能处理用于下行链路控制信道的小区之间的频域干扰协调。在某种程度上，随着版本11中EPDCCH的引入，LTE控制信道设计的这些缺点得到了解决，但是EPDCCH特性到目前为止还没有在实践中得到广泛部署，因为LTE网络仍然需要为初始接入提供PDCCH支持并处理不支持EPDCCH的LTE设备。因此，NR从一开始就采用了更灵活的结构。核心集可以出现在插槽内的任何位置和载波频率范围内的任何位置（见图10.3）。

但是，设备不能处理其活动带宽部分之外的核心集。在小区级（而不是每个带宽部分）配置核心集的原因是为了方便带宽部分之间的紧身胸衣重用，例如，当使用第14.1.1节中讨论的带宽适配进行操作时。第一紧身胸衣CORESET 0由主信息块（MIB）提供，作为初始带宽部分的配置的一部分，以便能够从网络接收剩余的系统信息和附加配置信息。在建立连接之后，除了使用RRC信令之外，还可以为设备配置多个可能重叠的核心集。在时域中，核心集在持续时间上可以是最多三个OFDM符号，并且位于时隙内的任何位置，尽管适合于每个时隙进行一次调度决策时的业务场景的常见场景是将核心集定位在时隙的开始处。这类似于在每个LTE子帧的开始处具有控制信道的LTE情况。然而，在其它时间实例中配置核心集可以是有用的，例如对于仅占用几个OFDM符号而不等待下一时隙的开始的传输实现非常低的延迟。重要的是要理解核心集是从设备的角度定义的，并且仅指示设备可以在何处接收PDCCH传输。它没有说明gNB是否真的传输PDCCH。根据用于PDSCH的前加载DM-RS的位置，在时隙的第三或第四OFDM符号中（参见第9.11.1节），核心集的最大持续时间是两个或三个OFDM符号。这是由在下行链路参考信号和相关数据开始之前定位核心集的典型情况引起的。在频域中，核心集定义为六个资源块的倍数，直至载波带宽。与LTE不同，在LTE中，控制区域的长度可以动态地变化，如特殊控制信道（PCFICH）所指示的，NR中的核心集具有固定的大小。从实现的角度来看，这对设备和网络都是有益的。从设备的角度来看，如果设备可以直接开始处理PDCCH而不必首先解码另一信道（如LTE中的PCFICH），则流水线实现更简单。为了实现NR中可能的非常低的延迟，PDCCH的流线型和实现友好的结构是重要的。然而，从频谱效率的角度来看，如果能够以动态的方式在控制和数据之间灵活地共享资源是有益的。因此，NR提供了在岩芯集结束之前开始PDSCH数据的可能性。对于给定的设备，还可以重用未使用的核心集资源，如图10.4所示。

为了处理这个问题，使用了保留资源的一般机制（见第9.10节）。配置与核心集重叠的保留资源，并且DCI中的信息向设备指示保留资源是否可由PDSCH使用。如果它们被指示为保留的，则PDSCH围绕与核心集重叠的保留资源进行速率匹配，并且如果资源被指示为可用的，则PDSCH将保留资源用于除PDCCH使用的资源之外的数据，在PDCCH上设备接收到调度PDSCH的DCI。对于每个核心集，都有一个关联的CCE-to-REG映射，这个映射使用术语REG bundle来描述。REG bundle是一组REG，设备可以假定预编码是常量。利用这一特性，可以像PDSCH的资源块捆绑一样，提高信道估计性能。如已经提到的，CCE到REG的映射可以是交织的或非交织的，这取决于是否需要频率多样化或频率选择性传输。给定的CORESET只有一个CCE-to-REG映射，但由于映射是CORESET的一个属性，因此可以使用不同的映射配置多个CORESET，这可能很有用。例如，一个或多个核心集被配置为具有非交织映射以受益于频率相关调度，并且一个或多个核心集被配置为具有交织映射以在信道状态反馈由于设备快速移动而变得不可靠的情况下充当回退。非交错映射非常简单。在这种情况下，REG bundle的大小是6，也就是说，设备可以假设在整个CCE中预编码是恒定的。由六个reg组成的连续束用于形成CCE。交错的情况有点复杂。在这种情况下，可以在两个备选方案之间配置REG bundle大小。一种选择是六个，适用于所有的核心组持续时间，另一种选择是，根据胸衣的持续时间，两个或三个。对于一个或两个OFDM符号的持续时间，捆绑大小可以是两个或六个，并且对于三个OFDM符号的持续时间，捆绑大小可以是三个或六个。在交织的情况下，使用块交织器获得构成CCE的REG束，以在频率上展开不同的REG束，从而获得频率分集。块交织器中的行数可配置为处理不同的部署场景（图10.5）。

作为PDCCH接收处理的一部分，设备需要使用与正在解码的PDCCH候选相关联的参考信号来形成信道估计。单个天线端口用于PDCCH，即，以设备透明的方式处理任何发射分集或多用户MIMO方案。PDCCH具有其自己的解调参考信号，基于与PDSCH相同类型的伪随机序列，伪随机序列在频域中跨所有公共资源块生成，但仅在用于PDCCH的资源块中传输（下面讨论的一个例外）。然而，在初始访问期间，公共资源块的位置还不知道，因为它作为系统信息的一部分被发信号通知。因此，对于PBCH配置的CORESET 0，从CORESET中的第一个资源块开始生成序列。特定于给定PDCCH候选的解调参考信号映射到资源元素组中的每四个子载波，即，参考信号开销是1/4。这是比LTE中更密集的参考信号模式，LTE使用1/6的参考信号开销，但是，在LTE中，该设备可以使用所有设备共有的并且不管是否发生控制信道传输而存在的小区特定参考信号，作为LTE的结果，在时间和频率上内插信道估计。尽管开销稍高，但是每个PDCCH候选使用专用参考信号是有益的，因为它允许不同类型的设备透明波束形成。通过使用波束成形控制信道，与LTE中的非波束成形控制信道相比，可以提高覆盖范围和性能。1这是NR以波束为中心设计的一个重要部分。当试图解码占据某组CCE的某个PDCCH候选时，该设备可以计算构成PDCCH候选的REG束。信道估计必须按REG包执行，因为网络可能会在REG包之间更改预编码。一般来说，这将导致足够精确的信道估计，以获得良好的PDCCH性能。然而，还存在将设备配置为在核心集中的相邻资源块之间假设相同的预编码的可能性，从而允许设备对信道估计进行频域内插。这也意味着设备可能使用其试图检测的PDCCH外部的参考信号，有时称为宽带参考信号（见图10.6）。

