CN114727329B - 一种NR5G PUCCH Format0处理优化方法 - Google Patents

一种NR5G PUCCH Format0处理优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种NR5G PUCCH Format0处理优化方法，方法根据UE接入情况，计算当前UE到达基站的时延估计值n0；在接收到PUCCH Format0的信号后，提取频域数据，得到频域信号；以时延估计值n0为基础，生成本地时延补偿序列；根据本地时延补偿序列对频域信号进行时延补偿，获得时延补偿频域信号；对时延补偿频域信号进行De‑Cyclic‑shift和天线合并，检测SNR和DTX，然后进行HARQ信息和SR的判决。本发明减小接入时的PUCCH误判率，同时还能进一步保证UE达到基站有时延较大的情况下，减少PUCCH Format0的误检或虚检。

Description

一种NR5G PUCCH Format0处理优化方法
技术领域
本发明涉及5G通信技术领域，尤其涉及利用PUCCH Format0信号来估计UE上报的UCI信息（如SR，HARQ-ACK/NACK），通过一定的优化处理，减小UCI信息的误检和虚检。
背景技术
在NR-5G中，PUCCH Fromat0信号可以在同一个时频资源里复用多个UE，在时域上为1~2个符号，频域上为1个RB，其信号的产生如下：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
（公式1）
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示1个RB的子载波个数，当前为12。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
由下式表示, 其中Mzc为1个RB的子载波数，值为12，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
（公式2）
其中在3GPP 38.211中的5.2.2小节中有指出：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为循环移位值，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，在这里由于只有1个RB，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
。
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
可以通过查表所得， cyclic
Shift（循环移位）
Figure DEST_PATH_IMAGE013
在PUCCH Fornat0中决定了UE和UCI的关键信息，j表示复数 标识符。
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE015
（公式3）
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为
Figure DEST_PATH_IMAGE018
（公式4）
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为Slot号，l为所在的符号索引，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为Slot里的符号数，其值为14。
从PUCCH Format0的生成式可知，复用的UE里，只有cyclic shift来区分UE和m0和mcs值决定了某个UE在某个slot的UCI信息内容。其中m0的值来用于区分用户，mcs表示当前UCI信息。
基站作为接收端，会根据高层的资源配置来完成对接收到的PUCCH信号进行检测判决。
基站物理层会分别用相应的候选集合生成的本地序列与接收到的PUCCH Format0信号进行检测处理。假设有一个UE，其高层配置的m0 = 0，则对于当前UE 的PUCCH Format0检测时的本地候选集合:
1)若只发送SR，则候选结合为:
Mcs_set = m0 + mcs, mcs = 0；若基站通过检测算法检测出非DTX，则认为该UE上报了Positive SR
2)若为1bit HARQ信息，no SR：
Mcs_set = m0 + mcs, mcs = {0,6}; 若基站通过检测算法在mcs=0上检测到非DTX，则认为UE上报的1bit NACK，若在mcs=6上检测到非DTX，则认为UE上报的1bit ACK
3)若为2bit HARQ信息，no SR：
Mcs_set = m0 + mcs, mcs = {0,3,6,9}; 若通过检测算法在mcs=0上检测到非DTX，则认为UE上报的2bit 信息为{NACK，NACK}，若在mcs=3上检测到非DTX，则认为UE上报的2bit 信息为{NACK，ACK}，若在mcs=6上检测到非DTX，则认为UE上报的2bit 信息为{ACK，ACK}，若在mcs=9上检测到非DTX，则认为UE上报的2bit 信息为{ACK，NACK};
4) 若既有1bit HARQ信息，with SR：
将一个HARQ-ACK信息比特和正SR的值映射到PUCCH格式0的序列
