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；nshiftn_{shift}nshift表示交织器的偏移参数，用于实现小区间的干扰随机化；NCORESETREGN_{CORESET}^{REG}NCORESETREG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) NCORESETREGN_{CORESET}^{REG}NCORESETREG由高层参数frequencyDomainResources给定
       2) NsymbCORESETN_{symb}^{CORESET}NsymbCORESET由高层参数duration给定，并且仅当dmrs-TypeA-Position=3时，NsymbCORESETN_{symb}^{CORESET}NsymbCORESET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，LLL固定等于6；当交织时，LLL由高层参数reg-BundleSize给定
       5）RRR由高层参数interleaverSize给定
       6）如果配置高层参数shiftIndex ，则nshfit∈{0,1,2,...274}n_{shfit} \in \left \{0,1,2,...274\right \}nshfit∈{0,1,2,...274}；否则，nshfit=NIDcelln_{shfit} =N_{ID}^{cell}nshfit=NIDcell
       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，nshfit=NIDcelln_{shfit} =N_{ID}^{cell}nshfit=NIDcell
       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lll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，lll为一个slot中的时域OFDM符号索引；NsymbslotN_{symb}^{slot}Nsymbslot为一个无线帧中的slot个数；若配置高层参数pdcch-DMRS-ScramblingID，则NID∈{0,1,2,...274}N_{ID} \in \left \{0,1,2,...274\right \}NID∈{0,1,2,...274}，否则NID=NIDcellN_{ID} =N_{ID}^{cell}NID=NIDcell

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nIDn_{ID}nID，当SearchSpace为USS(UE-specific Search Space)，且高层配置 pdcch-DMRS-ScramblingID 参数，则nID∈{0,1,2,...65535}n_{ID} \in \left \{0,1,2,...65535\right \}nID∈{0,1,2,...65535}，且nIDn_{ID}nID=pdcch-DMRS-ScramblingID；否则 nID=NIDcelln_{ID}=N_{ID}^{cell}nID=NIDcell
针对nRNTIn_{RNTI}nRNTI，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nRNTIn_{RNTI}nRNTI=pdcch-DMRS-ScramblingID，否则nRNTIn_{RNTI}nRNTI=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

5G NR PDCCH概述相关推荐

5G NR PDCCH DCI
PDCCH DCI概述在前文PDCCH概述曾提到,PDCCH主要是负责下行链路各种控制信息(DCI, Downlink Control Information)的传输,根据控制信息内容的不同,在R1 ...
5G NR PDCCH
本篇主要参考38211和38213协议 CORESET中的资源会进一步以REG为单位,一个REG就是时域一个OFDM符号,频域一个RB,若干个REG会组成REG bundle,REG bundle又会 ...
5G/NR PDCCH总结
1. CCE PDCCH主要用于传输下行控制信息和UL Grant,以便UE正确接收PDSCH及为PUSCH分配上行资源,其分配单位为CCE(1 CCE = 6 REG = 72 RE,1 REG = ...
(一) 5G NR协议 - PDCCH
1.基本概念 1.1.基础知识 RE(Resource Element):时域上一个slot,频域上一个载波; RB(Resource Block):在协议38.211中,定义RB为频域上连续的12个 ...
[深入研究4G/5G/6G专题-8]: 测试-测试终端-高端无线CPE/Router的高通SDX55 5G NR芯片方案
作者主页(文火冰糖的硅基工坊):文火冰糖(王文兵)的博客_文火冰糖的硅基工坊_CSDN博客本文网址:https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/detai ...
5G NR标准第4章　LTE概述
5G NR标准第4章 LTE概述 LTE的工作始于2004年底,其总体目标是提供一种仅关注分组交换数据的新型无线接入技术. LTE规范的第一个版本,即第8版,已于2008年完成,商业网络的运营于20 ...
5G/NR 下行物理信道之PDCCH概要
5G/NR下行物理信道之PDCCH概要 NR PDCCH的主要Feature 1.分工简洁而明确:NR的控制信道只PDCCH一个.而LTE的控制信道包括:PDCCH.PHICH.PCFICH三个,各自 ...
5G(6 )---5G NR 物理层索引
5G NR 物理层索引 5G NR物理层协议下载地址:http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/38_series/ 概述 3GPP TS 38.201V15.0. ...
5G NR标准第5章　NR概览
5G NR标准第5章 NR概览图5.1概述了3GPP中NR开发的时间表. 基于3GPP版本14的研究项目,NR的技术工作于2016年春季启动,该项目基于2015年秋季的启动研讨会.在研究项目阶段, ...

5G NR PDCCH概述