在某种意义上，这提供了在频域中部分模拟LTE小区特定参考信号的可能性，当然在波束形成可能性方面具有相应的限制。与信道估计相关的是适用于参考信号的准共定位关系，这与其他信道的讨论一样。如果设备知道两个参考信号是准并置的，则可以利用该知识来改进信道估计，更重要的是对于PDCCH，来管理设备处的不同接收波束（关于波束管理和空间准并置的详细讨论，参见第12章）。为了处理这一点，每个核心集可以被配置为具有传输配置指示（TCI）状态，即，提供PDCCH天线端口与之准同址的天线端口的信息。如图10.7所示，如果设备是在空间上与特定CSI-RS共用的特定核心集，则当尝试在该核心集中接收pdcch时，设备可以确定哪个接收是合适的。在此示例中，设备中配置了两个核心集，一个核心集在DM-RS和CSI-RS#1之间具有空间QCL，另一个核心集在DM-RS和csir#2之间具有空间QCL。基于CSI-RS测量，设备已确定两个CSI-RS:es中的每一个的最佳接收波束。当监控CORESET#1以获取可能的PDCCH传输时，设备知道空间QCL关系并使用适当的接收波束（类似于CORESET#2）。这样，该设备可以处理多个接收波束，作为盲解码框架的一部分。如果没有为核心集配置准同址，则设备假设PDCCH候选在延迟扩展、多普勒扩展、多普勒频移、平均延迟和空间Rx参数方面与SS块准同址。这是一个合理的假设，因为设备已经能够接收和解码PBCH以便访问系统。

10.1.3　盲解码和搜索空间

如上所述，不同的DCI格式可用于PDCCH上的传输，并且所使用的格式对于设备来说是先验未知的。因此，设备需要盲目地检测DCI格式。在LTE中，格式与DCI大小紧密耦合，并且对特定DCI格式的监视在大多数情况下意味着对新DCI大小的监视。在NR中，DCI格式和DCI大小之间的耦合不太明显。不同的格式仍然可以有不同的DCI大小，但是有几种格式共享相同的DCI大小。这允许在未来添加更多格式，而不增加盲解码的数量。NR设备需要监控多达四种不同的DCI大小；一个大小用于回退DCI格式，一个用于下行链路调度分配，一个大小用于上行链路调度授权（除非上行链路-下行链路非回退格式与大小一致）。另外，根据配置，设备可能需要使用第四大小来监视时隙格式指示和抢占指示。上一节中描述的CCE结构有助于减少盲解码尝试的次数，但这是不够的。因此，需要具有限制设备应该监视的PDCCH候选的数量的机制。显然，从调度的角度来看，所允许的聚合中的限制是不可取的，因为它们可能降低调度灵活性，并且需要在发送器侧进行额外的处理。同时，从设备复杂性的角度来看，要求设备监视所有配置的核心集中所有可能的CCE聚合是没有吸引力的。为了对调度器施加尽可能少的限制，同时限制设备中盲解码尝试的最大次数，NR定义了所谓的搜索空间。搜索空间是由cce在给定聚合级别上形成的一组候选控制信道，设备应该尝试对其进行解码。由于有多个聚合级别，一个设备可以有多个搜索空间。可以有多个使用同一核心集的搜索空间，如前所述，可以为一个设备配置多个核心集。设备不应该在其活动带宽部分之外进行PDCCH，这是从带宽部分的总体目的出发的。此外，如图10.8所示，搜索空间的监视实例是可配置的。

在为搜索空间配置的监视时刻，设备将尝试解码该搜索空间的候选pdcch。可以配置分别对应于1、2、4、8和16个cce的五个不同聚合级别。最高聚合级别16在LTE中不受支持，并且在极端覆盖要求的情况下被添加到NR中。PDCCH候选者的数量可以配置为每个搜索空间（因此也可以配置为每个聚合级别）。因此，与LTE相比，NR在跨聚合层花费盲解码尝试的方式更灵活，LTE在每个聚合层的盲解码次数是固定的。这是因为NR的部署范围更广。例如，在小单元场景中，可能不会使用最高聚合级别，而且，最好将设备的有限次数的盲解码尝试花费在较低的聚合级别上，而不是花费在从不使用的聚合级别上的盲解码上。在尝试解码候选PDCCH时，如果CRC检查并且设备处理信息（调度指派、调度授权等），则控制信道的内容被声明为对该设备有效。如果CRC没有检查，则该信息要么受到不可纠正的传输错误的影响，要么打算用于另一个设备，并且在任何一种情况下，该设备忽略该PDCCH传输。如果控制信息在cce在设备的搜索空间之一中形成的PDCCH上传输，则网络只能对设备寻址。例如，图10.9中的设备A不能在从CCE编号20开始的PDCCH上寻址，而设备B可以。

此外，如果设备A使用cce16 23，则设备B不能在聚合级别4上寻址，因为其级别4搜索空间中的所有cce都被其他设备的使用所阻止。由此可以直观地理解，为了有效地利用系统中的cce，搜索空间应该在设备之间有所不同。因此，系统中的每个设备都可以配置一个或多个特定于设备的搜索空间。由于特定于设备的搜索空间通常小于网络在相应聚合级别上可以传输的pdcch的数目，因此必须存在确定特定于设备的搜索空间中的cce集合的机制。一种可能是让网络在每个设备中配置特定于设备的搜索空间，类似于核心集的配置方式。然而，这将需要到每个设备的显式信令，并且可能需要在切换时重新配置。相反，PDCCH的设备特定搜索空间是在没有通过在小区中唯一的设备标识（即C-RNTI）的函数的显式信令的情况下定义的。此外，设备应该为某个聚合级别监视的cce集也随着时间的变化而变化，以避免两个设备不断地相互阻塞。如果它们在某一时刻相撞，它们就不太可能在下一时刻相撞。在每个搜索空间中，设备都试图使用设备特定的C-RNTI标识对pdcch进行解码。如果找到有效的控制信息，例如调度授权，则设备将相应地进行操作。但是，也有针对一组设备的信息。此外，作为随机访问过程的一部分，必须在为设备分配唯一身份之前将信息发送到设备。这些消息用不同的预定义RNTI来调度，例如，用于调度系统信息的SI-RNTI、寻呼消息的P-RNTI传输、用于传输随机接入的RA-RNTI和用于上行链路功率控制响应的TPC-RNTI。其他示例是用于抢占指示的INT-RNTI和用于传送时隙相关信息的SFI-RNTI。这些类型的信息不能依赖于特定于设备的搜索空间，因为不同的设备将监视不同的cce，尽管消息是针对所有cce的。因此，NR还定义了公共搜索空间。3公共搜索空间在结构上类似于特定于设备的搜索空间，区别在于cce集是预定义的，因此所有设备都知道，而不管它们自己的身份如何。盲解码尝试的次数取决于子载波间隔（以及时隙持续时间）。对于15/30/60/120 kHz子载波间隔，每个时隙最多可支持44/36/22/20次盲解码尝试，覆盖所有DCI有效负载大小—选择该数字可在设备复杂性和调度灵活性之间提供良好的折衷。然而，盲解码的数目并不是衡量复杂度的唯一标准，还需要考虑信道估计。对于15/30/60/120khz的子载波间隔的信道估计数已经被限制为56/56/48/32cce，该cce跨越时隙中的所有核心集。根据配置，PDCCH候选者的数目可以由盲解码的数目或者由信道估计的数目来限制。最后，为了限制设备的复杂性，定义了“3 1 1”DCI大小预算，这意味着一个设备最多使用C-RNTI监视三个不同的DCI大小（因此是时间关键的），并且使用其他RNTI监视一个DCI大小（因此是时间较短的）。在载波聚合的情况下，对每个分量载波应用上述的一般盲解码操作。与单载波情况相比，信道估计和盲解码尝试的总数增加，但与聚合载波的数目不成正比。

