一、PDCCH格式
PDCCH (Physical Downlink Control Channel)是用來為下行鏈路發送信息的(DCI, Downlink Control Information) ,其傳輸的信息包括公共控制信息(系統信息,paging信息等)和用戶專屬信息(下行資源分配指示,UL grants, PRACH responses,上行功率控制參數等)。LTE系統下行DCI的信息如下圖所示:
PDCCH在時域上占用每個子幀的1/2/3個OFDM符號(系統帶寬為1.4MHz時,可能占用4個OFDM符號),符號個數有PCFICH指示。為了了解PDCCH的資源分配方式,我們首先介紹下LTE系統下行控制信道的資源粒度。
PDCCH的資源粒度是CCE,一個CCE由9個REG(Resource Element Group組成),一個REG是由連續的4個RE組成,如果在一個REG的中間存在RS(reference signal),那么一個REG是表示除了RS之外的連續4個RE(如下圖)。
系統對於每一個DCI(Downlink Control Information) 根據信道質量可能分配給1/2/4/8個邏輯上連續的CCE進行傳輸。以下圖為例,用戶1的CCE個數為1,用戶2的CCE個數為2,用戶3的CCE個數為4.可以看到每個用戶CCE的起始位置mod占用CCE的個數n均為0,這樣分配的好處是節省忙檢測的復雜度。以用戶4的PDCCH為例,其第一個CCE由9個REG組成,每個CCE的信息通過交織離散的分布在PDCCH所占用的時域(三個OFDM符號)和頻域(整個帶寬)上,以減少小區間干擾和獲得時域上的分集。另外,可以看到LTE規定PDCCH的起始CCE必須是所占用CCE個數的整數倍。
二、PDCCH檢測
因為PDCCH是基站發送的指令,UE在此之前除了一些系統信息外沒有接收過其他信息,因此UE不知道其占用的CCD數目大小,位置,以及傳送的DCI format。因此,PDCCH的檢測屬於盲檢測。
首先看一下UE如何知道傳送的是哪種DCI format:對於DCI format,UE會根據自己當前的狀態期望獲得某一種DCI,比如其在Idle狀態時期待的信息時paging SI; 有上行數據准備發送時期待的是UE Grant, 發起Random Access后期待的是RACH Response。對於不同信息UE使用相應的RNTI去和CCE信息做CRC校驗,如果CRC校驗成功,那么UE就知道的這個信息時自己所需要的,進一步根據調制編碼方式解出DCI的內容。
UE只知道自己是什么DCI信息還不夠,還得知道去哪里找這些信息。上一節說到在下行控制資源中(一般是1/2/3個OFDM符號),出去PHICH,PCFICH,以及CRS之后,將剩余的資源分配給PDCCH CCE,如果UE將所有的CCE遍歷一邊,那么對於UE來說計算量將會很大。因此,LTE系統將可用的CCE分成兩種搜索空間,分別是公共搜索空間和UE特定搜索空間。另外,對於CCE數目為N的PDCCH,LTE規定了其起始位置必須是N的整數倍。下圖給出了公共DCI和UE特定DCI及不同CCE個數對應的搜索空間。

總所周知數據信道采用PRB作為分配的基本單位,但控制信道信道占用的區域僅為最多3個OFDM符號,顯然不能使用PRB概念;另外,頻域上12個子載波的寬度也是針對數據載荷設計的,不適用於信令的傳輸。因此提出了CCE與REG的概念。 CCE與REG概念:
控制信道帶寬區域內可以同時包含多個PDCCH,同時也存在PCFICH、PHICH信道,為了更有效地配置各種控制信道的時頻資源,需定義適合控制信道的資源單位即控制信道元素(Control Channel Elements,CCE)。
協議里規定一個CCE由9個REG組成,一個REG(RE Group)有效RE由4個頻域上連續的非RS的RE組成,即一個CCE由36個RE組成。
1. 對於每個PDCCH,其CCE是否占滿PDCCH的所有符號?即PDCCH之間如何復用?
