pdsc:点点滴滴学5G——一文掌握PDSCH的调制编码方

 2021-06-29 23:12    77  

1. MCS的基本概念介绍调制就表示在单个符号上可以携带多少个Bit数,也就是一个RE上可以承载多少个Bitpdsc。无线链路质量越好,MCS(Modulation and Coding Scheme)值就可以越高,调制编码方式(MCS)由gNB采用链路自适应算法进行分配,分配的MCS通过PDCCH信道(例如DCI 1_0、DCI 1_1)向UE以信号的方式进行发送。

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调制定义了一个RE可以承载多少个比特位,而不管它是有用的位还是奇偶校验位pdsc。与4GLTE相比,5G NR支持更多的调制方式,5G NR支持QPSK、16QAM、64QAM和256QAM调制。使用QPSK,每个RE可以传输2位,16QAM可以是4位,64QAM可以是6位,256QAM可以是8位。这16、64和256被称为QAM调制的调制阶数。

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2. MCS表3GPP规范38.214给出了PDSCH-MCS的三个表pdsc,即64qam表、256qam表和低频谱效率64qam表

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2.1 256qam 一般情况下,当256QAM(最大MCS=27)在非常好的无线环境下被分配时,可以使用256QAM表(如图1所示),当出现以下两种情况之一UE将使用256QAM表

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图1 256qam表

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第一种情况:如果PDSCH-Config参数mcs-Table配置为’qam256’(如图2所示),且PDCCH由DCI format 1_1调度,并且由C-RNTI加扰;

图2

第二种情况:如果SPS-config中参数mcs-Table未配置,且PDSCH-Config中参数mcs-Table配置为’qam256’:

a) 如果PDSCH由CS-RNTI加扰的DCI format 1_1调度或者

b) 如果PDSCH使用SPS-config调度(没有PDCCH)。

2.2 64qam 当gNB或UE不支持256qam或者在256-QAM表解码不成功且gNB需要分配QPSK顺序调制的恶劣无线环境下,可以使用64qam表(如图3所示),另外,如果上述两种条件都不成立(PDSCH-Config或SPS-Config中参数mcs-Table未配置,则默认64QAM(最大MCS=28)

图3 64qam表

2.3 低频谱效率64qam低频谱效率(Low spectral efficiency)64 QAM表适用于需要可靠数据传输的应用,例如属于URLLC类别的应用。该表包括具有低频谱效率的mcs,即降低的编码速率增加信道编码冗余。

gNB指示UE使用RRC信令和Phy层信令(RNTI)的组合来选择特定的MCS表,当出现以下任意一种情况则使用qam64LowSE表(如图4所示)

图4 qam64LowSE表

第一种情况:如果UE没有配置MCS-C-RNTI,IE PDSCH-Config中参数mcs-Table配置为’ qam64LowSE’,且PDSCH由C-RNTI由加扰的SSS中的PDCCH调 度;

第二种情况:如果UE配置了MCS-C-RNTI,并且PDSCH由MCS-C-RNTI加扰的PDCCH调度;

第三种情况:如果SPS-config中参数mcs-Table配置为'qam64LowSE':

a)PDSCH由CS-RNTI加扰的PDCCH调度或PDSCH使用SPS调度。

2.4频谱效率和码率 从这三张MCS表中可以看出通过Imcs可以得到目标码率和频谱效率,这里简单说明下码率和频率效率的基本概念

码率:是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(bit per second)也可表示为b/s,比特率越高,单位时间传送的数据量(位数)越大,码率的计算公式为

(TBS+CRC)/(RE*Bits per RE),其中TBS表示传输块大小,CRC固定为24位,RE为分给PDSCH或PUSCH信道的Resource elaments数量,Bits per RE表示调制阶数,例如Qm=2时,Bits per RE=2。

注:对于下行PDSCH传输,如果初传中某个TB的有效信道码率高于0.95,则UE不会去解码该TB。

频谱效率:(spectral efficiency)的单位是 bit/s/Hz,该指标用来衡量系统的有效性,描述了能够提供多少容量,频谱效率的计算公式为coderate*moulation order

3. CQI与MCSUE 测量PRB (Physical Resource Block)的接收功率和干扰得到 SINR 值, 将测量值转换为CQI, 基站根据CQI映射得到初始的MCS,然后根据传输的误码率bler动态调整MCS,在有效提高频谱效率的同时,又降低了传输错误。

为了兼顾减少 CQI 信息的开销和更细粒度的 CQI 信息指示,5G-NR 标准 eMBB 场景设计采用 2 个 CQI 表,即:最高调制方式是 64QAM 的 CQI 表和最 高调制方式是 256QAM 的 CQI 表,这两个表都采用 4 bit 开销来定义 CQI 索引 含义。网络侧通过 RRC 信令的 CQI-table 参数来指示终端选择哪个 CQI 表来 上报信道质量指示。图5和图6 分别为 64QAM CQI 表和 256QAM CQI 表。表的第 1 列为 CQI 索引,包含的值为 0,1,…,15,表示 16 种情况,可以使用 4 bit 来指示。第 2 列为调制阶数,第 3 列为编码速率,第 4 列为根据调制方式和编码率 计算出来的传输效率

图5

图6

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