10.1.4　下行调度分配：DCI格式1-0和1-1

在描述了DCI在PDCCH上的传输之后，可以从下行链路调度分配开始讨论控制信息的详细内容。
下行链路调度分配使用DCI格式1 1、非回退格式或DCI格式1 0，也称为回退格式。非回退格式1 1支持所有NR功能。根据系统中配置的功能，某些信息字段可能存在，也可能不存在。例如，如果没有配置载波聚合，则不需要在DCI中包括载波聚合相关信息。因此，格式1 1的DCI大小取决于总体配置，但只要设备知道配置了哪些功能，它也知道DCI大小，并且可以执行盲检测。回退格式1 0的大小较小，支持有限的NR功能集，并且信息字段集通常不可配置，从而导致（或多或少）固定的DCI大小。回退格式的一个用例是处理设备的配置中的不确定时段，例如由于传输错误，当设备应用配置信息时的确切时刻对于网络是未知的。使用回退DCI的另一个原因是减少控制信令开销。在许多情况下，回退格式为调度较小的数据包提供了足够的灵活性。不同DCI格式的部分内容是相同的，如表10.1所示，但由于功能不同，也存在差异。

用于下行链路调度的DCI格式中的信息可以被组织成不同的组，并且呈现的字段在DCI格式之间变化。用于下行链路调度分配的DCI格式的内容描述如下：

• DCI 格式的标识符（1 位）。 这是一个标头，用于指示 DCI 是下行链路分配还是上行链路授权，这在多种 DCI 格式的有效载荷大小对齐并且大小不能用于区分 DCI 格式的情况下很重要（这里的一个示例是回退 格式 0 0 和 1 0 大小相等）。
• 资源信息，包括：
  • 载波指示符（0 或3 位）。 如果配置了跨载波调度，则存在该字段，并用于指示 DCI 相关的分量载波。 载波指示符不存在于回退 DCI 中，例如用于向多个设备发送公共信令，因为并非所有设备都可以配置（或能够）载波聚合。
  • 带宽部分指示符（0 2 位），用于激活由高层信令配置的最多四个带宽部分之一。 不存在于后备 DCI 中。
  • 频域资源分配。 该字段指示设备应在其上接收 PDSCH 的一个分量载波上的资源块。 字段的大小取决于带宽的大小和资源分配类型，仅类型 0，仅类型 1，或在第 10.1.10 节中讨论的两者之间的动态切换。 格式 1 0 仅支持资源分配类型 1，因为在这种情况下不需要资源分配的完全灵活性。
  • 时域资源分配（1 4 位）。 该字段指示时域中的资源分配，如第 10.1.11 节所述
  • VRB 到 PRB 映射（0 或 1 位）指示是否应使用交错或非交错 VRB 到 PRB 映射，如第 9.9 节所述 . 仅适用于资源分配类型 1。
  • PRB 大小指示符（0 或 1 位），用于指示 PDSCH 捆绑大小，如第 9.9 节所述。
  • 保留资源（0 2 位），用于向设备指示保留资源是否可用于PDSCH，如第9.10 节所述。
  • 零功率CSI-RS 触发器（0 2 位），参见第8.1 节关于CSI 参考信号的讨论。
• 传输块相关信息：
  • 调制和编码方案（5 位），用于向设备提供有关调制方案、编码率和传输块大小的信息，如下所述。
  • 新数据指示符（1 位），用于清除初始传输的软缓冲区，如第 13.1 节所述。
  • 冗余版本（2 位）（参见第 13.1 节）。
  • 如果存在第二个传输块（仅当DCI 格式1 1 支持多于四层的空间复用时），以上三个字段对第二个传输块重复。
• Hybrid-ARQ 相关信息：
  • Hybrid-ARQ 进程号（4 位），通知设备有关用于软合并的混合ARQ 进程。
  • 下行链路分配索引（DAI、0、2 或4 位），仅出现在第13.1.5 节所述的动态混合ARQ 码本的情况下。 DCI format 1 1支持0、2或4位，而DCI format 1 0使用2位。
  • HARQ 反馈定时（3 比特），提供关于何时应该发送混合ARQ 确认相对于PDSCH 接收的信息。
  • CBG 传输指示符（CBGTI，0、2、4、6 或8 位），指示重传的代码块组，如第13.1.2 节所述。 仅存在于 DCI 格式 1 1 中，并且仅当配置了 CBG 重传时。
  • CBG 刷新信息（CBGFI，0 1 位），指示软缓冲区刷新，如第 13.1.2 节所述。 仅存在于 DCI 格式 1 1 中，并且仅当配置了 CBG 重传时。
• 多天线相关信息（仅在 DCI 格式 1 1 中存在）：
  • 天线端口（4 6 位），指示传输数据的天线端口以及为其他用户安排的天线端口，如在 第 9 章和第 11 章。
  • 传输配置指示（TCI，0 或 3 位），用于指示下行链路传输的 QCL 关系，如第 12 章所述。
  • SRS 请求（2 位），用于请求探测参考信号的传输 如第 8.3 节所述。
  • DM-RS 序列初始化（0 或1 位），用于在DM-RS 序列的两个预配置初始化值之间进行选择。
• PUCCH 相关信息：
  • PUCCH 功率控制（2 比特），用于调整PUCCH 发射功率。
  • PUCCH 资源指示符（3 位），用于从一组已配置资源中选择PUCCH 资源（参见第10.2.7 节）。

10.1.5　上行调度授权：DCI格式0-0和0-1

上行链路调度授权使用 DCI 格式 0-1（非回退格式）或 DCI 格式 0-0（也称为回退格式）之一。 同时具有回退和非回退格式的原因与下行链路相同，即处理 RRC 重新配置期间的不确定性并为不利用所有上行链路功能的传输提供低开销格式。 对于上行链路，以非回退格式显示的信息字段取决于配置的功能。 上行链路 DCI 格式 0 1 和下行链路 DCI 格式 1 1 的 DCI 大小与添加到两者中较小者的填充对齐，以便减少盲解码的数量。 不同的DCI格式部分内容相同，如表10.2所示，但也有因能力不同而有所不同。 用于上行链路调度的 DCI 格式中的信息可以组织到不同的组中，其中存在的字段在 DCI 格式之间有所不同。

