LTE时代,下行调度遵循严格的固定时序关系:PDCCH在子帧n调度PDSCH,PDSCH在子帧n传输,HARQ-ACK在子帧n+4反馈。这套固定4ms的RTT(Round Trip Time)简化了UE实现,但也限制了系统灵活性。
NR引入了三个关键时序偏移参数彻底打破这一固定模式:
| 参数 | 含义 | 定义位置 |
|---|---|---|
| K0 | DCI到PDSCH的时隙偏移 | TS 38.214 Section 5.1.2.1 |
| K1 | PDSCH到HARQ-ACK(PUCCH)的时隙偏移 | TS 38.213 Section 9.2.3 |
| K2 | DCI到PUSCH的时隙偏移 | TS 38.214 Section 6.1.2.1 |
这套灵活时序的设计意图是三重的:适配多种子载波间隔(SCS)、兼容不同UE处理能力、支持URLLC等低时延场景的快速调度。
sequenceDiagram
participant gNB
participant UE
Note over gNB,UE: 时隙 n: gNB发送DCI(PDCCH)
gNB->>UE: DCI Format 1_1/1_2(含K0值)
Note over gNB,UE: 时隙 n+K0: PDSCH传输
gNB->>UE: PDSCH(SLIV确定起止符号)
Note over UE: UE处理PDSCH(N1 symbols)
Note over gNB,UE: 时隙 n+K0+K1: HARQ-ACK反馈
UE->>gNB: PUCCH(ACK/NACK)
Note over gNB,UE: 上行调度链路
gNB->>UE: DCI Format 0_1/0_2(含K2值)
Note over gNB,UE: 时隙 n+K2: PUSCH传输
UE->>gNB: PUSCH
K0不是凭空指定的,它由一条三层配置链决定:
第一层:RRC配置时域资源分配表。 gNB通过PDSCH-Config中的pdsch-TimeDomainAllocationList为UE配置一张时域分配表(最多28行)。如果UE未配置该表,则使用TS 38.214 Table 5.1.2.1.1-2/3/4中定义的Default A/B/C默认表。
第二层:DCI中的Time domain resource assignment字段选择行号。 DCI Format 1_1/1_2中的Time domain resource assignment字段值为m,指向时域分配表的第m+1行。
第三层:行中包含K0、SLIV和PDSCH映射类型。 每行提供三个关键参数:K0值、SLIV(Start and Length Indicator Value,编码起始符号S和分配长度L)、映射类型(Type A或Type B)。
flowchart TB
A["RRC层配置<br/>pdsch-TimeDomainAllocationList<br/>(最多28行)"] -->|"若未配置"| B["使用Default表<br/>Table 5.1.2.1.1-2/3/4"]
A -->|"若已配置"| C["自定义时域分配表"]
B --> D["DCI中Time domain<br/>resource assignment字段"]
C --> D
D -->|"行索引 m"| E["读取第m+1行"]
E --> F["K0: 时隙偏移"]
E --> G["SLIV: 起始符号S + 长度L"]
E --> H["映射类型: Type A / Type B"]
style A fill:#1a73e8,color:#fff
style D fill:#ea4335,color:#fff
style F fill:#34a853,color:#fff
style G fill:#fbbc04,color:#333
style H fill:#34a853,color:#fff
Default A表(TS 38.214 Table 5.1.2.1.1-2)是Normal CP下最广泛使用的默认时域分配表。以下为FR1 15kHz SCS下的Default A表示例:
| 行索引 | K0 | SLIV解码 (S, L) | 映射类型 | 实际含义 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | (2, 12) | Type A | 符号2-13,全slot分配 |
| 1 | 0 | (3, 11) | Type A | 符号3-13 |
| 2 | 0 | (5, 9) | Type A | 符号5-13 |
| 3 | 0 | (7, 7) | Type A | 符号7-13 |
| 4 | 0 | (9, 5) | Type A | 符号9-13 |
| 5 | 0 | (2, 3) | Type B | 符号2-4,前向mini-slot |
| 6 | 0 | (4, 3) | Type B | 符号4-6 |
