Resource grid

01 · ĐẶT GIÁ TRỊ PHỨC LÊN ĐÚNG “ĐỊA CHỈ” TRƯỚC KHI IFFT

Modulation tạo ra giá trị phức; resource mapping quyết định giá trị đó được phát ở đâu trên trục tần số và thời gian.

Hãy tưởng tượng grid như một bảng tính: hàng là subcarrier, cột là OFDM symbol. Một giá trị QAM không tự xác định vị trí phát trên trục tần số; resource mapper đặt nó vào một ô cụ thể. Sau khi toàn bộ một cột đã được điền, cột đó mới được chuyển sang cách đánh số bin của implementation và đưa vào IFFT.

02 · RESOURCE ELEMENT LÀ ĐƠN VỊ NHỎ NHẤT TRÊN GRID

Một RE là giao điểm giữa một subcarrier và một OFDM-symbol position, tức một “địa chỉ” duy nhất trên grid.

Nếu RE đó mang QPSK data, complex value có thể là một trong bốn constellation points. Nếu RE đó là DM-RS, value được sinh từ một known reference sequence. Nếu RE không được dùng cho transmission đang xét, nó có thể để trống hoặc được dành cho structure khác.

Vì vậy câu “một RE chứa một symbol” chỉ nên hiểu là một complex modulation/reference value tại một vị trí frequency-time, không phải một packet, một bit hay một OFDM waveform riêng.

Khi giữ $\ell=3$ cố định, $a_{7,3}$ chỉ là một trong nhiều hệ số miền tần số sẽ cùng được đưa vào IFFT để tạo OFDM symbol thứ $3$. Khi chuyển sang $\ell=4$, ta có một tập hệ số mới và chạy IFFT cho OFDM symbol tiếp theo.

04 · RESOURCE BLOCK CHỈ ĐƯỢC ĐỊNH NGHĨA THEO FREQUENCY

Trong NR, một resource block là 12 subcarrier liên tiếp trong miền tần số.

Một resource block gồm 12 subcarrier liên tiếp trong miền tần số.

Nếu subcarrier spacing là $\Delta f$, độ rộng tần số tương ứng của một RB là:

Đây là chỗ rất dễ học sai. Ta thường vẽ một “ô PRB” thành rectangle 12 subcarriers × 14 OFDM symbols vì normal-CP slot có 14 symbols. Nhưng 14 symbols không nằm trong định nghĩa resource block. RB về bản chất là một nhóm 12 subcarriers trên frequency axis.

Vì vậy với $\Delta f=15\,\mathrm{kHz}$, một RB rộng $180\,\mathrm{kHz}$; với $30\,\mathrm{kHz}$ là $360\,\mathrm{kHz}$; và với $60\,\mathrm{kHz}$ là $720\,\mathrm{kHz}$. Đây là độ rộng của 12 subcarrier, chưa phải toàn occupied bandwidth của carrier.

05 · TẠI SAO TRÊN HÌNH THƯỜNG THẤY 12 × 14?

Vì scheduler và mapping thường được nhìn trong một slot, còn normal CP có 14 OFDM symbols per slot.

Nếu lấy một RB frequency span 12 subcarrier và nhìn nó trong một slot normal CP gồm 14 OFDM symbols, ta có:

Đây là 168 vị trí RE trong rectangle 12 × 14, không phải 168 data symbols chắc chắn khả dụng.

Với extended CP, số OFDM symbols trong slot có thể khác; trong NR, extended CP tại $\mu=2$ dùng 12 symbols/slot. Vì vậy “RB = 12 × 14” là cách vẽ tiện cho normal CP, không phải định nghĩa của RB.

DM-RS, control channels, PTRS, reserved resources hoặc other signals có thể chiếm một phần. Số RE thực sự dùng cho coded data vì vậy phụ thuộc mapping/configuration cụ thể.