DCI formats 0 1 和0 0 的内容描述如下：

• DCI format 的标识符（1 比特），用于指示DCI 是下行链路分配还是上行链路授权的标头。
• 资源信息，包括：
  • 载波指示符（0 或3 位）。 如果配置了跨载波调度，则存在该字段，并用于指示 DCI 相关的分量载波。 DCI 格式 0 0 中不存在载波指示符。
  • UL/SUL 指示符（0 或1 位），用于指示授权是否与补充上行链路或普通上行链路相关（参见第7.7 节）。 仅当补充上行链路配置为系统信息的一部分时才存在。
  • 带宽部分指示符（0 2 位），用于激活由高层信令配置的最多四个带宽部分之一。 不存在于 DCI 格式 0 0 中。
  • 频域资源分配。 该字段指示设备应在其上传输 PUSCH 的一个分量载波上的资源块。 字段的大小取决于带宽的大小和资源分配类型，仅类型 0，仅类型 1，或在第 10.1.10 节中讨论的两者之间的动态切换。 Format 0 0 仅支持资源分配类型 1。
  • 时域资源分配（0 4 位）。 该字段指示时域中的资源分配，如第 10.1.11 节所述。
  • 跳频标志（0 或 1 位），用于处理资源分配类型 1 的跳频。
• 传输块相关信息：
  • 调制和编码方案（5 位），用于为设备提供信息 关于调制方案、码率和传输块大小，如下面进一步描述的。
  • 新数据指示符（1 位），用于指示授权是否与传输块的重传或新传输块的传输有关。
  • 冗余版本（2 位）。
• 混合ARQ 相关信息：
  • 混合ARQ 进程号（4 位），通知设备有关要（重新）传输的混合ARQ 进程。
  • 下行链路分配索引(DAI)，用于在PUSCH 上传输UCI 的情况下处理混合ARQ 码本。 不存在于 DCI 格式 0 0 中。
  • CBG 传输指示符（CBGTI，0、2、4 或6 位），指示要重传的代码块组，如第13.1 节所述。 仅存在于 DCI 格式 0 1 中，并且仅当配置了 CBG 重传时。
• 多天线相关信息（仅出现在DCI 格式1 1 中）：
  • DMRS 序列初始化（1 比特），用于在DM-RS 序列的两个预配置初始化值之间进行选择。
  • 天线端口（2 个 5 位），指示传输数据的天线端口以及为其他用户安排的天线端口，如第 9 章和第 11 章所述。
  • SRS 资源指示符（SRI），用于确定天线 用于 PUSCH 传输的端口和上行链路传输波束，如第 11.3 节所述。 位数取决于配置的 SRS 组的数量以及是否使用基于码本或非基于码本的预编码。
  • 预编码信息（0 6 位），用于选择预编码矩阵W 和基于码本的预编码的层数，如第11.3 节所述。 位数取决于天线端口的数量和设备支持的最大等级。
  • PTRS-DMRS 关联（0 或2 位），用于指示DM-RS 和PT-RS 端口之间的关联。
  • SRS 请求（2 比特），用于请求传输探测参考信号，如第 8.3 节所述。
  • CSI 请求（0 6 位），用于请求传输CSI 报告，如第8.1 节所述。
• 功率控制相关信息：
  • PUSCH 功率控制（2 比特），用于调整PUSCH 传输功率。
  • Beta 偏移量（0 或2 位），用于控制UCI 在PUSCH 上使用的资源量，以防如第10.2.8 节所述为DCI 格式0 1 配置动态Beta 偏移量信令。

10.1.6　时隙格式指示：DCI格式2-0

DCI 格式 2-0（如果使用）用于向设备发送时隙格式信息 (SFI)，如第 7.8.3 节中所述。 SFI 使用常规 PDCCH 结构和使用 SFI-RNTI 传输，对多个设备是通用的。 为了在盲解码过程中帮助设备，设备被配置有关于最多两个PDCCH候选的信息，SFI可以在其上传输。

10.1.7　抢占指示：DCI格式2-1

DCI 格式 2-1 用于向设备发送抢占指示符。 它使用常规 PDCCH 结构传输，使用多个设备可以共用的 INT-RNTI。 抢占指示符的详细信息和用法在第 14.1.2 节中讨论。

10.1.8　上行功率控制命令：DCI格式2-2

作为对作为下行链路调度分配和上行链路调度授权的一部分提供的功率控制命令的补充，有可能使用 DCI 格式 2-2 传输功率控制命令。 DCI 格式 2-2 的主要动机是支持半持久调度的功率控制。 在这种情况下，不存在可分别包括用于PUCCH和PUSCH的功率控制信息的动态调度分配或调度授权。 因此，需要另一种机制，而 DCI 格式 2-2 可以满足这一需求。 功率控制消息被定向到使用特定于该组的 RNTI 的一组设备，并且每个设备都配置有它应该遵循的加入消息中的功率控制位。 DCI format 2-2 与DCI formats 0-0/1-0 的大小对齐，以降低盲解码的复杂度。

10.1.9　SRS控制命令：DCI格式2-3

DCI 格式 2-3 用于未将 SRS 功率控制耦合到 PUSCH 功率控制的设备的上行链路探测参考信号的功率控制，因为独立控制是可取的，或者因为设备被配置为没有 PUCCH 和 PUSCH。 该结构类似于 DCI 格式 2 2，但除了两个功率控制位之外，还可以为每个设备配置两个用于 SRS 请求的位。 DCI format 2 2 与DCI formats 0 0/1 0 的大小对齐，以降低盲解码的复杂度。

10.1.10　指示频域资源的信令

为了确定发送或接收的频域资源，需要关注两个字段：资源块分配字段和 BWP 指示符。 资源分配字段确定活动 BWP 中传输数据的资源块。 资源块分配信号有两种不同的可能性，类型 0 和类型 1，它们都继承自 LTE，在 LTE 中它们被称为下行链路资源分配类型 0 和类型 2。在 LTE 中，资源块分配通过信号指示分配 载体。 但是，在 NR 中，指示是针对活动 BWP 的。 类型 0 是基于位图的分配方案。 指示设备应该在其上接收下行链路传输的资源块集的最灵活方式是在 BWP 中包含大小等于资源块数量的位图。 这将允许资源块的任意组合被调度以传输到设备，但不幸的是，对于更大的带宽也会导致非常大的位图。 例如，在BWP为100个资源块的情况下，下行PDCCH光是bitmap就需要100bits，其他的信息还需要添加进去。 这不仅会导致大量的控制信令开销，而且还会导致下行链路覆盖问题，因为一个 OFDM 符号中超过 100 位对应于 15 kHz 子载波间隔超过 1.4 Mbit/s 的数据速率，对于更高的子载波间隔甚至更高 子载波间隔。 因此，需要在保持足够的分配灵活性的同时减小位图大小。 这可以通过不指向频域中的单个资源块，而是指向连续资源块组来实现，如图 10.10 顶部所示。