| 7 | 0 | (6, 3) | Type B | 符号6-8 |
| 8 | 0 | (8, 3) | Type B | 符号8-10 |
| 9 | 0 | (10, 3) | Type B | 符号10-12 |
SLIV编码规则(TS 38.214 Section 5.1.2.1):
$$SLIV = \begin{cases} 14 \cdot (L-1) + S & \text{if } (L-1) \leq 7 \ 14 \cdot (14-L) + (14-1-S) & \text{if } (L-1) > 7 \end{cases}$$
例如SLIV=28:$(L-1)=2 \leq 7$,所以 $28 = 14 \times 2 + 0$,即 $L=3, S=0$。但注意Default A中符号0和1通常保留给PDCCH CORESET。
| 维度 | K0=0(同slot调度) | K0≥1(跨slot调度) |
|---|---|---|
| 时延 | 最低,DCI和PDSCH同slot传输 | 增加1个或多个slot延迟 |
| UE处理压力 | 最大,需在slot内完成DCI解析到PDSCH接收 | 有缓冲时间,降低处理要求 |
| 适用场景 | URLLC、低时延eMBB | RedCap、IoT、覆盖受限场景 |
| 功耗 | UE需持续监听和处理 | UE可利用间隙省电 |
| R17+增强 | Rel-17引入minimumSchedulingOffsetK0-r17 | — |
R16/R17引入了minimumSchedulingOffsetK0,UE通过UE-NR-Capability中的PDSCH-ServingCellConfig上报自己支持的最小K0值。若UE上报最小K0=1,则gNB不能对该UE使用K0=0的调度。
K1通过两条路径确定:
RRC半静态配置: PDSCH-Config中的dl-DataToUL-ACK字段提供一组候选K1值(最多8个),例如 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}。
DCI动态选择: DCI Format 1_1/1_2中的PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator字段(3bit或更高)从RRC配置的候选列表中选择具体的K1值。
sequenceDiagram
participant RRC as RRC层
participant DCI as DCI层
participant PHY as PHY层
participant UC as UCI处理
Note over RRC: dl-DataToUL-ACK<br/>配置候选K1集合<br/>{1,2,3,4,5,6,7,8}
RRC->>DCI: 提供K1候选列表
Note over DCI: PDSCH-to-HARQ_feedback<br/>timing indicator = 3bits<br/>例如值=2 → 选K1=3
DCI->>PHY: K1=3 selected
Note over PHY: PDSCH在时隙n接收<br/>HARQ-ACK在时隙n+K1=n+3发送
Note over PHY: 但必须满足N1处理时间约束
PHY->>UC: PDSCH解码(需N1 symbols)
UC->>UC: 确认n+K1时隙中<br/>最早可用PUCCH符号 ≥<br/>PDSCH最后符号 + N1
K1不是无限可选的。UE必须验证在所选K1值下,HARQ-ACK反馈时刻满足PDSCH处理时间约束。具体检查公式(TS 38.214 Section 5.3):
$$N_{T,1} + N_{T,2} + N_{d} \leq T_{proc,1}$$
其中: - $N_{T,1}$ = PDSCH处理时间(OFDM符号数),取决于UE Capability Type - $N_{T,2}$ = PUSCH准备时间(复用到PUCCH时使用) - $N_d$ = DCI处理时间 - $T_{proc,1}$ = 从PDSCH最后一个符号到HARQ-ACK第一个符号之间的实际时间间隔
若K1太小导致上述不等式不成立,UE会跳过该PDSCH的接收——这是一个隐式调度冲突。
TS 38.214 Section 5.3定义了两套PDSCH处理时间表,分别对应Capability Type 1(基线)和Capability Type 2(增强)。
Table: Capability Type 1 FR1 N1值(TS 38.214 Table 5.3-1)
| SCS | DM-RS Type 1 无additional |
DM-RS Type 2 无additional |
DM-RS Type 1 有additional |
DM-RS Type 2 有additional |
|---|---|---|---|---|
| 15 kHz | 8 sym | 10 sym | 13 sym | 13 sym |
