5G NR SRS (R15)[通俗易懂]

5G NR SRS (R15)[通俗易懂]一、SRS序列对于SRS序列生成,其延续了LTE中采用的ZC序列,具体公式如下:[参考协议382115.2.2][参考协议382116.4.1.4.2]二、SRS时频资源1.时频资源NR中网络可以为终端配置一个或多个SRS资源集,多个资源集的目的可能是为了上下行多天线预编码,也有可能是为了上下行波束管理。一个SRS资源集内可以包含一个或多个SRS资源,每个SRS资源占…

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5G R15和R16当中的SRS是不一样的,本文章发布于3GPP R16版本发布之前。在R16当中,由于需要把SRS用于UL positioning,所以对SRS进行了一定的修改,后续会更新SRS(R16)。

一、SRS序列

对于SRS序列生成,其延续了LTE中采用的ZC序列,具体公式如下:

  • [参考协议38211 5.2.2]
    在这里插入图片描述
  • [参考协议38211 6.4.1.4.2]
    在这里插入图片描述

二、SRS时频资源

1. 时频资源

NR中网络可以为终端配置一个或多个SRS资源集,多个资源集的目的可能是为了上下行多天线预编码,也有可能是为了上下行波束管理。一个SRS资源集内可以包含一个或多个SRS资源,每个SRS资源占用的时频域资源为:

  • 时域上占用slot中最后6个符号中的连续1、2或4个符号。
  • 频域上可以占用4-272个RB,这里是因为NR中BWP的最大带宽是275个RB,SRS总要有将全部BWP带宽sounding完的能力,再考虑到SRS带宽最好是4的整数倍,所以SRS带宽支持4-272个RB的范围,最大272个RB的SRS带宽导致会有3个RB sounding不到的情况,但性能损失几乎可以忽略不计。
2.Comb结构

SRS具有两种不同的梳状结构——comb2和comb4。
在这里插入图片描述

3.端口

一个SRS资源可以有1、2或4个端口,每个端口都占用相同的SRS资源,通过ZC序列的正交性相互区分。多个UE的SRS在一个slot内可以是TDM,也可以通过梳状结构FDM。

三、SRS资源映射及跳频

SRS序列资源映射公式如下所示:
在这里插入图片描述
序列长度计算公式如下所示:
在这里插入图片描述
NR中有两种不同的梳状映射方式:comb2为隔一个载波映射一个RE,comb4为隔三个载波映射一个RE,式中K为2或4,分别对应两种不同的梳状映射方式,式中m为SRS占用的RB数量,由参数b-SRS和c-SRS指示,b-SRS指示下表Bsrs,c-SRS指示下表Csrs,从而共同决定SRS的带宽。
在这里插入图片描述
上表提供的参数也会用于频域起始位置的计算,计算公式如下(我们先把它叫做公式SP:Start Position)
在这里插入图片描述
公式SP可以分为两部分:

  • k(横杠)表示频带上可用于SRS传输的第一个子载波的位置,该公式我们把它叫做A部分;
  • 求和的部分表示把可用于SRS传输的带宽等分成若干份后,根据参数freqDomainPosition获取SRS的频域位置,我们把它叫做B部分。

对于上述SP公式的A部分,通过下式计算
在这里插入图片描述
该A部分的计算公式再次可以分为两部分来理解:

  • 第1部分是n(shift),表示可用于SRS传输的资源的起始CRB的编号,当BWP起始位置小于等于n(shift)时,参考点为point A,否则参考点是BWP的下边界。
  • 第2部分是梳状偏移(transmission comb offset),当梳状结构为comb2时,取值为0或1,当梳状结构为comb4时,取值为0、1、2或3。

对于上述SP公式的B部分,就是实现了跳频以及不跳频的情况下计算SRS频域起始位置的功能

  • 当SRS不跳频,nb通过下式计算:
    在这里插入图片描述
    对于所有SRS占用的符号都是一样的
    式中nRRC由参数freqDomainPosition 指示,其余参数由上表确定。
  • 当SRS采用跳频,nb通过下式计算:
    在这里插入图片描述
    其中
    在这里插入图片描述

上式括号内nSRS表示的是SRS的发送次数,计算方式如下,分为非周期和周期/半持续两种方式

  • 对于非周期,计算SRS的发送次数是不考虑周期性的:
    在这里插入图片描述
  • 对于周期或半持续,发送次数是周期累加的:
    在这里插入图片描述

为了方便理解,下面举一个具体的例子
假如参数配置情况如下(截取上面配置表格的部分,图中高亮部分表示参数此时指示的具体配置):

  • Csrs=9,Bsrs=3,则SRS的总带宽度为32RB,每个子带宽为4RB;
  • bhop=0,即hopping开启;
  • SRS在slot内占4个符号,即Ns=4;
  • repetition factor=1,即每个符号都要跳频;
  • 总带宽为32RB,则freqDomainPosition 配置为nRRC=0-8,该例中固定取为0;