这种资源块组的大小由 BWP 的大小决定。 每种大小的 BWP 可能有两种不同的配置，可能导致给定大小的 BWP 的资源块组大小不同。 资源分配类型 1 不依赖于位图。 相反，它将资源分配编码为资源块分配的起始位置和长度。 因此，它不支持资源块的任意分配，而只支持频率连续分配，从而减少了用信号通知资源块分配所需的比特数。 要使用的资源分配方案根据三个备选方案进行配置：类型 0、类型 1 或使用 DCI 中的位在两者之间动态选择。对于回退 DCI，仅支持资源块分配类型 1，因为较小的开销比配置非连续资源的灵活性更重要。 两种资源分配类型都引用虚拟资源块（有关资源块类型的讨论，请参见第 7.3 节）。 对于资源分配类型 0，使用从虚拟资源块到物理资源块的非交错映射，这意味着虚拟资源块直接映射到相应的物理资源块。 另一方面，对于资源分配类型 1，交错映射和非交错映射均受支持。 VRB 到 PRB 映射位（如果存在，仅下行链路）指示分配信令是使用交错映射还是非交错映射。 回到 BWP 指示器，该字段用于切换活动 BWP。 它可以指向当前激活的 BWP，也可以指向另一个要激活的 BWP。 如果该字段指向当前活动的 BWP，则 DCI 内容的解释很简单——如上所述，资源分配适用于当前活动的 BWP。 但是，如果 BWP 指示器指向与活动 BWP 不同的 BWP，则处理会变得更加复杂。 通常，许多传输参数是根据 BWP 配置的。 因此，不同 BWP 之间的 DCI 有效载荷大小可能不同。 频域资源分配领域就是一个明显的例子； BWP越大，频域资源分配的位数越大。 同时，盲检测时假定的DCI大小是由当前激活的BWP决定的，而不是BWP索引指向的BWP。 要求设备对匹配所有可能的 BWP 配置的多个 DCI 大小执行盲检测将过于复杂。 因此，在假设当前激活的BWP给出DCI格式的情况下获得的DCI信息必须转换为新的BWP，新的BWP不仅通常具有不同的大小，而且还可以配置不同的传输参数集 ，例如每个 BWP 配置的 TCI 状态。 转换是使用每个 DCI 字段的填充/截断来完成的，以匹配目标 BWP 的要求。 一旦完成，BWP 指示符指向的 BWP 将成为新的活动 BWP，并且调度授权将应用于此 BWP。 在违反“3 1 1”DCI 大小预算的情况下，DCI 格式 0 0 和 1 0 有时需要类似的转换。

10.1.11　指示时域资源的信令

要接收或传输的数据的时域分配在 DCI 中动态发信号通知，这很有用，因为可用于下行链路接收或上行链路传输的时隙部分可能因使用动态 TDD 或用于上行链路控制信令的资源量。 此外，发生传输的时隙也需要作为时域分配的一部分用信号通知。 尽管在许多情况下下行链路数据是在与相应分配相同的时隙中传输的，但上行链路传输的情况通常并非如此。 一种方法是分别用信号通知时隙号、起始 OFDM 符号和用于传输或接收的 OFDM 符号数。 然而，由于这会导致不必要的大量比特，NR 采用了一种基于可配置表的方法。 DCI 中的时域分配字段用作 RRC 配置表的索引，从中获得时域分配，如图 10.11 所示。

一张表用于上行链路调度授权，一张表用于下行链路调度分配。 最多可配置 16 行，其中每行包含：

• 插槽偏移量，即相对于获得 DCI 的插槽的插槽。 对于下行链路，可以使用从 0 到 3 的时隙偏移，而对于上行链路，可以使用从 0 到 7 的时隙偏移。 更大的上行链路范围可能是由于需要将上行链路传输调度到更远的未来以与（主要）LTE TDD 共存。
• 传输数据的时隙中的第一个OFDM 符号。
• 时隙中OFDM 符号数的传输持续时间。 并非所有开始和长度的组合都适合一个时隙，例如，从 OFDM 符号 12 开始并在五个 OFDM 符号期间传输显然会导致跨越时隙边界并表示无效组合。 因此，开始和长度被联合编码以仅覆盖有效组合（尽管在图 10.11 中出于说明原因将它们显示为两个单独的列）。
• 对于下行链路，PDSCH 映射类型，即第9.11 节中描述的DM-RS 位置，也是该表的一部分。 与单独指示映射类型相比，这提供了更大的灵活性。

还可以配置时隙聚合，即在最多八个时隙中重复传输相同的传输块。 然而，这不是使用表格的动态信令的一部分，而是单独的 RRC 配置。 时隙聚合主要是一种处理覆盖挑战部署的工具，因此不太需要完全动态的方案。

10.1.12　指示传输块大小的信令

下行链路传输的正确接收除了资源块集之外，还需要有关调制方案和传输块大小的知识，以及由 5 位 MCS 字段（间接）提供的信息。 原则上，与 LTE 中类似的方法，即根据 MCS 字段和资源块分配将传输块大小制成表格是可能的。 然而，NR 支持的带宽大得多，传输持续时间范围广，开销变化取决于配置的其他功能（例如 CSI-RS），这将导致需要大量表格来处理 NR 中的大动态范围。 传输块大小的术语。 每当这些参数中的一些发生变化时，这样的方案也可能需要修改。 因此，NR 选择基于公式的方法结合最小传输块大小的表格，而不是纯粹基于表格的方案，以实现必要的灵活性。 第一步是根据 MCS 字段确定调制方案和码率。 这是使用两个表之一完成的，如果未配置 256QAM，则为一个表；如果配置了 256QAM，则为另一个表。 在 5 位 MCS 字段的 32 种组合中，29 种用于用信号通知调制和编码方案，而保留 3 种，其用途将在后面描述。 29 个调制和编码方案条目中的每一个都代表调制方案和信道编码率的特定组合，或者等效地，以每个调制符号的信息比特数衡量的特定频谱效率，范围从大约 0.2 到 5.5 比特 / 秒/赫兹。 对于配置为支持 256QAM 的设备，保留 32 种组合中的四种，其余 28 种组合表示频谱效率在 0.2 7.4 bit/s/Hz 范围内。 到目前为止，NR 方案类似于用于 LTE 的方案。 然而，为了获得更灵活的方案，以下步骤与LTE相比有所不同。 给定调制阶数、调度的资源块数量和调度的传输持续时间，可以计算可用资源元素的数量。 从这个数字中减去用于 DM-RS 的资源元素。 还减去由更高层配置并通过其他信号（例如 CSI-RS 或 SRS）对开销建模的常数。可用于数据的资源元素的估计结果与传输层数、调制阶数和从 MCS 获得的编码率一起用于计算中间信息比特数。 然后将该中间数量化以获得最终的传输块大小，同时确保字节对齐的代码块，并且在 LDPC 编码中不需要填充位。 量化还导致获得相同的传输块大小，即使在分配的资源量中存在小的变化，当在与初始传输不同的一组资源上调度重传时，该属性是有用的。 回到本节开头提到的调制和编码字段中的三个或四个保留组合，这些条目只能用于重传。 在重传的情况下，根据定义，传输块大小是不变的，并且基本上不需要用信号通知这条信息。 相反，三个或四个保留值代表调制方案——QPSK、16QAM、64QAM 或（如果配置）256QAM——这允许调度程序使用（几乎）任意资源块组合进行重传。 显然，使用三个或四个预留组合中的任何一个都假定设备正确接收到初始传输的控制信令； 如果不是这种情况，重传应该明确指出传输块的大小。 图 10.12 说明了从调制编码方案和调度资源块的数量推导传输块大小。