由於PDCCH區域的時域長度已經較小(最多3個OFDM符號),因此每個PDCCH應占滿這個子幀內PDCCH區域的所有符號,以獲得盡可能長的時域長度,即一個子幀內的各個PDCCH之間是FDM復用的。這樣做的優點是可以最大化功率控制的效果,即當信道條件足夠好的情況,某ue只需要1個CCE就足夠,這樣有效地在多個PDCCH之間進行功率平衡,即Node B可以將信道質量較好UE的PDCCH發射功率節省下來以分配給鏈路質量較差的UE。
2. 控制信道的頻域結構,即每個PDCCH的帶寬等於系統帶寬還是僅占部分系統帶寬?
為了取得較大的頻率分集增益,協議規定
pdcch應該占用整個
系統帶寬,即PDCCH在整個帶寬內分布式映射。 Pdcch的盲檢測:
1. 終端對PDCCH的檢測為什么是“盲檢測”?
為了確定pdcch所占用的資源,首先要確定phich占用的資源,而一個子幀中phich所占用的資源與子幀配比有關系,上下行子幀配比的信息是在SIB1廣播信息中傳輸,而我們都知道SIB1是由PDSCH承載的,而PDSCH是由PDCCH調度的,也就是說這時候需要獲得pdcch信息才能解調SIB1獲得子幀配比相關信息,這樣一來就形成了一個“雞與蛋”的問題。為了解決這個問題就需要對PDCCH進行盲檢測。
2. 搜索空間與聚合等級的概念?
作為終端盲檢測的搜索范圍,協議規定了搜索空間的概念,搜索空間包括公用空間(common space)和UE專用空間(UE-Specific space)。一共定義了兩個公用空間,又定義了聚合等級(Aggregation Level)的概念,總共有4種聚合等級,分別是1,2,4,8個CCE。
一個搜索空間對某一CCE聚合級別(1/2/4/8)定義的,一個UE可以有多個搜索空間:
① UE 在搜索空間內對各種可能的PDCCH進行盲解碼 ② 搜索空間中的所有CCEs是連續分布的
LTE采用共享機制,因此UE需監聽一組PDCCH控制信道,可稱為“控制信道候
選集”(candidate control channel set),該集合由高層信令配置給UE,集合的大小決定了UE需進行盲解碼的次數,由於候選集可以是多種CCE格式的組合(樹形結構),因此候選集的大小要大於CCE的大小。
公共搜索空間:
– 小區中的所有UE進行監測,子幀中的位置固定在前16個CCE,可以與UE
專用搜索空間重疊
– 聚合等級與大小(注:兩種情況下起始位置都是0)
4-CCE,共4個候選集(0~3, 4~7, 8~11, 12~15) 8-CCE,共2個候選集(0~7, 8~15)
– 支持的DCI格式為0、1A、1C、3、3A
共2種payload大小,6個候選集,即6*2,總盲檢次數為12次
UE-specific搜索空間
– 集合級別1, 2, 4, 8 CCE,各級別候選集數目為
6 個1-CCE 候選集,共6 CCE 6 個2-CCE 候選集,共12 CCE 2 個4-CCE 候選集,共8 CCE 2 個8-CCE 候選集,共16 CCE
– 支持的DCI 根據半靜態配置的傳輸模式確定
0/1A, 1 0/1A, 1B 0/1A, 1D 0/1A, 2 0/1A, 2A
每種配置模式下最多有兩種payload大小,盲檢次數共為32次 要說明的一點是UE專用搜索空間的cce起點位置是有hash函數給
出的,與子幀編號和C-RNTI有關
綜上,所以說如果公用空間和專用空間都盲檢的話,最大盲檢次數是12+32=44次
終端盲檢就是UE找到cce的起始位置,在cce起始位置,截取猜測的DCI長度,進行譯碼,如果譯碼后的信息比特的CRC和PDCCH中攜帶的CRC相同,則認為當前的PDCH承載的信息比特就是當前傳輸的下行控制信息。各種RNTI隱含在CRC中。 Msg2使用ra-rnti加擾,使用dci-1a格式。