在这里插入图片描述

则根据公式可以计算得到SRS的起始频域位置图示如下:
在这里插入图片描述
从左到右的4列依次为b=0、1、2、3的情况。nRRC的取值决定了所选的SRS子带频域起始位置。nRRC=0,则所选的SRS为图中红色字体决定的SRS,则频域位置索引的取值可以确定为nb={n0 n1 n2 n3}={0 0 0 0},即频域起始位置为SRS总带宽的最低点。若是跳频开启,则nb的大小和SRS传输次数nSRS有关,代入上面nb计算公式可得:
以前8次传输为例,即传输次数分别为{0 1 2 3 4 5 6 7}时,8次传输的Fb分别如下:
F1{0 1 2 3 4 5 6 7}={0 1 0 1 0 1 0 1};
F2{0 1 2 3 4 5 6 7}={0 0 1 1 0 0 1 1};
F3{0 1 2 3 4 5 6 7}={0 0 0 0 1 1 1 1};
所以对于第{0 1 2 3 4 5 6 7}次传输,nb={n0 n1 n2 n3}分别等于:
{0 0 0 0};{0 1 0 0};{0 0 1 0};{0 1 1 0};{0 0 0 1};{0 1 0 1};{0 0 1 1};{0 1 1 1}
再将nb的取值代入上面计算SRS频域位置的SP公式可得前8次传输的SRS频域位置分别为:
在这里插入图片描述
如果一个slot内SRS占用4个符号,且repetition factor R=1,则两个slot可将全部SRS带宽hopping完。如果配置的Bsrs=2,则hopping的方式如下所示,则在一个slot内的4个符号上就可以将全部带宽hopping完。
在这里插入图片描述
假如SRS占一个slot的最后4个符号,则跳频方式如下图所示
在这里插入图片描述
SRS hopping通过参数freqhopping来指示,repetition factor R用于指示不hopping的符号的repetition,Ns表示SRS所占的符号的数量。所以hopping可以分为以下几种情况:

  • 当R=Ns时,或者不配置跳频,如果跳频的话只能时隙间跳频,且只能是周期和半持续的SRS,这种情况下无法配置非周期SRS的跳频
  • 当R<Ns时,三种模式的SRS都可以配置跳频,如果是非周期SRS,则一定是时隙内跳频,且要在一个slot内把BWP全部hopping完;如果是周期或半持续SRS,则不要求一个时隙内把BWP全部hopping完,因为可以在后续的周期中继续hopping,所以可能是只有时隙内hopping,也可能是时隙内和时隙间相结合的hopping方式,具体是哪种情况要取决于hopping的带宽配置。

四、SRS周期性

SRS的时域发送方式有三种:周期、半持续非周期

  • 周期SRS是通过slot级别的周期和偏移来配置发送SRS的周期,最小1个slot,最大2560个slot;
  • 半持续是在周期发送的基础上,加入了MAC层的激活和去激活信令;
  • 非周期是由DCI format 0_1和DCI format 1_1来触发SRS发送,其中的SRS request会指示一个具体的SRS资源集,DCI format 2-3也有可能触发非周期SRS,只用在特殊情况(SRS switch)。

对于周期/半持续SRS,周期以slot为单位,通过周期和offset的指示,确定SRS所在slot,公式如下:
在这里插入图片描述
如果UE配置的是半持续SRS传输,且UE未收到停止命令,则当该BWP激活时,半持续SRS也激活。同一个set内的SRS不应配置为不同的时域模式,set和其内的SRS也不应配置为不同的时域模式。
对于非周期,SRS request指示SRS方式如下:
在这里插入图片描述

五、SRS中timing相关的内容

  • 半持续SRS配置中,激活和去激活命令与SRS发送之间存在一个时间间隔,大小为3N+1,N为一个子帧中的slot数量。
  • 非周期SRS中,触发非周期SRS的DCI和SRS传输之间也有一个最小时间间隔,最小时间间隔大小与SRS的usage配置有关,分为两种情况。高层还会配置一个slot的发送偏移,表示DCI和SRS发送的slot offset。

六、SRS冲突处理

  • 当SRS与PUCSH在同一个slot内传输时,SRS应该在PUSCH之后传输
  • 当SRS与PUCCH在同一载波,周期或半持续SRS被配置在与只承载CSI上报或L1-RSRP上报的PUCCH相同的符号内时,UE不传输SRS
  • 当周期/半持续SRS被配置或非周期SRS被触发在与承载HARQ-ACK和/或SR的PUCCH相同的符号内时,UE不传输SRS
  • 当载波聚合时,一个载波上的SRS和另一个载波上的PUSCH/PUCCH/DM-RS/PT-RS不能在同一个符号上传输
  • 当三种不同时域模式的SRS配置冲突时,优先级顺序是非周期>半持续>周期
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