Figure DEST_PATH_IMAGE022
Mcs_set = m0 + mcs, mcs = {0,3,6,9};若通过检测算法在mcs=0上检测到非DTX，则认为当前SR为negative，HARQ信息为NACK；若通过检测算法在mcs=3上检测到非DTX，则认为当前SR为positive，HARQ信息为NACK；若通过检测算法在mcs=6上检测到非DTX，则认为当前SR为negative，HARQ信息为ACK；若通过检测算法在mcs=9上检测到非DTX，则认为当前SR为positive，HARQ信息为ACK,
5) 若既有2bit HARQ信息，with SR：
Mcs_set = m0 + mcs, mcs = {0,1,3,4,6,7,9,10};通过下表可知
将两个HARQ-ACK信息比特和正SR的值映射到PUCCH格式0的序列
Figure DEST_PATH_IMAGE024
mcs为1,4,7,10时为positive SR。且对于的HARQ信息分别为{NACK，NACK}，{NACK，ACK}，{ACK，ACK}，{ACK，NACK}，若mcs为0,3,6,9时为negative SR。且对于的HARQ信息分别为{NACK，NACK}，{NACK，ACK}，{ACK，ACK}，{ACK，NACK}。基站检测Foramt0的流程图普遍如图1所示：
首先通过IFFT将时域数据转换为频域数据，然后通过高层配置给UE发送PUCCHFormat0的时频资源信息完成提用户数据的提取，并将所提取的数据与本地PUCCH序列集进行de-cyclic-shfit，然后进行天线合并来检测SNR和DTX，然后进行HARQ信息和SR的判决。
假设通过时频资源信息提取后的频域信号为Y(k,l,r)，基站生成的本地序列为X i (k,l,r)；
其中Xi表示候选集合里的某一个mcs对应的本地序列。
则将Y与Xi进行相关运算得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE026
（公式5）
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE027
表示对
Figure DEST_PATH_IMAGE028
取厄米特矩阵(Hermitian Matrix)，
K为子载波个数，PUCCH Format0子载波数为12，L为符号长度，PUCCH Format0的符号长度1或2，该参数由高层配置获得。
进行相关能量合并后为：
Figure 381329DEST_PATH_IMAGE030
（公式6）
N为接收天线数，由于估计的SNR和DTX/ACK/SR检测是相互关联的，与mcs有关，把最大的Pi作为信号发送功率，剩余的Pi的平均功率作为噪声，则SNR计算为:
Figure DEST_PATH_IMAGE032
（公式7）
If SNR > threshold
Non DTX
Else
DTX
End
从而根据Non DTX可以得到Pi对应的mcs的信息，从而反推出HARQ信息和SR。以上为PUCCH Format0的检测步骤。
由于当UE进行接入时，通过随机接入，在msg2会收到基站下发RAR(RA Response),UE会根据TA值进行调整，使后面的上行数据达到基站后保证时延满足在CP（Cycliy-shift）内，而不产生ISI（Internal SYmbol Interfere码间干扰），而在msg4和msg5之间，基站会根据UE上报的SR和HARQ信息来提供UE的上行调度授权（UL-GRANT），UE根据UL-GRANT才会发送msg5的消息到基站。由于当前UE数据达到基站的信号存在一定的时延，时延在频域上带来相位旋转，而势必会影响PUCCH-Format0的检测判决，因为时延的相旋会影响公式2中的。且PUCCH Format没有DMRS信号，无法估计时延。
四川天邑康和通信股份有限公司提出的CN 112261686A，描述了一种PUCCH SNR的估算方法，其内容描述了使用IFFT将相关后的信号转换的时域来，将整个时域划分为12个等长区域， 并且根据用户的HARQ和SR的复用情况确定每个用户的序列循环偏移集合mcs_set。然后根据每个用户的mcs_set，确定仅包含噪声的区间，计算仅包含噪声的区间的功率平均值，功率平均值为噪声功率；以每个用户候选循环偏移所在区间的平均功率最大值为用户的信号功率，根据信号功率和噪声功率计算出SNR，然后将SNR与预先设定的threshold进行比较，得出用户是否存在DTX，若不存在DTX用户，则根据信号功率最大值所对应的序列循环偏移来得到UCI信息(HARQ、SR) ，。
此方法能正常适用于PUCCH Format0的检测，但其忽略用户信号达到基站存在时延较大的情况下，可能会因时延带来的相位旋转而带来误检或虚检。
如在1bitHARQ+SR时mcs集合为{0,3,6,9}，2bitHARQ+SR时下,mcs的集合为{0,1,3,4,6,7,9,10},mcs 值越接近，且相位旋转越大，带来的误判概率会越大。假设UE发送2bitHARQ+SR时，所选取的mcs=3，由于存在时延带来了相位旋转，基站则可能会在mcs=4检测出最大功率，从而判决为mcs=4的UCI信息，造成误检。
发明内容
