NR HARQ(三) semi-static HARQ-ACK codebook

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UE在一个PUCCH（或PUSCH）上发送HARQ-ACK信息时，信息bit很可能是多个bits位数，这个多bits位数的HARQ-ACK信息，也称为HARQ-ACK codebook码本

UE物理层在以下几种情况下，需要产生对应的HARQ-ACK 信息bit：UE收到PDCCH调度的PDSCH，动态调度;UE接收的PDSCH没有对应的PDCCH，即DL SPS PDSCH调度; UE接收到PDCCH指示的SPS release，并没有PDSCH。

影响HARQ-ACK 码本长度的因素包括：接收到的PDSCH的个数，在一个PUCCH/PUSCH上反馈；下行是否空分复用，即下行传输是1个或2个TB；PDSCH 是否进行CBG码块组传输；载波聚合CA时，服务小区（即下行载波）的个数；其他参数和开关，例如 harq-ACK-SpatialBundlingPUCCH/PUSCH；因为在生成码本时都会考虑到上述参数。

UE成功检测到SPS PDSCH release或相关的TB ，要生成ACK，对应HARQ-ACK bit =1;UE没有正确接收TB时，要生成NACK，对应HARQ-ACK bit =0。有关SPS PDSCH介绍详见NR PDSCH (七)DL SPS。

在R16版本中NR中支持3种HARQ-ACK 码本类型，基站根据UE的能力，通过高层RRC信令配置

1 semi-Static：半静态码本，Type-1 HARQ-ACK codebook(pdsch-HARQ-ACK-Codebook = semi-static)。即UE根据RRC层PDSCH 相关半静态配置，生成需要发送的HARQ-ACK 码本。

2 dynamic:动态码本，Type-2 HARQ-ACK codebook(pdsch-HARQ-ACK-Codebook = dynamic), 即UE根据DCI下行动态调度的情况，生成需要发送的动态HARQ-ACK码本。

3 针对NR-U场景新增的type-3 HARQ-ACK codebook，根据RRC层有配置pdsch-HARQ-ACK-OneShotFeedback且UE检测到DCI 1_1 带有One-shotHARQ-ACK request field=1，才会用type-3 HARQ-ACK codebook。本篇主要看下semi-static 码本即Type-1 HARQ-ACK codebook的内容。

Type-1 HARQ-ACK codebook determination

所谓Type-1 HARQ-ACK codebook 就是指pdsch-HARQ-ACK-Codebook=semi-static的情况，配置结构如上，一般在RRC setup或RRC Reconfiguration中配置。收到PDSCH data或SPS PDSCH release后UE要根据DCI 中的PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator 确定的位置report相应的HARQ-ACK info；其他DCI format并未用的到的PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator的位置，UE要报HARQ-ACK NACK,这句话与semi-static码本的生成相关，可以先行忽略，后面会提及什么情况下要报NACK。

semi-static码本的生成概括的说，当UE被配置为semi-static HARQ-ACK codebook时，UE要根据HARQ-ACK反馈时序（K1）、时隙结构和PDSCH候选时域资源分配信息确定每个载波c上对应在同一时隙n中进行HARQ-ACK反馈的PDSCH时域位置集合M_A,c 。

然后根据M_A,c，将在PDSCH候选位置集合中接收到的PDSCH和SPS PDSCH释放的HARQ-ACK映射到HARQ-ACK反馈序列中的对应位置，从而得到时隙n中传输的HARQ-ACK码本。

具体来说，首先，UE基于RRC层信令配置的HARQ反馈时序(dl-DataToUL-ACK)，确定该载波上在同一个时隙中需要进行HARQ-ACK反馈的时隙个数，其次，确定每个需要进行HARQ-ACK反馈的时隙中可以传输的最大PDSCH个数。

如果UE能够在同一个载波的同一个时隙中接收大于一个unicast PDSCH传输，则基于RRC层信令配置的PDSCH时域资源分配表格中的候选时域资源分配信息，确定每个时隙中可以传输的最大PDSCH个数。还要根据配置的时隙结构，将不满足PDSCH传输条件的候选PDSCH去掉。

特别地，如果PDSCH和PUCCH的SCS配置不同，当PDSCH的SCS大于或者等于PUCCH的SCS时，每一个K1值都对应X个下行传输时隙；当PDSCH的SCS小于PUCCH的SCS时，连续的1/X个K1值只有一个对应的下行传输时隙，其中X为PDSCH SCS相对于PUCCH SCS的倍数。

当存在CA时，每个载波上的HARQ-ACK码本需要分别按照上述过程进行确定，最后将不同载波的HARQ-ACK码本按照载波顺序进行级联得到最终的HARQ-ACK码本。