10.2　上行

与LTE类似，也需要上行L1/L2控制信令来支持下行和上行传输信道上的数据传输。 上行链路 L1/L2 控制信令包括：

• 对接收到的 DL-SCH 传输块的混合 ARQ 确认；
• 与下行链路信道条件相关的信道状态信息（CSI），用于协助下行链路调度，包括多天线和波束成形方案；
• 调度请求，指示设备需要上行资源用于ULSCH传输。

上行链路传输中不包含 UL-SCH 传输格式信息。 如第 6.4.4 节所述，gNB 完全控制上行链路 UL-SCH 传输，并且设备始终遵循从网络收到的调度授权，包括这些授权中指定的 UL-SCH 传输格式。 因此，网络提前知道用于UL-SCH传输的传输格式并且不需要在上行链路上任何显式传输格式信令。 物理上行链路控制信道(PUCCH)是传输上行链路控制的基础。 原则上，无论设备是否正在 PUSCH 上传输数据，UCI 都可以在 PUCCH 上传输。 然而，特别是当PUSCH和PUCCH的上行资源在同一个载波上（或者更准确地说，使用同一个功率放大器）但在频域上相距较远时，设备可能需要相对较大的功率回馈。 关闭以满足频谱发射要求，并对上行链路覆盖产生相应影响。 因此，与 LTE 类似，NR 支持 PUSCH 上的 UCI 作为处理数据和控制同时传输的基本方式。 因此，如果设备正在 PUSCH 上传输，则 UCI 将与授权资源上的数据复用，而不是在 PUCCH 上传输。 同时 PUSCH 和 PUCCH 不是版本 15 的一部分，但可能会在以后的版本中引入。 波束成形可以应用于PUCCH。 这是通过配置 PUCCH 和下行链路信号（例如 CSI-RS 或 SS 块）之间的一个或多个空间关系来实现的。 本质上，这样的空间关系意味着设备可以使用与其用于接收相应下行链路信号的相同波束来发送上行链路PUCCH。 例如，如果配置了 PUCCH 和 SS 块之间的空间关系，则设备将使用与用于接收 SS 块的波束相同的波束来传输 PUCCH。 可以配置多个空间关系，MAC 控制元素用于指示使用哪一个。 在载波聚合的情况下，上行链路控制信息在作为基线的主小区上传输。 这是由于需要支持非对称载波聚合，设备支持的下行链路载波数量与上行链路载波数量无关。 对于大量的下行分量载波，单个上行载波可能携带大量的确认。 为了避免单个载波过载，可以配置两个 PUCCH 组，其中与第一组相关的反馈在 PCell 的上行链路中传输，与另一组载波相关的反馈在主要第二小区（PSCell）上传输， 如图 10.13 所示。 在下一节中，描述了 PUCCH 的基本结构和 PUCCH 控制信令的原理，然后是 PUSCH 上的控制信令。

10.2.1　PUCCH基本结构

上行链路控制信息可以使用几种不同的格式在 PUCCH 上传输。 其中两种格式，0 和 2，有时被称为短 PUCCH 格式，因为它们最多占用两个 OFDM 符号。 在许多情况下，一个时隙中的最后一个或两个 OFDM 符号用于 PUCCH 传输，例如，以传输下行链路数据传输的混合 ARQ 确认。

短PUCCH 格式包括：

• PUCCH 格式0，能够传输最多两个比特并跨越一个或两个OFDM 符号。 例如，该格式可用于传输下行链路数据传输的混合 ARQ 确认，或发出调度请求。
• PUCCH 格式2，能够传输两个以上的比特并跨越一个或两个OFDM 符号。 例如，在载波聚合或每 CBG 重传的情况下，此格式可用于 CSI 报告或多位混合 ARQ 确认。

格式中的三种，1、3 和 4，有时被称为长 PUCCH 格式，因为它们占用 4 到 14 个 OFDM 符号。 持续时间比前两种格式更长的原因是覆盖范围。 如果一个或两个 OFDM 符号的持续时间不能为可靠接收提供足够的接收能量，则需要更长的持续时间并且可以使用长 PUCCH 格式之一。

长PUCCH 格式包括：

• PUCCH 格式1，能够传输最多两个比特。
• PUCCH formats 3 和4，都能够传输多于两个比特，但复用能力不同，即有多少设备可以同时使用相同的时频资源。

由于 PUSH 上行链路可以配置为使用 OFDM 或 DFT 扩展 OFDM，一个自然的想法是对 PUCCH 采用类似的方法。 然而，为了减少指定的选项数量，情况并非如此。 相反，PUCCH 格式通常设计用于低立方度量，PUCCH 格式 2 是例外并且仅使用纯 OFDM。 为简化整体设计而做出的另一个选择是仅支持规范透明的传输分集方案。 换句话说，只有一个为 PUCCH 指定的天线端口，如果设备配备了多个发射天线，则取决于设备实现如何利用这些天线，例如通过使用某种形式的延迟分集。 下面，将描述这些PUCCH格式中的每一个的详细结构。

10.2.2　PUCCH格式0

PUCCH 格式 0，如图 10.14 所示，是短 PUCCH 格式之一，最多可以传输两个比特。 它用于混合 ARQ 确认和调度请求。 序列选择是PUCCH format 0的基础。对于PUCCH format 0支持的少量信息比特，相干接收的增益并不大。 此外，在一个 OFDM 符号中复用信息和参考信号同时保持低立方度量是不可能的。 因此，使用了一种不同的结构，其中信息位选择要传输的序列。 传输序列由相同的基本长度为 12 的基本序列的不同相位旋转生成，其中基本序列是为生成参考信号而定义的相同基本序列，在第 9.11.2 节中描述的 DFT 前置 OFDM 的情况下。 因此，应用于基本序列的相位旋转携带了信息。 换句话说，该信息选择几个相位旋转序列之一。 为同一个基序列定义了 12 个不同的相位旋转，从每个基序列中提供最多 12 个不同的正交序列。 频域中的线性相位旋转等同于在时域中应用循环移位，因此，术语“循环移位”有时与时域隐含引用一起使用。 为了最大限度地提高性能，代表不同信息位的相位旋转分别以 2π 6/12 和 2π 3/12 分开，用于一位和两位确认。 在同时调度请求的情况下，相位旋转对于一个确认位增加 3π/12，对于两个位增加 2π/12，如图 10.15 所示。

