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5G NR PDCCH概述

PDCCH概述

       不同于LTE中的控制信道包括PCFICH、PHICH和PDCCH,在5G NR中,控制信道仅包括PDCCH(Physical Downlink Control Channel),负责物理层各种关键控制信息的传递,PDCCH中传递的下行控制信息(Downlink Control Information)主要包括:

       1、下行调度信息

       2、上行调度信息

       3、激活与去激活PUSCH调度

       4、激活与去激活PDSCH半静态调度

       5、通知时隙格式给一个或者多个UE

       6、通知一个或者多个UE不再使用的PRB和OFDM符号资源

       7、为PUCCH和PUSCH发送TPC命令

       8、指示BWP切换

       9、触发随机接入过程等

       下面先介绍PDCCH的一些基本概念,包括REG、REG Bundle、CCE、CORESET、DMRS序列生成、DMRS序列频域映射,PDCCH加扰。


REG

       REG(Resource Element Group)在时域上占用1个OFDM符号,在频域上占用12个连续子载波(一个资源块)。在一个REG中,Index 1、5、9的子载波映射PDCCH DMRS信号,其余9个子载波映射PDCCH数据信号。



        REG Bundle为频域或者时频域连续的REG,构成REG Bundle的REG数量可为1、2、3、6,在同一REG Bunble内基站侧采用相同的预编码权值,这使得在接收侧,UE可利用同一REG Bundle内的DMRS信号进行时域、频域或时频域联合信道估计,提高收端信道估计精度,从而改善均衡效果。


CCE

       CCE(Control Channel Element)是构成PDCCH的基本单元,一个CCE占用6个REG,总共包括72个频域子载波,其中有54个数据RE和18个DRMS RE。PDCCH中CCE的个数称为聚合度,聚合度的取值如下表所示


       具体在发送PDCCH时,可根据实际的无线信道环境来决定采用多少聚合度发送控制信息,当无线信道环境比较恶劣时,采用大的聚合度可以获得较为良好的解调性能;在无线信道环境比较好时,采用较小的聚合度。


CORESET

       不同于4G控制信道,CORESET(Control Resource Set)是5G新提出的一个时频域资源集的概念,这是因为在5G,系统的传输带宽比较大,UE的支持能力不尽相同,为了适配不同的带宽,同时降低PDCCH的盲检复杂度,从而通过CORESET约束PDCCH的时频域资源调度。

       CORESET在时域上占用1-3个时域OFDM符号,可位于slot内的任何位置,根据不同的场景,CORESET的时域OFDM符号调度位置也不同,一般高层会将CORESET的时域OFDM符号调度在一个slot的起始位置,但在URLLC(低时延高可靠)场景中,CORESET的时域OFDM符号也会调度在slot的非起始位置,这样UE就可以在本slot内直接进行PDCCH的解调,而非等到下一个slot的起始才进行,从而有效的降低时延。

       CORESET在频域上占用多个资源块,配置的频域资源位置不得超过BWP的频域范围。CORESET的频域资源配置的粒度为6,这样可以适配不同的REG Bundle情况,有效的减少资源碎片。

       CREOSET内从CCE到REG资源映射方式包括交织和非交织模式,针对交织,REG可以通过3GPP 38.211协议规定的交织公式在整个CORESET的范围内进行映射,从而获得频率分集增益,另外在多小区场景中,假设相邻小区之间采用相同的资源映射方式,则会互相造成干扰,而交织映射则会根据交织器在CORESET内进行随机映射,从而实现小区间的干扰随机化;针对非交织,虽然会损失部分频率分集增益,但是基站侧在提前获知下行无线信道的情况下(尤其是TDD模式下,根据信道互易性,通过上行信道估计获取下行无线信道的情况),可以将PDCCH调度在信道质量比较好的时频资源上,从而获取一定的调度增益。



       下面对这两种资源映射方式进行简单介绍

       1、非交织方式

       在非交织方式下,REG Bundle Size固定为6,即6个REG组成一个CCE。在CORESET包含一个OFDM时域符号时,CCE中的REG索引在频域上从0开始由低到高排列,如果CORESET包含多个OFDM时域符号时,CCE中的REG索引按照先时域后频域的顺序依次排列。

       2、交织方式

       在交织方式下,REG Bundle Size的取值L根据CORESET的不同OFDM时域符号数由不同的取值,具体如下:

       1)当时域符号数为1时,L ∈ ( 2 , 6 ) L \in \left ( 2,6\right )L∈(2,6)

       2)当时域符号数为2时,L ∈ ( 2 , 6 ) L \in \left ( 2,6\right )L∈(2,6)

       2)当时域符号数为3时,L ∈ ( 3 , 6 ) L \in \left ( 3,6\right )L∈(3,6)

       此时CCE索引与REG Bundle之间的对应关系由交织器确定,交织器数学表达式如下

       其中R ∈ ( 2 , 3 , 6 ) R \in \left ( 2,3,6\right )R∈(2,3,6),表示矩形交织的行数;n s h i f t n_{shift}n 

shift

 表示交织器的偏移参数,用于实现小区间的干扰随机化;N C O R E S E T R E G N_{CORESET}^{REG}N 

CORESET

REG

 表示CORESET中包含的REG个数;另外协议规定参数C应为整数,这一点需要通过高层参数配置来保证。

       针对上述中的交织配置,根据CORESET配置的不同获取方式,分为两种情况:

       当CORESET配置通过参数集ControlResourceSet IE下发时

       1) N C O R E S E T R E G N_{CORESET}^{REG}N 

CORESET

REG

 由高层参数frequencyDomainResources给定

       2) N s y m b C O R E S E T N_{symb}^{CORESET}N 

symb

CORESET

 由高层参数duration给定,并且仅当dmrs-TypeA-Position=3时,N s y m b C O R E S E T N_{symb}^{CORESET}N 

symb

CORESET

 才等于3

       3)交织与否由高层参数cce-REG-MappingType给定

       4)当非交织时,L LL固定等于6;当交织时,L LL由高层参数reg-BundleSize给定

       5)R RR由高层参数interleaverSize给定

       6)如果配置高层参数shiftIndex ,则n s h f i t ∈ { 0 , 1 , 2 , . . . 274 } n_{shfit} \in \left \{0,1,2,...274\right \}n 

shfit

 ∈{0,1,2,...274};否则,n s h f i t = N I D c e l l n_{shfit} =N_{ID}^{cell}n 

shfit

 =N 

ID

cell

 

       7)当高层参数precoderGranularity=sameAsREG-bundle时,REG Bundle内的发端预编码权值是一样的;当高层参数precoderGranularity=allContiguousRBs时,此时整个CORESET内连续RB资源集中的REG的预编码权值是一样的,并且需要保证CORESET内无RE与SSB或者LTE的CRS有冲突。

       当CORESET0配置通过参数集ControlResourceSetZero IE下发时

       1)CORESET0的时域符号数和频域RB数通过查38.213中的表可得,具体会在后续的SIB1介绍中提到。

       2)固定采用交织模式,并且L=6,R=2,n s h f i t = N I D c e l l n_{shfit} =N_{ID}^{cell}n 

shfit

 =N 

ID

cell

 

       3)当CORESET0由MIB或者SIB1配置时,CP类型为Normal

       4)发端预编码粒度等于REG Bundle的大小


PDCCH DMRS序列生成

       PDCCH第l ll个时域符号的DMRS序列生成表示为


       其中伪随机序列c(i)表示为


       其中Nc=1600,第一个m序列x1为长度31的Gold序列:x1(0)=1, x(1)=0, n=1, 2, …, 30;第二个m序列由下式确定,即先计算出Cinit,然后再求解x2序列


       Cinit的计算如下


       其中,l ll为一个slot中的时域OFDM符号索引;N s y m b s l o t N_{symb}^{slot}N 

symb

slot

 为一个无线帧中的slot个数;若配置高层参数pdcch-DMRS-ScramblingID,则N I D ∈ { 0 , 1 , 2 , . . . 274 } N_{ID} \in \left \{0,1,2,...274\right \}N 

ID

 ∈{0,1,2,...274},否则N I D = N I D c e l l N_{ID} =N_{ID}^{cell}N 

ID

 =N 

ID

cell

 


PDCCH DMRS频域资源映射

       PDCCH的DMRS分为两种:窄带DMRS和宽带DMRS,下面分别对这两种DMRS进行介绍

       1、窄带DMRS

       当高层参数precoderGranularity等于precoderGranularity 时,即配置为窄带DMRS,即只在调度PDCCH的频域资源上发送DMRS序列,此时的预编码粒度为REG Bundle。

       2、宽带DMRS

       当高层参数 precoderGranularity等于allContiguousRBs时,即配置为宽带DMRS,即在整个CORESET的频域资源上均发送DMRS序列,相比于窄带DRMS,宽带DMRS可以提高解调PDCCH的DMRS数量,可利用PDCCH与其相邻RB内的PDCCH DMRS进行时域和频域联合信道估计,从而提高信道估计精度,改善PDCCH解调性能。

       序列r(m)到频域资源的映射由下式确定


       针对参考点k有

       1)当CORESET是由PBCH或者参数集PDCCH-ConfigCommon IE中的controlResourceSetZero配置时,参考点k为CORESET最低RB的子载波0

       2)除1)以外的其它情况,参考点k为CRB0的子载波0


PDCCH加扰

       和LTE一样,PDCCH的扰码也采用Gold序列,加扰序列c(i)生成方式与DMRS序列生成一样,其中Cinit的计算如下


       其中,针对n I D n_{ID}n 

ID

 ,当SearchSpace为USS(UE-specific Search Space),且高层配置 pdcch-DMRS-ScramblingID 参数,则n I D ∈ { 0 , 1 , 2 , . . . 65535 } n_{ID} \in \left \{0,1,2,...65535\right \}n 

ID

 ∈{0,1,2,...65535},且n I D n_{ID}n 

ID

 =pdcch-DMRS-ScramblingID;否则 n I D = N I D c e l l n_{ID}=N_{ID}^{cell}n 

ID

 =N 

ID

cell

 

       针对n R N T I n_{RNTI}n 

RNTI

 ,当高层配置 pdcch-DMRS-ScramblingID 参数,且SearchSpace为USS(UE-specific Search Space)并且PDCCH由C-RNTI加扰时,则n R N T I n_{RNTI}n 

RNTI

 =pdcch-DMRS-ScramblingID,否则n R N T I n_{RNTI}n 

RNTI

 =0


总结

       本文主要针对PDCCH的一些基本概念进行介绍,既包括对协议的整理,也包括个人的一些理解,由于篇幅控制的必要,诸如Search Space、PDCCH盲检、DCI解析等内容将在后续博文中进行介绍。由于水平有限,文中难免会有疏漏或者错误之处,还请各位批评指正,谢谢!


参考

【1】5G空口特性与关键技术

【2】5G 无线系统设计与国际标准

【3】5G NR The Next Generation Wireless Access Technology

【4】3GPP 物理层协议38.211

————————————————

版权声明:本文为CSDN博主「寂小小寞」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。

原文链接:https://blog.csdn.net/u010658002/article/details/105892188


作者:mysy2001 分类:通讯技术 浏览:315 评论:0
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