| 30 kHz | 10 sym | 11 sym | 13 sym | 13 sym |
| 60 kHz | 17 sym | 20 sym | 20 sym | 20 sym |
Table: Capability Type 2 FR1 N1值(TS 38.214 Table 5.3-3)
| SCS | DM-RS Type 1 无additional |
DM-RS Type 2 无additional |
DM-RS Type 1 有additional |
DM-RS Type 2 有additional |
|---|---|---|---|---|
| 15 kHz | 3 sym | 4 sym | 5 sym | 5 sym |
| 30 kHz | 4.5 sym | 5 sym | 5.5 sym | 6 sym |
Type 2的N1值约为Type 1的40%~60%,这意味着支持Type 2的UE可以使用更小的K0和K1,从而实现更低的端到端时延。
UE通过UECapabilityInformation消息上报其处理能力。关键IE结构如下(TS 38.331):
UE-NR-Capability
├── pdsch-ProcessingType1-DifferentTB-PerSlot
│ ├── maxNumberMIMO-LayersPDSCH (支持的MIMO层数)
│ └── maxNumberProcessedBits (处理比特数上限)
├── pdsch-ProcessingType2-DifferentTB-PerSlot
│ ├── supported (是否支持Type 2)
│ ├── maxNumberMIMO-LayersPDSCH
│ └── maxNumberProcessedBits
├── pdsch-ProcessingType1-SameTB-PerSlot
│ └── maxNumberProcessedBits
├── pdsch-ProcessingType2-SameTB-PerSlot
│ └── supported
├── processingType2Enabled (全局Type 2使能开关)
└── PDSCH-ServingCellConfig
└── minimumSchedulingOffsetK0-r16 (最小K0值)
stateDiagram-v2
[*] --> CapabilityType1: 所有UE默认支持
state CapabilityType1 {
[*] --> K0_ge_0: 基线处理能力
K0_ge_0 --> Type1_N1_8: FR1 15kHz<br/>DMRS Type1
K0_ge_0 --> Type1_N1_10: FR1 30kHz<br/>DMRS Type1
}
CapabilityType1 --> CapabilityType2: UE上报<br/>processingType2Enabled=true
state CapabilityType2 {
[*] --> K0_eq_0_possible: 增强处理能力
K0_eq_0_possible --> Type2_N1_3: FR1 15kHz<br/>DMRS Type1
K0_eq_0_possible --> Type2_N1_4_5: FR1 30kHz<br/>DMRS Type1
}
CapabilityType2 --> URLLC_Optimized: gNB配置<br/>Type2调度策略
state URLLC_Optimized {
[*] --> MiniSlot_2_4_7sym: K0=0<br/>mini-slot调度
MiniSlot_2_4_7sym --> K1_min_1: 最短K1=1<br/>(需满足N1约束)
}
| 维度 | Type 1(基线) | Type 2(增强) |
|---|---|---|
| 芯片成本 | 标准基带处理器 | 需要更强的LDPC解码器和FFT引擎 |
| 功耗 | 正常(N1充裕) | 高(需在更短时间内完成处理) |
| 支持的K0范围 | K0≥0或K0≥1(取决于上报) | K0=0无压力 |
| 支持的K1范围 | K1≥3~4(FR1 15kHz) | K1≥1~2 |
| 空口时延(单向) | ~4-8 slot | ~1-2 slot |
| 适用终端 | 普通手机、CPE、RedCap | URLLC模组、高端旗舰 |
| MIMO支持 | 1~4层 | 通常限制1~2层(处理复杂度换时间) |
运营商博弈点: 支持Type 2的UE意味着gNB可以使用更激进的K0/K1配置来降低空口时延,但这些UE通常更贵、功耗更高。在RedCap和物联网场景中,运营商往往强制使用Type 1并配置较大的K0/K1,以降低终端成本和延长电池寿命。
sequenceDiagram
participant UE
participant gNB