应用于携带 PUCCH 格式 0 的特定 OFDM 符号的相位旋转不仅取决于已经提到的要传输的信息，而且还取决于作为 PUCCH 资源分配机制的一部分提供的参考旋转，如第 10.2.7 节所述。 参考旋转的目的是在同一时间频率资源上复用多个设备。例如，传输单个混合 ARQ 确认的两个设备可以被赋予不同的参考相位旋转，使得一个设备使用 0 和 2π 6/12，而另一个设备使用 2π 3/12 和 2π 9/12。 最后，还有一种用于循环移位跳跃的机制，其中添加了在不同时隙之间变化的相位偏移。 偏移量由伪随机序列给出。 根本原因是随机化不同设备之间的干扰。 可以使用作为系统信息的一部分提供的身份为每个小区配置要使用的基本序列。 此外，序列跳变（其中使用的基本序列在逐个时隙的基础上变化）可用于随机化不同小区之间的干扰。 如从该描述中所见，许多量被随机化以便减轻干扰。 如图 10.14 所示，PUCCH 格式 0 通常在时隙末尾传输。 然而，也可以在时隙内的其他位置发送PUCCH格式0。 一个例子是频繁出现的调度请求（与可以配置的每两个 OFDM 符号一样频繁）。 这可能有用的另一个示例是确认下行链路载波上的下行链路传输以高载波频率，因此相应地更高的子载波间隔和更短的下行链路时隙持续时间。 这是载波聚合和补充上行链路情况下的相关场景，如第 7 章所述。如果低延迟很重要，混合 ARQ 确认需要在下行链路时隙结束后快速反馈，这不一定 如果上行链路和下行链路之间的子载波间隔不同，则在上行链路时隙的末尾。 在两个 OFDM 符号用于 PUCCH 格式 0 的情况下，相同的信息在两个 OFDM 符号中传输。 然而，参考相位旋转以及频域资源可能在符号之间变化，本质上导致跳频机制。

10.2.3　PUCCH格式1

PUCCH 格式 1 在某种程度上是格式 0 的长 PUCCH 对应物。它能够传输多达两位，使用 4 到 14 个 OFDM 符号，每个符号在频率上有一个资源块。 所使用的 OFDM 符号分为控制信息符号和参考信号符号，以实现相干接收。 分别用于控制信息和参考信号的符号数是信道估计精度和信息部分能量之间的权衡。 大约一半的参考符号符号被发现是 PUCCH 格式 2 支持的有效载荷的良好折衷。要传输的一个或两个信息位分别是 BPSK 或 QPSK 调制，并乘以相同类型的长度 - 12 用于 PUCCH 格式 0 的低 PAPR 序列。与格式 0 类似，序列和循环移位跳频可用于随机化干扰。 所得到的调制长度为 12 的序列使用与用于控制信息的符号数相同长度的正交 DFT 码逐块扩展。 在时域中使用正交码增加了复用容量，因为具有相同基本序列和相位旋转的多个设备仍然可以使用不同的正交码来分离。 参考信号使用相同的结构插入，即，未调制的长度为12的序列使用正交序列进行块扩展并映射到用于PUCCH参考信号传输的OFDM符号。 因此，正交码的长度与循环移位的数量一起决定了可以在同一资源上传输 PUCCH 格式 1 的设备数量。

图 10.16 中显示了一个示例，其中九个 OFDM 符号用于 PUCCH 传输，四个承载信息，五个用于参考信号。 因此，在该特定示例中，由信息部分的较短代码确定的多达四个设备可以共享基本序列的相同循环移位和用于PUCCH传输的一组资源。 假设一个小区特定的基本序列和 12 个循环移位中的 6 个从延迟扩展的角度来看是有用的，这导致在相同的时间频率资源上最多 24 个设备的多路复用容量。 与短的单符号格式相比，长 PUCCH 格式的传输持续时间更长，这开启了跳频作为以与 LTE 中类似的方式实现频率分集的手段的可能性。 然而，与 LTE 不同的是，跳频总是在用于 PUCCH 的两个时隙之间的时隙边界处进行，NR 需要额外的灵活性，因为 PUCCH 持续时间可能会根据调度决策和整体系统配置而变化。 此外，由于设备应该仅在其活动带宽部分内传输，因此跳频通常不会像 LTE 那样在整个载波带宽的边缘之间进行。 因此，是否跳变是可配置的并且被确定为PUCCH资源配置的一部分。 跳的位置是从PUCCH的长度获得的。 如果启用跳频，则每一跳使用一个正交块扩展序列。 图 10.16 中提供了一个示例，其中使用两组序列长度 2/长度 2 和长度 2/长度 3，而不是一组长度为 4/长度 5 的正交序列 分别是第一跳和第二跳。

10.2.4　PUCCH格式2

PUCCH format 2是一种基于OFDM的短PUCCH格式，用于传输两个以上的比特，例如同时的CSI报告和hybridARQ确认，或者大量的hybrid-ARQ确认。 调度请求也可以包括在联合编码的比特中。 如果要编码的比特太大，则丢弃 CSI 报告以保留更重要的 hybridARQ 确认。 整体传输结构简单明了。 对于更大的有效载荷大小，添加了 CRC。 对要传输的控制信息（在 CRC 附加后）进行编码，使用 Reed Muller 代码处理高达并包括 11 位的有效载荷，使用 Polar4 编码处理更大的有效载荷，然后进行加扰和 QPSK 调制。 加扰序列基于设备标识（C-RNTI）和物理层小区标识（或可配置的虚拟小区标识），确保使用同一组时频资源的小区和设备之间的干扰随机化。 然后使用一个或两个 OFDM 符号将 QPSK 符号映射到跨多个资源块的子载波。 映射到每个 OFDM 符号中每三个子载波的伪随机 QPSK 序列用作解调参考信号，以促进基站的相干接收。 PUCCH format 2 使用的资源块数量由有效载荷大小和可配置的最大码率决定。 如果有效负载大小较小，则资源块的数量因此也较小，从而保持有效码率大致恒定。 使用的资源块数量上限为可配置限制。 如图 10.17 所示，PUCCH 格式 2 通常在时隙末尾传输。 然而，类似于格式0并且出于相同的原因，也可以在时隙内的其他位置发送PUCCH格式2。