下面根据上面的内容具体来看下每一步的处理方式。

对于服务小区C,一个激活的DL BWP和UL BWP中，UE要确定接收PDSCH的候选位置集合，候选PDSCH位置对应的HARQ-ACK信息要在之后PUCCH时隙n_v发送；

UE根据PUCCH slot n_v的位置，要确定一个PDSCH候选位置集合，集合中对应M_A,c 个pdsch候选位置，如下图，PDSCH 候选位置有3个，UE要根据这3个候选位置生成对应的semi-static harq-ack codebook。

如果服务小区c 被deactive，那UE将 firstActiveDownlinkBWP-Id 提供的 DL BWP 用作acitve 的DL BWP，以确定用于候选 PDSCH 接收的 M_(A,c) 时机集合。

PDSCH reception candidated occasion的确定

对于PUCCH 时隙n_v，确定PDSCH接收位置候选集的因素包括：

1 PDSCH 到HARQ-ACK时隙的K1配置集合：

UE只收到监听DCI 1_0 PDCCH配置(没有配置DCI1_1/1_2),K1对应的slot偏移值为1～8；

UE只收到监听DCI 1_1 PDCCH配置(没有配置DCI1_2),K1对应的slot偏移值由RRC层的参数dl-DataToUL-ACK 提供；

UE只收到监听DCI 1_2 PDCCH配置(没有配置DCI1_1),K1对应的slot偏移值由RRC层的参数dl-DataToUL-ACK-ForDCIFormat1_2提供；

UE收到监听DCI 1_1/1_2 PDCCH配置,K1对应的slot偏移值分别由RRC层的参数dl-DataToUL-ACK和dl-DataToUL-ACK-ForDCIFormat1_2提供；

2 PDSCH 时域资源分配表，pdsch-TimeDomainAllocationList,包括pdsch-ConfigCommon和pdsch-Config中配置的两个表，或两个表的并集。在UE获取时域资源分配表之前，要按照spec定义的PDSCH 默认时域资源分配表A，这个内容在NR PDSCH (一)时域资源中有具体描述。

对于DCI 1_2 如果有配置referenceOfSLIVDCI-1-2时，如果确定完K0=0(同时隙调度)且是PDSCH mapping Type B的情况，例如上图SLIV=54的情况，对应S=1,，L=12，S0是检测到DCI format 1_2的PDCCH监听时机的起始符号，此时配置时要满足S0+1+12<=14(normal cyclic prefix) 或S0+1+12<=12(extended cycloc prefix)的关系，其他情况不考虑S0。

3 上下行BWP有可能是不同的SCS子载波间隔(u_UL由激活的上行BWP获得，u_DL由激活的下行BWP获得)，也要考虑到不同子载波间隔时隙换算关系。

4 还要考虑高层配置的上下行时隙结构tdd-UL-DL-ConfigurationCommon and tdd-UL-DL-ConfigurationDedecated.

5 配置ca-SlotOffset 的情况

主要根据以上1～5的配置参数，确定PDSCH接收位置候选集。

UE要在时隙n_u通过PUCCH发送HARQ-ACK info，那就要根据dl-DataToUL-ACK提供的K1集合，结合pdsch-TimeDomainAllocationList K0和时隙配置，确定M_A,c ；如果UE支持一个时隙内多次PDSCH调度，还要再根据SLIV 进一步确定和n_u相关的PDSCH候选集，38.213 中用一大段伪代码表示M_A,c的具体确定方式，这里简单看下。

对应于单个SPS PDSCH release的HARQ-ACK info 在Type-1 HARQ-ACK码本中的位置与对应的SPS PDSCH reception相同；single DCI format 调度的多个SPS PDSCH release的HARQ-ACK信息在Type-1 HARQ-ACK码本中的位置与多个SPS PDSCH release中具有最小SPS configuration index的SPS PDSCH reception相同(这段话好像很绕，但是好像又能理解...)

M_A,c 代表PDSCH 候选集(PDSCH receptions or SPS PDSCH releases)，初始为空集；j代表PDSCH候选集的index，初始为0；B 代表UE支持一个时隙内调度多个PDSCH接收时使用的集合，初始为空集；C(k1)代表k1集合的基数；k代表k1集合中的index，初始为0，k1集合中按照slot timing value 降序排列，例如C(k1) 有3个值，k1,0 k1,1 k1,2 在集合内降序排列{5，3，1}。

先看不配置ca-SlotOffset的情况，即R15 版本中的情况。

橙色while k<C(K1)代表对k1集合进行遍历，C(k1)是按照降序排列，第一个元素k1,0是数字最大的，即代表的是与PUCCH HARQ-ACK时隙n_u间隔最大那个PDCCH候选时隙n_D。黄色框中的内容代表开始对C(k1)遍历后，首先考虑上下行SCS 是否一样。先看下mod(n_u-K1,k+1,max(2^(u_dl-u_ul),1))=0 成立的场景，即u_dl<=u_ul时，上述求模运算才成立，为简化伪代码过程，直接考虑上下行SCS相同的情况即u_dl=u_ul，目前实网环境下也都是这种情况，这时候下面绿色while n_D<max(2^(u_dl-u_ul),1) ->while n_D<1，即后面部分只考虑n_D=0的情况即可