participant AMF
Note over UE,gNB: Step 1: UE能力上报
UE->>gNB: UECapabilityInformation<br/>(含processingType2Enabled, minK0等)
gNB->>gNB: 根据UE能力决定<br/>调度策略
Note over UE,gNB: Step 2: RRC重配建立时域参数
gNB->>UE: RRCReconfiguration<br/>PDSCH-Config<br/>├ pdsch-TimeDomainAllocationList<br/>├ dl-DataToUL-ACK {1,2,3,4}<br/>└ dmrs-DownlinkForPDSCH
Note over UE,gNB: Step 3: 首次下行调度
gNB->>UE: DCI Format 1_1<br/>Time domain resource assignment = m<br/>PDSCH-to-HARQ_feedback = k
Note over UE: Step 4: UE解析时域分配<br/>查表第m+1行 → K0, SLIV<br/>K1 = dl-DataToUL-ACK[k]
Note over UE,gNB: Step 5: PDSCH传输
gNB->>UE: PDSCH(slot n+K0)
Note over UE: Step 6: PDSCH处理<br/>N1 symbols处理时间<br/>检查K1是否满足约束
alt K1满足N1约束
UE->>gNB: PUCCH HARQ-ACK<br/>(slot n+K0+K1)
else K1不满足N1约束
Note over UE: UE跳过PDSCH接收<br/>(协议规定行为)
end
DCI Format 1_1中与K0/K1相关的关键字段:
| DCI字段 | 比特数 | 作用 |
|---|---|---|
| Time domain resource assignment | $\lceil\log_2(N_{rows})\rceil$ | 选择时域分配表的行号,间接确定K0和SLIV |
| PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator | $\lceil\log_2(N_{K1})\rceil$ | 从dl-DataToUL-ACK列表中选择K1值 |
解码示例:
假设gNB配置了pdsch-TimeDomainAllocationList共16行,dl-DataToUL-ACK = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}。
0101(即5),则选择第6行010(即2),则K1 = dl-DataToUL-ACK[2] = 3Rel-17引入了pdsch-ProcessingType1-SameTB-PerSlot和pdsch-ProcessingType2-SameTB-PerSlot能力,允许gNB在一个DCI中调度同一TB的多次PDSCH传输(用于重复传输提升覆盖)。
此时K0/K1的处理变化: - 每次PDSCH重复使用不同的K0值(通过时域分配表中的不同行或同一行中的多K0配置) - HARQ-ACK只需对最后一次重复反馈 - K1从最后一次PDSCH重复的slot开始计算
pdsch-ProcessingType1-DifferentTB-PerSlot允许在一个slot内调度多个不同TB的PDSCH。这对K0/K1的影响是:
Table: 多PDSCH调度能力对比
| 特性 | 单TB调度 | 同TB多PDSCH | 不同TB多PDSCH |
|---|---|---|---|
| Rel版本 | Rel-15 | Rel-17 | Rel-16 |
| 每slot PDSCH数 | 1 | 最多2~7 | 最多2~4 |
| HARQ-ACK数 | 1 | 1(最后TB) | 每TB各1个 |
| K0使用 | 单一K0 | 可不同 | 可不同 |
| K1计算基准 | PDSCH slot | 最后PDSCH slot | 每个PDSCH slot |
| UE能力要求 | 基线 | SameTB能力 | DifferentTB能力 |
步骤1:在MAC/PHY层抓包中找到DCI Format 1_1
在Wireshark或高通QXDM中过滤DCI Format 1_1消息,定位以下字段:
- Time domain resource assignment → 查表得到K0和SLIV
- PDSCH-to-HARQ_feedback timing indicator → 查dl-DataToUL-ACK得到K1
步骤2:找到对应的RRC配置
在RRC层日志中搜索PDSCH-Config消息,提取:
- pdsch-TimeDomainAllocationList:完整时域分配表
- dl-DataToUL-ACK:K1候选列表