10.2.5　PUCCH格式3

PUCCH 格式 3 可以看作是 PUCCH 格式 2 的长 PUCCH 对应物。使用 PUCCH 格式 3 可以使用 4 到 14 个符号传输两个以上的比特，每个符号可以是多个资源块宽。 因此，它是具有最大负载容量的PUCCH格式。 与 PUCCH 格式 1 类似，所使用的 OFDM 符号在用于控制信息的符号和用于参考信号的符号之间划分，以允许所得波形的低立方度量。 要传输的控制信息使用 11 位或更少的 Reed Muller 码和大有效载荷的 Polar 码进行编码，然后进行加扰和调制。 加扰序列基于设备标识 (CRNTI) 以及物理层小区标识（或可配置的虚拟小区标识），确保使用同一组时频资源的小区和设备之间的干扰随机化。 遵循 PUCCH 格式 2 的原则，CRC 附加到较大有效载荷的控制信息。 使用的调制方案是 QPSK，但可以选择配置 π/2-BPSK 以降低立方度量，但会损失链路性能。 得到的调制符号在 OFDM 符号之间划分。 应用DFT预编码来减少三次度量并提高功率放大器效率。 出于相同的原因，参考信号序列的生成方式与 DFT 预编码 PUSCH 传输（参见第 9.11.2 节）相同，即保持低立方度量。 例如，如图 10.18 所示，可以为 PUCCH 格式 3 配置跳频，以利用频率分集，但也可以在没有跳频的情况下运行。 参考信号符号的放置取决于是否使用跳频以及 PUCCH 传输的长度，因为每一跳必须至少有一个参考信号。 也有可能为较长的 PUCCH 持续时间配置额外的参考信号位置，以获得每跳两个参考信号实例。 UCI 的映射使得更关键的比特，即混合 ARQ 确认、调度请求和 CSI 第 1 部分，被联合编码并映射到靠近 DM-RS 的位置，而不太关键的比特被映射到剩余的位置 职位。

10.2.6　PUCCH格式4

PUCCH 格式 4（见图 10.19）在本质上与 PUCCH 格式 3 相同，但可以在同一资源中对多个设备进行编码复用，并且在频域中最多使用一个资源块。 每个携带控制信息的 OFDM 符号携带 12/NSF 独特的调制符号。 在 DFT 预编码之前，每个调制符号都使用长度为 NSF 的正交序列进行块扩展。 支持扩频因子二和四，这意味着在同一组资源块上具有两个或四个设备的多路复用能力。

10.2.7　PUCCH传输使用的资源和参数

在上面对不同 PUCCH 格式的讨论中，假设许多参数是已知的。 例如，要将传输信号映射到的资源块、PUCCH 格式 0 的初始相位旋转、是否使用跳频以及 PUCCH 传输的 OFDM 符号长度。 此外，设备还需要知道使用哪种PUCCH格式，以及使用哪些时频资源。 在 LTE 中，尤其是在第一个版本中，上行链路控制信息、PUCCH 格式和传输参数之间存在相当固定的联系。 例如，LTE PUCCH 格式 1a/1b 用于混合 ARQ 确认，并且要使用的时间频率码资源由从接收下行链路调度分配和用于下行链路分配的资源的固定时间偏移量给出。 这是一种低开销解决方案，但具有不灵活的缺点，并且在支持载波聚合和其他更高级功能的 LTE 后续版本中进行了扩展以提供更大的灵活性。 NR 从一开始就采用了更灵活的方案，鉴于在延迟和频谱效率方面具有广泛服务要求的非常灵活的框架，支持 TDD 中没有预定义的上行链路下行链路分配，不同设备支持聚合 不同数量的载波，以及不同的天线方案需要不同数量的反馈只是为了列举一些动机。 该方案的核心是 PUCCH 资源集的概念。 一个 PUCCH 资源集包含至少四种 PUCCH 资源配置，其中每个资源配置包含要使用的 PUCCH 格式以及该格式所需的所有参数。 最多可以配置四个PUCCH资源集，每个资源集对应一定范围的UCI反馈进行传输。 PUCCH 资源集 0 可以处理最多两位的 UCI 有效载荷，因此仅包含 PUCCH 格式 0 和 1，而其余的 PUCCH 资源集可以包含除格式 0 和 1 之外的任何 PUCCH 格式。当设备即将传输 UCI 时，UCI payload决定了PUCCH资源集，DCI中的ARI决定了PUCCH资源集内的PUCCH资源配置（见图10.20）。 因此，调度器可以控制上行链路控制信息的发送位置。 对于半静态配置的周期性 CSI 报告和调度请求机会，PUCCH 资源作为 CSI 或 SR 配置的一部分提供。

10.2.8　通过PUSCH传输的上行控制信令

如果设备在 PUSCH 上传输数据——即具有有效的调度授权——同步控制信令原则上可以保留在 PUCCH 上。 然而，正如已经讨论的那样，情况并非如此，因为在许多情况下，最好在 PUSCH 上多路复用数据和控制并避免同时使用 PUCCH。 原因之一是在使用 DFT 预编码 OFDM 时，与 PUSCH 上的 UCI 相比，立方度量增加了。 另一个原因是如果带外发射要求应在更高的传输功率下得到满足并且 PUSCH 和 PUCCH 在频域中广泛分离，则 RF 实施更具挑战性。 因此，类似于 LTE，PUSCH 上的 UCI 是同时传输 UCI 和上行链路数据的主要机制。 上行链路中的 OFDM 和 DFT 预编码 OFDM 使用相同的原理。 只有混合 ARQ 确认和 CSI 报告被重新路由到 PUSCH。 当设备已经被调度时，无需请求调度授权； 相反，带内缓冲区状态报告可以按照第 14.2.3 节中的描述发送。 原则上，基站知道何时期望来自设备的混合 ARQ 确认，因此可以对确认和数据部分执行适当的多路分解。 但是，设备有一定概率错过了下行控制信道上的调度分配。 在这种情况下，基站会期待混合 ARQ 确认，而设备不会发送确认。 如果速率匹配模式取决于是否传输确认，则数据部分中传输的所有编码位可能会受到丢失分配的影响，并可能导致 UL-SCH 解码失败。 避免此错误的一种可能性是将混合 ARQ 确认打孔到编码的 UL-SCH 流上，在这种情况下，未打孔的比特不受混合 ARQ 确认存在/不存在的影响。 这也是LTE采用的方案。 然而，考虑到由于例如使用代码块组重传的载波聚合导致的潜在大量确认比特，打孔不太适合作为通用解决方案。 相反，NR 采用了一种方案，其中最多打孔两个混合 ARQ 确认比特，而对于更大数量的比特，使用上行链路数据的速率匹配。 为了避免上述错误情况，DCI中的上行链路DAI字段指示为上行链路混合ARQ预留的资源量。 因此，无论设备是否错过了任何先前的调度分配，用于上行链路混合 ARQ 反馈的资源量都是已知的。 UCI 的映射使得更关键的比特，即混合 ARQ 确认，被映射到第一个解调参考信号之后的第一个 OFDM 符号。 不太重要的比特，即 CSI 报告，被映射到后续符号。 与依赖速率自适应来处理不同无线电条件的数据部分不同，这不能用于 L1/L2 控制信令部分。 原则上，功率控制可以用作替代方案，但这意味着时域中的功率快速变化，这会对 RF 特性产生负面影响。 因此，传输功率在PUSCH持续时间内保持恒定，分配给L1/L2控制信令的资源元素数量——即控制信令的码率——是变化的。 除了控制用于 UCI 的 PUSCH 资源量的半静态值外，如果需要严格控制，还可以将此分数作为 DCI 的一部分发信号通知。