盛夏的果实 发表于 2021-7-26 23:54:09

[4G&5G专题-70]:物理层 - 4G LTE 下行物理控制格式指示信道PCF...

第1章 概述
1.1 下行物理控制格式指示信道PCFICH概述
下行物理控制格式指示信道(Physical Control Format Indicator Channel,PCFICH):该信道用于指示一个子帧中用于传输PDCCH的OFDM符号数,该信道属于下行物理信道。
PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)用于通知UE 对应下行子帧的控制区域的大小,即控制区域所占的OFDM 符号(OFDM symbol)的个数。或者说,PCFICH 用于指示一个下行子帧中用于传输PDCCH 的OFDM 符号的个数。
PCFICH是不是一个独立的信道,而是一个伴随信道,是伴随物理下行控制信道PDCCH信道而存在的一个信道。
1.2 物理下行控制信道PDCCH
PDCCH(Physical Downlink Control Channel)指的是物理下行控制信道。PDCCH承载调度以及其他控制信息,具体包含传输格式、资源分配、上行调度许可、功率控制以及上行重传信息等。
PDCCH信道是一组物理资源粒子RE的集合,其承载上下行控制信息,根据其作用域不同,PDCCH承载信息区分公共控制信息(公共搜索空间)和专用控制信息(专用搜寻空间),
PDCCH信道主要承载着:

[*]PUSCH和PDSCH信道控制信息(DCI)
[*]不同终端的PDCCH信息通过其对应的RNTI信息区分
PDCCH非常非常重要,是用来基站对手机进行远程、集中、统一调度之用。调度信息通过DCI传递!!!
所谓调度,就是基站指示每个终端,终端所在的上行、下行的用户信道的时频资源、功率控制等信息。
1.3 PDCCH和PCFICH在启动流程中的位置



1.4 信道映射


第2章 PDCCH的时频资源
2.1 PDCCH的时频资源


[*]频域:PDCCH占用整个带宽的所有子载波, 如20M占用1200个子载波。
[*]时域:占用每个1ms子帧的第1-N个连续的符号,N的值不固定,取决于PCFICH信道指示。
[*]调制:QPSK调制。
2.2 PDCCH传输的内容的承载单元CCE
PDCCH信道承载所有用户的调度信息DCI,每个用户的DCI信息被封装在CCE中,每个CCE由连续的36个RE构成。该用户的调度信息DCI就封装在CCE中。
PDCCH信道可以承载多个CCE足,即携带多个用户调度信息。

2.3 DCI
DCI:Downlink Control Information
由于系统部署和运行过程中的多样性,控制信息的内容也是非常多样的。为了简化起见,LTE中将DCI分成如下几种类型:




2.4 PDCCH的盲检测
UE一般不知道当前PDCCH信道中占用的CCE的数目大小,传送的是什么DCI format的信息,也不知道自己需要的信息在哪个位置。
但是UE知道自己当前在期待什么信息,例如在Idle态UE期待的信息是paging, SI;发起Random Access后期待的是RACH Response;在有上行数据等待发送的时候期待UL Grant等。
对于不同的期望信息UE用相应的X-RNTI去和CCE信息做CRC校验,如果CRC校验成功,那么UE就知道这个信息是自己需要的,也可以进一步知道相应的DCI format,调制方式,从而解出DCI内容。这就是所谓的盲检过程。
2.5 用户标识X-RNTI
RNTI,Radio Network Temporary Identifier,无线网络临时标识。
DCI使用用户的RNTI对CCE DCI进行加扰。
下行数据不同channnel 用到的x-RNTI,可以参考下图:

2.6 搜索空间
如果UE按照CCE的顺序依次搜索过去,那么UE侧的计算量是相当可观的,尤其是对于带宽比较大,CCE数目比较多的系统。
为此协议中定义了搜索空间的概念,对系统中不同格式的DCI可能的摆放位置进行了一些限制,降低了UE进行盲检的复杂度。
每个不同格式的PDCCH (DCI),对应不同的搜索空间。
前面我们已经提到过,对于CCE数目为N的PDCCH,其起始位置的CCE号必须是N的整数倍。而且对于不同大小的PDCCH,其搜索空间的大小(定义为搜索需要覆盖的CCE数目,也就是可能的搜索位置数目与PDCCH格式对应的CCE数目之积)并不相同。
更进一步,LTE中还划分了公共搜索空间(Common Search Space)和UE特定搜索空间(UE-Specific Search Space)。如下图所示:
如下图所示:
类型PDCCH类型搜索空间大小 可能的PDCCH数目
UE-specific166
2126
482
8162
Common4164
8162

下图为PDCCH搜索空间示意图:

其中每个方框代表一个CCE,并按照逻辑上排列好顺序了。
搜索的起点Z计算公式如下:

其中,A=39827,D=65537, Y(-1)=UE ID, α=UE 聚合等级,NCCE=可用的CCEs总数目,K = TTI索引。

所谓公共搜索区间是指所有UE都需要监听的区间,通常用来发送寻呼,RAR,系统消息,以及部分UE公用的上行功率控制消息等。
公共搜索区间占据从0开始到最大数目为16的CCE,公共搜索区间内的PDCCH只有4CCE和8CCE两种类型的大小,UE需要在公共搜索区间内,从0开始,按CCE粒度为8进行搜索2次,按CCE粒度为4搜索4次,至多需要进行6次PDCCH的搜索。
LTE系统中,可用于PDCCH的CCE数目取决于系统带宽,PHICH配置,天线端口数,PCFICH配置等。
上述因素确定后,PDCCH的CCE数目就可以确定,公共搜索区间就可以随之确定,从0开始占据至多16个CCE。公共搜索区间不随子帧的变化而变化。
UE特定的搜索区间则不同,UE特定的搜索空间的起始点取决于UE的ID(C-RNTI),子帧号,以及PDCCH的类型,因而,随着子帧的不同,UE特定的搜索空间也有所不同。而且UE特定的搜索空间和公共的搜索空间有可能是重叠的。对于大小为N的PDCCH,在某一子帧内,对应某UE的特定搜索区间的起点就可以确定(起点可能落入公共搜索区间的范围内),UE从起始位置开始,依次进行对应大小PDCCH的盲检(也就是满足大小为N的PDCCH,其起始点的CCE号必须为N的整数倍),至多进行的盲检数目如上图所示,此时如果到了CCE的末端,UE特定的搜索空间有可能从CCE 0 开始,继续进行。从上图还可以看到,在UE特定的搜索区间内,UE需要进行的搜索次数至多为16。
对于公共搜索区间和UE特定搜索区间重叠的情形,如果UE已经在公共搜索区间成功检测,那么UE可以跳过重叠部分对应的特定搜索区间。
UE在PDCCH搜索空间进行盲检时,只需对可能出现的DCI进行尝试解码,并不需要对所有的DCI格式进行匹配。UE进行PDCCH盲检的总次数不超过44次。

第3章 PCFICH的时频资源
3.1 PCFICH的时频资源


REG: RE group,即4个连续的RE.

[*]频域:占用4个均匀分布的REG, 每个REG占用4个连续的RE子载波, 一共16个RE。 4个REG均匀分布在整个小区带宽子载波中。
[*]时域:占用每个1ms子帧的第1个符号,因此实际上PCFICH信道是内嵌在每个1ms子帧的PDCCH信道中。
[*]调制:QPSK相位调制,每个RE符号代表2bits
3.2 PCFICH信道传递的数据内容
PDCCH占用的时域符号数:1-3个,因此只需要2个bit即可。
一个RE符号,采用QPSK调制,正好携带2bit,2个bits的信息,为什么需要16个RE符号呢?
这是因为PCFICH采用了1:16的高冗余的信道编码,因此需要16个RE符号!


文档来源:51CTO技术博客https://blog.51cto.com/u_11299290/3185300
页: [1]
查看完整版本: [4G&5G专题-70]:物理层 - 4G LTE 下行物理控制格式指示信道PCF...