06 · GRID LÀ CONTAINER CHUNG CHO DATA, CONTROL VÀ REFERENCE SIGNALS

Điều quan trọng là loại của một RE là semantics của mapping, không phải thuộc tính cố định của tọa độ. Cùng một tọa độ tương đối trong transmission khác có thể được dùng khác tùy physical channel, allocation và configuration.

Resource grid vì vậy rất mạnh khi debug PHY: từ configuration ta dựng “expected grid”, rồi so với received grid sau FFT. Nếu DM-RS xuất hiện sai cột, data bị dịch 12 subcarrier, hoặc một vùng control bị ghi đè bởi data, lỗi mapping thường lộ ra ngay trên hình grid.

07 · MỘT CỘT THEO TIME SẼ TRỞ THÀNH MỘT OFDM SYMBOL

Giữ $\ell$ cố định, toàn bộ RE trong cột đó tạo thành “frequency snapshot” cho đúng một OFDM symbol.

Ta có thể gom một cột thành vector khái niệm:

Vector này chưa nhất thiết có cùng indexing với array IFFT trong code. Resource mapping/bin mapping còn phải đặt các giá trị vào đúng positive/negative-frequency bins, DC convention và guard bins của implementation.

Điểm quan trọng là grid coordinate $k$ không nhất thiết bằng raw array index trong FFT library. Đây là hai hệ đánh số khác nhau: một bên là resource coordinate của PHY, một bên là memory/bin convention của implementation. Mapping sai ở bước này có thể làm cả waveform “đúng công thức IFFT” nhưng sai vị trí tần số.

08 · BWP GIÚP UE KHÔNG PHẢI LUÔN XỬ LÝ TOÀN CARRIER BANDWIDTH

Một Bandwidth Part là một contiguous subset của common resource blocks cho một numerology trên carrier.

NR cho phép carrier rộng, nhưng UE có thể được cấu hình hoạt động trên một BWP nhỏ hơn. Physical Resource Block được đánh số bên trong BWP, còn Common Resource Block dùng common reference liên quan Point A.

Quan hệ cơ bản trong một BWP là:

Ví dụ minh họa trong hình dưới chọn BWP bắt đầu tại CRB 42. Khi đó PRB 0 tương ứng CRB 42, PRB 1 tương ứng CRB 43. Con số 42 chỉ để minh họa cách đổi reference, không phải một cấu hình carrier bắt buộc.

09 · “$k=10$” CHỈ CÓ Ý NGHĨA KHI BIẾT REFERENCE

Một con số subcarrier chỉ có nghĩa khi ta biết nó đang được đo từ reference nào: local RB, BWP/common grid hay raw FFT array.

Khi viết code PHY, nên đặt tên biến rõ: absolute/common subcarrier, PRB-local subcarrier 0…11, BWP-relative PRB, FFT-bin index. Nếu tất cả đều gọi đơn giản là $k$, mapping bug rất dễ xảy ra.

Bài này dùng $(k,\ell)$ như tọa độ khái niệm trên grid. Khi đi sâu vào từng physical channel/signal, 3GPP sẽ quy định resource mapping và reference cụ thể hơn. Vì vậy không nên copy một công thức indexing từ PDSCH sang PUCCH, SSB hay PRACH chỉ vì cùng thấy ký hiệu $k$.

10 · SPECIFICATION LAYER

3GPP TS 38.211 định nghĩa resource grid theo numerology/carrier và antenna port, resource element bằng tọa độ $(k,\ell)$, resource block gồm 12 subcarrier liên tiếp, PRB trong BWP, CRB theo common reference và Bandwidth Part là một tập CRB liên tiếp cho numerology tương ứng. Bài này dùng grid nhỏ để xây mental model; mapping cụ thể của từng physical channel/signal vẫn phải theo clause tương ứng.

Nguồn chuẩn: 3GPP TS 38.211 Release 18, ETSI TS 138 211 V18.8.0, clauses 4.3.2 và 4.4.2–4.4.5 ·ETSI TS 138 211 V18.8.0 ↗