红色if 部分，毫无疑问slot n_u是在n_D之后的时隙，如果在n_u和n_D之间有发生DL/UL BWP 变化(假如说在slot n_c)，此时n_u>=n_c，n_u-K1,k+n_D<n_c的话，n_D++，上下行SCS相同，n_D++后，直接跳出while 循环，k++,进行C(k1)中下一个k的判断。

没有发生BWP切换时，跳入蓝色if else的判断，这里会对PDSCH时域资源分配表中的每一行元素(K0,SLIV)进行遍历，k0是DCI至PDSCH data间的时隙偏移，毫无疑问，n_u-K1,k+n_D+k0 对应的时隙应该是DL ，如果判断完是UL slot，则要从时域资源分配表中剔除这样的组合，针对这步看个例子。

pdsch-TimeDomainAllocationList

{k0=2.....

k0=5....

k0=3....

k0=4...}

假设有4行，从k1=7开始遍历pdsch-TimeDomainAllocationList，k0=2时对应的slot为UL 不符号要求删除k0=2

针对K1=5遍历pdsch-TimeDomainAllocationList，此时k1对应的符号就是UL，在遍历时所有的row都不会保留。

对PDSCH时域资源分配表遍历完成后，下一步根据UE是否支持一个时隙内多次PDSCH调度，进行不同的操作；如果UE仅支持一个时隙内进行一次PDSCH 调度且PDSCH时域资源分配表不为空集(即有对应的k0 SLIV组合)，M_A,c (PDSCH 候选集)就多一个j，这个j 与C(K1,k)中的k1有对应关系。

如果UE支持一个时隙内多次PDSCH调度时，根据PDSCH时域资源分配表中的SLIV，找到最小的"last OFDM symbol index",作为m，根据m继续确定PDSCH候选位置；再次从第一行开始，如果S<=m，剔除对应的行，B 集合中多一个PDSCH候选 index j，直到R成为空集，针对这步看个例子。

例如上面的SLIV分配情况

r=0 SLIV =S+L=2+4

r=1 SLIV=S+L=4+3

r=2 SLIV=S+L=8+2

r=3 SLIV=S+L=3+2

r=4 SLIV=S+L=5+3

r=5 SLIV=S+L=11+2

假设j=0,第一步m=5，从r=0开始遍历，r=0/1/3/4 的S<=5，删除r=0/1/3/4,将j=0并入m_A,c；j++,R不是空集，此时m=9，r=2 的S<=m,删除r=2，将j=1并入m_A,c; j++,R不是空集，m=12，r=5的S<=m,删除r=5，将j=2并入m_A,c，R为空集，结束，此时得到M_A,c={0,1,2}。

M_A,c的确定过程大概就是上面的内容，R16中还针对配置ca-SlotOffset的情况，列了一段伪代码，但其实也是类似的判断逻辑，不再多说。

semi-static codebook的生成

PDSCH reception位置候选集和M_A,c确定后，UE就要生成对应的semi-static HARQ-ACK codebook，再看下生成codebook的相关规定。

UE如果由于没有收到DCI 导致没有收到调度的TB或CBG，那UE要对TB或CBG生成NACK，这个考虑的是DCI漏检情况，即网络侧调度了DCI，但是UE没有检测到对应的DCI，反馈NACK后，网络侧会再次重传，防止漏检。

semi-static的码本生成同样对应一段伪代码，其中UE由M_A,c得到服务小区包含的候选PDSCH 的数量，即下面的Mc,。

set c 代表服务小区的index，set j代表HARQ-ACKinfo 的bit index；set N_DL_cells 代表RRC成配置的服务小区个数(CA场景)。

对PDSCH reception候选位置进行遍历

m代表候选PDSCH 的index，对候选PDSCH进行遍历，不配置 harq-ACK-SpatialBundlingPUCCH 和CBG传输，但是进行2TB传输时，针对每个TB生成一个HARQ-ACK bit。

有配置harq-ACK-SpatialBundlingPUCCH且进行2TB传输时，将2个TB的HARQ-ACK进行位与 AND操作，最后对应1bit；如果只收到1个TB，另一个TB的HARQ-ACK 认为是ACK。harq-ACK-SpatialBundlingPUCCH只有在传输layer 大于4 时才可能配置，大概意思是把两个TB的HARQ-ACK info 进了绑定传输。

CBG这部分在上一篇NR HARQ (二) CBG部分中有提及，这里就不在多说，但是要注意最后一句j=j+N_DL_TB,c *N_CBG/TB,max_HARQ-ACK,后面再说。