本发明解决的技术问题是：在UE接入时，UE数据达到基站存在一定的数据时延（时延小于CP长度），带来PUCCH-Format0频域数据的相位旋转，会造成PUCCH-Format0的信息检测的误判，而本发明会对这种情况进行优化，减小接入时的PUCCH误判率，能保证UE达到基站有时延较大的情况下，减少PUCCH Format0的误检或虚检。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种NR5G PUCCH Format0处理优化方法，包括以下步骤：
步骤一：根据UE接入情况，计算当前UE到达基站的时延估计值n0；
步骤二：在接收到PUCCH Format0的信号后，提取频域数据，得到频域信号
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，k表示子载波索引，l表示符号索引，r表示天线索引；
步骤三：以时延估计值n0为基础，生成本地时延补偿序列
Figure DEST_PATH_IMAGE034
；其中k为子载波索引，e表示exp指数，j表示复数标识符，n0为时延值，Nfft表示当前带宽条 件下的FFT的点数（子载波30kHz，100M 带宽，FFT点数为4096）。
步骤四：根据本地时延补偿序列对频域信号进行时延补偿，获得时延补偿频域信 号
Figure DEST_PATH_IMAGE035
；
步骤五：对时延补偿频域信号进行De-Cyclic-shift和天线合并，检测SNR和DTX，然后进行HARQ信息和SR的判决。
具体的，步骤一具体包括：将基站收到的时域信号通过IFFT将时域数据转换为频域数据，然后通过高层配置给UE发送PUCCH Format0的时频资源信息；在UE接入时，基站解调msg3时可根据PUSCH的DMRS估计当前UE达到基站的时延估计值n0；若UE在接入后，则可根据接入后的PUSCH的DMRS估计时延估计值n0。
具体的，步骤一还包括将DMRS估计的时延值n0存放备份。
具体的，步骤四具体包括：利用上一次通过PUSCH-DMRS估计出的时延估计值n0来 生成相位旋转对应的共轭值，与用户PUCCH Format0信号进行相乘，补偿因为时延带来的相 位旋转，获得时延补偿频域信号
Figure 16578DEST_PATH_IMAGE035
。
具体的，步骤五具体包括：将补偿后的时延补偿频域信号
Figure 202840DEST_PATH_IMAGE035
与本地 mcs集合生成的序列进行De-Cyclic-shift，通过相关运算完成；进行能量计算，完成天线合 并和平均；SNR计算和DTX判决，计算最大功率和噪声功率，从而计算出SNR，根据SNR是否大 于预设SNR Threshold来判决当前用户是否为DTX，若SNR大于预设SNR Threshold，则当前 用户不为DTX，否则当前用户为DTX；若检测出该用户不为DTX，则根据最大功率所对应的mcs 值来判决当前用户所发的HARQ信息或SR，具体为：若通过检测算法在mcs=0上检测到非DTX， 则认为当前SR为negative，HARQ信息为NACK；若通过检测算法在mcs=3上检测到非DTX，则认 为当前SR为positive，HARQ信息为NACK；若通过检测算法在mcs=6上检测到非DTX，则认为当 前SR为negative，HARQ信息为ACK；若通过检测算法在mcs=9上检测到非DTX，则认为当前SR 为positive，HARQ信息为ACK。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过上一次的PUSCH的DMRS信号估计出的时延n0来补偿PUCCH-Format0，解决了PUCCH-Format0无法补偿时延的困扰。
（2）本发明通过解决的时延带来的相位旋转，能保证UE达到基站有时延较大的情况下，有效减少PUCCH-Format0的误检和虚检。
附图说明
图1是本发明的方法步骤流程图；
图2是本发明的技术流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案精选以下详细说明。显然，所描述的实施案例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，不能理解为对本发明可实施范围的限定。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例一：
本实施例中，如图1和图2所示，一种NR5G PUCCH Format0处理优化方法，主要包括以下步骤：
步骤一：根据UE接入情况，计算当前UE到达基站的时延估计值n0。其中，在UE接入时，基站解调msg3时可根据PUSCH的DMRS估计当前UE达到基站的时延n0。而若UE在接入后，则可根据接入后的PUSCH的DMRS估计时延n0。
步骤二：在接收到PUCCH Format0的信号后，提取频域数据，得到频域信号
Figure 598049DEST_PATH_IMAGE033
；其中，k表示子载波索引，l表示符号索引，r表示天线索引；
步骤三：以时延估计值n0为基础，生成本地时延补偿序列
Figure 943580DEST_PATH_IMAGE034
；其中k为子载波索引，e表示exp指数，j表示复数标识符，n0为时延值，Nfft表示当前带宽条 件下的FFT的点数（子载波30kHz，100M 带宽，FFT点数为4096）；