步骤3:验证时序关系
在时域上对齐DCI→PDSCH→PUCCH的slot编号: - DCI在slot n - PDSCH应在slot n + K0 - PUCCH HARQ-ACK应在slot n + K0 + K1
若实际抓包显示PDSCH不在n+K0,则检查SLIV指示的符号位置是否有效。
| 故障现象 | 根因 | 排查方向 |
|---|---|---|
| UE未反馈HARQ-ACK | K1太小,N1约束不满足 | 检查UE Capability Type,增大K1 |
| PDSCH解码失败率高 | K0=0时UE来不及处理 | 改为K0≥1或切换到Type 2 |
| RedCap终端吞吐量低 | K0/K1配置过大 | 评估终端实际处理能力,优化配置 |
| 多PDSCH调度时丢包 | UE不支持DifferentTB-PerSlot | 检查UE能力上报,降低每slot PDSCH数 |
| HARQ-ACK码本不一致 | K1值在DCI中动态变化 | 使用Determined CBG或固定K1 |
| FR2场景调度失败 | N1查错表(用了FR1的表) | 确认使用Table 5.3-2或5.3-4 |
| ## 常见问题 |
Q1: K0=0时UE如何处理PDCCH和PDSCH在同一个slot的冲突? A: K0=0时,PDSCH的起始符号由SLIV中的S值决定。Default A表中S最小为2,意味着符号0和1保留给PDCCH CORESET。UE在CORESET中解码DCI后,从符号S开始接收PDSCH。Type 2处理能力的UE能在几个符号内完成DCI解析,因此K0=0对Type 2 UE是可行的。
Q2: 为什么Rel-16引入了minimumSchedulingOffsetK0,UE不能直接用K0=0? A: 部分低成本UE(如RedCap)的基带处理能力有限,无法在同一个slot内完成DCI解码到PDSCH接收的切换。通过上报minimumSchedulingOffsetK0=1,UE通知gNB必须提前至少1个slot下发DCI,给UE留出足够的处理时间。这是UE复杂度与调度灵活性之间的折衷。
Q3: K1的dl-DataToUL-ACK列表最多8个值,如何支持更多K1? A: Rel-15中dl-DataToUL-ACK最多配置8个候选K1值,DCI中用3bit选择。对于大多数场景(eMBB、URLLC)已足够。Rel-16引入了增强的HARQ-ACK码本机制,允许在多slot聚合场景下更灵活的K1处理,但候选值数量限制仍然存在。
Q4: Type 2处理能力在高MIMO层数下还适用吗?
A: 不一定。Type 2的N1值假设较低的MIMO层数(通常1~2层)。当UE配置4层或更高MIMO时,实际处理时间可能超过Table 5.3-3中的标称N1值。UE通过pdsch-ProcessingType2-DifferentTB-PerSlot中的maxNumberMIMO-LayersPDSCH上报其在Type 2模式下支持的最大层数。gNB应据此限制MIMO配置。
Q5: FR2(毫米波)场景下K0/K1有什么特殊考虑? A: FR2使用更大的SCS(60kHz/120kHz),slot时长更短(60kHz时slot=0.167ms),但N1的OFDM符号数更多(因为符号时间更短)。实际处理时间(绝对时间)可能与FR1相当或略长。此外,FR2支持波束赋形,PDCCH和PDSCH可能使用不同波束,需要额外的波束切换时间。因此FR2的K0/K1配置通常比FR1更保守。
本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生(微信ID: gprshome201101)维护,聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。
[!tip] 51学通信知识星球 星主:爱卫生(微信:gprshome201101)——公众号「51学通信」创办者,19 年通信行业运维与讲师经验,著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书(各大电商平台有售)。 星球定位:深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域,主打运维岗位与信令分析。 当前规模:5200 篇主题 / 990 个回答,198 元/年。 加入福利:加入星球后请加爱卫生微信,拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题,另有群内分享。 AI 加持:51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy,使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例,做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。