其他情况 1个候选PDSCH生成1 bit HARQ-ACK即可；c++代表CA场景时，对其他服务小区的候选PDSCH 也要进行候选PDSCH的遍历。

由上述伪代码可见，semi-static codebook 在CA场景下，PDSCH reception 候选位置多以及CBG 传输场景，会有很大的开销；即使网络侧的PDSCH 调度并不多的情况下，也需要整个走一边流程，网络侧即使没有调度，也会带有很多NACK位，处理流程复杂。

有时候UE RRC配置的CBG传输，但是实际的DCI format却没有进行用CBG进行调度(仅DCI0_1和DCI 1_1支持CBG传输，在配置CBG时，对于其他DCI，只能进行基于TB 的传输);这时候semi-static码本的生成有相应的规定，如下。

如果UE收到SPS PDSCH/SPS PDSCH release/PDSCH,此时只有一个服务小区，且C(M_A,c)=1，即只有一个PDSCH候选位置，配置了CBG，实际DCI调度时没有进行CBG传输，这时候UE根据收到的TB 生成1 bit HARQ-ACK 即可。

如果UE收到SPS PDSCH/SPS PDSCH release/PDSCH,此时有多个服务小区，且C(M_A,c)>1，配置了CBG，实际DCI调度时没有进行CBG传输，这时候UE对应收到的TB 生成HARQ-ACK 时，要重复N_CBG/TB,max_HARQ-ACK 次，N_CBG/TB,max_HARQ-ACK由RRC层参数maxCodeBlockGroupsPerTransportBlock确定。

就如上面生成CBG HARQ-ACK伪代码的最后一句j=j+N_DL_TB,c *N_CBG/TB,max_HARQ-ACK,就是说对于配置CBG传输的服务小区的PDSCH 候选位置，无论DCI是否有使用CBG传输，UE都要生成N_DL_TB,c *N_CBG/TB,max_HARQ-ACK bit HARQ-ACK反馈，这里也进一步说明了semi-static 的开销大的问题，如下图的例子。

例如上图中的serving cell 1中的绿色和seving cell 2的黄色部分，虽然没有收到任何data,但是在生成codebook时，同样要根据设定生成对应bits的码本，进一步的如果每个serving cell 都只一个位置收到data，例如serving cell 0只收到第一个TB1/TB2, serving cell 1和2只收到一个PDSCH CBG传输，正常只要生成10bits 码本，但是按照semi-static 码本的设计，总共要反馈30bits的信息，开销确实很大。

因而某些场景网络侧不希望UE反馈完整的semi-static码本，只想收到1个简单的HARQ-ACK应答，例如DCI 1_0 counter DAI=1时的SPS PDSCH release；Pcell 收到DCI 1_0 counter DAI =1 的PDSCH reception或者SPS PDSCH reception，这三种场景，UE只要针对其产生应答即可，不用生成完整的semi-static码本。

在配置了pdsch-AggregationFactor时，PDSCH 发送时隙n_D-N_repeat_PDSCH+1 到时隙n_D，或时隙n_D-repetitionNumber+1 到时隙n_D 或n_D，其HARQ-ACK 要在slot n+k反馈；如果其他semi-statci码本中也包含上述PDSCH 接收情况，要将其相关的HARQ-ACK 置为NACK，即在n+k slot正常上报PDSCH reception 的HARQ-ACK info，其他时隙的码本与n+k 时隙的码本重合时，要将其他时隙码本中PDSCH接收相关的HARQ-ACK 置为NACK。

例如上图，根据算法生成HARQ-ACK codebook显示，紫色DL 中的PDSCH 要在绿色的UL slot 上报HARQ-ACK；但是红色的UL slot 的HARQ-ACK codebook 也包含紫色DL 中的PDSCH且根据要求UE要在红色UL slot 上报紫色DL PDSCH 的HARQ-ACK，那绿色UL HARQ-ACK codebook中的相应bit 要置为NACK，红色UL HARQ-ACK codebook根据实际情况上报NACK/ACK。

PUSCH

PUSCH也可能用于HARQ-ACK，首先看V_UL_T-DAI 的确定，当UL DCI format 带有DAI field 且DAI=0时，V_UL_T-DAI=0，否则V_UL_T-DAI=1。

具体的当 UL DCI 包含DAI field 且V_UL_T-DAI=1时，UE要按照上面的方式生成semi-static 码本，在生成码本时要用harq-ACK-SpatialBundlingPUSCH替换harq-ACK-SpatialBundlingPUCCH; 当UL_T-DAI=0时就不用生成码本，除非UE 只收到由DCI 1_0 调度的SPS PDSCH release/SPS PDSCH/PDSCH，且DCI 1_0 DAI=1，这时候UE也要生成对应的码本。

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