步骤四：根据本地时延补偿序列对频域信号进行时延补偿，获得时延补偿频域信 号
Figure 421835DEST_PATH_IMAGE035
；其中
Figure DEST_PATH_IMAGE036
；
步骤五：对时延补偿频域信号
Figure 220027DEST_PATH_IMAGE035
进行De-Cyclic-shift和天线合并， 检测SNR和DTX，然后进行HARQ信息和SR的判决。
本实施例中，在UE接入时，UE数据达到基站存在一定的数据时延（时延小于CP长度），带来PUCCH-Format0频域数据的相位旋转，会造成PUCCH-Format0的信息检测的误判，而本发明会对这种情况进行优化，减小接入时的PUCCH误判率，同时还能进一步保证UE达到基站有时延较大的情况下，减少PUCCH Format0的误检或虚检。
实施例二：
本实施例中，主要对实施例一中的步骤四和步骤五的具体实现过程进行详细阐述，方法具体实现步骤如下：
1、将基站收到的时域信号经过IFFT和解资源映射得到用户的PUCCH Format0数据；
2、用上一次通过PUSCH-DMRS估计出的时延值来生成相位旋转对应的共轭值，与用户PUCCH Format0数据进行相乘，来补偿因为时延的相位旋转；
3、将补偿后的频域数据与本地mcs集合生成的序列进行De-Cyclic-shift，通过相关运算完成；
4、进行能量计算，完成天线合并和平均；
5、SNR计算和DTX判决，计算最大功率和噪声功率，从而计算出SNR，根据SNR是否大于预设SNR Threshold来判决当前用户是否为DTX，若SNR大于预设SNR Threshold，则当前用户不为DTX，否则当前用户为DTX；若SNR大于预设SNR Threshold，则当前用户不为DTX，否则当前用户为DTX。
6、若检测出该用户不为DTX，则根据最大功率所对应的mcs值来判决当前用户所发的HARQ信息或SR，具体为：若通过检测算法在mcs=0上检测到非DTX，则认为当前SR为negative，HARQ信息为NACK；若通过检测算法在mcs=3上检测到非DTX，则认为当前SR为positive，HARQ信息为NACK；若通过检测算法在mcs=6上检测到非DTX，则认为当前SR为negative，HARQ信息为ACK；若通过检测算法在mcs=9上检测到非DTX，则认为当前SR为positive，HARQ信息为ACK。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种NR5G PUCCH Format0处理优化方法，其特征在于，包括：
步骤一：根据UE接入情况，计算当前UE到达基站的时延估计值n0；所述步骤一具体包括：将基站收到的时域信号通过IFFT将时域数据转换为频域数据，然后通过高层配置给UE发送PUCCH Format0的时频资源信息；在UE接入时，基站解调msg3时可根据PUSCH的DMRS估计当前UE达到基站的时延估计值n0；若UE在接入后，则可根据接入后的PUSCH的DMRS估计时延估计值n0；
步骤二：在接收到PUCCH Format0的信号后，提取频域数据，得到频域信号
Figure DEST_PATH_IMAGE001
； k表示子载波索引，l表示符号索引，r表示天线索引；
步骤三：以时延估计值n0为基础，生成本地时延补偿序列；
步骤四：根据本地时延补偿序列对频域信号进行时延补偿，获得时延补偿频域信号
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；k表示子载波索引，l表示符号索引，r表示天线索引；所述步骤四具体包括：利用上一次通过PUSCH-DMRS估计出的时延估计值n0来生成相位旋转对应的共轭值，与用户PUCCH Format0信号进行相乘，补偿因为时延带来的相位旋转，获得时延补偿频域信号；
步骤五：对时延补偿频域信号进行De-Cyclic-shift和天线合并，检测SNR和DTX，然后进行HARQ信息和SR的判决；所述步骤五具体包括：将补偿后的时延补偿频域信号 与本地mcs集合生成的序列进行De-Cyclic-shift，通过相关运算完成；进行能量计算，完成天线合并和平均；SNR计算和DTX判决，计算最大功率和噪声功率，从而计算出SNR，根据SNR是否大于预设SNR Threshold来判决当前用户是否为DTX，若SNR大于预设SNR Threshold，则当前用户不为DTX，否则当前用户为DTX；若检测出该用户不为DTX，则根据最大功率所对应的mcs值来判决当前用户所发的HARQ信息或SR，具体为：若通过检测算法在mcs=0上检测到非DTX，则认为当前SR为negative，HARQ信息为NACK；若通过检测算法在mcs=3上检测到非DTX，则认为当前SR为positive，HARQ信息为NACK；若通过检测算法在mcs=6上检测到非DTX，则认为当前SR为negative，HARQ信息为ACK；若通过检测算法在mcs=9上检测到非DTX，则认为当前SR为positive，HARQ信息为ACK。
2.根据权利要求1所述的一种NR5G PUCCH Format0处理优化方法，其特征在于，所述步骤一还包括将DMRS估计的时延值n0存放备份。
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