PDCCH信道讲义

PDCCH信道一、PDCCH信道（DCI格式）在LTE网络中，PDCCH（Physicaldownlinkcontrolchannel）承载特定UE的调度、资源分配信息-DCI，如下行资源分配、上行授权、PRACH接入响应、上行功率控制命令、信令消息（如系统消息、寻呼消息等）的公共调度指配。二、PDCCH占用的资源2.1PDCCH时域资源PDCCH占用的时域资源主要是指，PDCCHs信道信息占用的符号数，其占用的OFDM符号由PCFICH信道承载的CFI信息指示，根据CFI信息动态决定一个子帧中PDCCH可以最多占用的OFDM符号个数（PCFICH信道指示的符号个数是指PDCCH,PHICH和PCFICH一起一共占用的符号个数），其配置值可以是(0,1,2,3,4)。详细如下图所示：Table6.7-1:NumberofOFDMsymbolsusedforPDCCH.（211）SubframeNumberofOFDMsymbolsforPDCCHwhen10DLRBNNumberofOFDMsymbolsforPDCCHwhen10DLRBNSubframe1and6forframestructuretype21,22MBSFNsubframesonacarriersupportingPDSCH,configuredwith1or2cell-specificantennaports1,22MBSFNsubframesonacarriersupportingPDSCH,configuredwith4cell-specificantennaports22SubframesonacarriernotsupportingPDSCH00Non-MBSFNsubframes(exceptsubframe6forframestructuretype2)configuredwithpositioningreferencesignals1,2,32,3Allothercases1,2,32,3,4从上表可以看到，对于带宽较大的系统，PDCCH的符号数目为1到3个，对于带宽较小的系统，PDCCH的符号数目为2到4个，这是由于每个符号上子载波数少，因此需要更多的符号来承载PDCCH中的控制信息。CFI承载的信息非常重要，实际上划分了每个子帧中控制信令区域和数据区域的边界。一个OFDM符号或者用做PDCCH，或者用做数据信道，LTE中不持混合的OFDM符号。2.2PDCCH频域资源CFINumberofOFDMsymbolsforPDCCHwhenNumberofOFDMsymbolsforPDCCHwhen1122233344ReservedReserved10DLRBN10DLRBN为了有效地配置下行控制信道的时频资源，定义了两个专用的控制信道资源单位：REG和CCE。LTE定义了两个专用的控制信道资源单位：REG组(REGroup，REG)控制信道单元(ControlChannelElement，CCE)。1个REG由位于同一OFDM符号上的4个或6个相邻的RE组成，但其中可用的RE数目只有4个，6个RE组成的REG中包含了两个参考信号，而参考信号RS所占用的RE是不能被控制信道的REG使用的。协议中（36.211）还特别规定，对于只有一个小区专用参考信号的情况，从REG中RE映射的角度，要假定存在两个天线端口，所以存在一个REG中包含4个或6个RE两种情况。一个CCE由9个REG构成。定义REG这样的资源单位，主要是为了有效地支持PCFICH、PHICH等数据率很小的控制信道的资源分配，也就是说，PCFICH，PHICH的资源分配是以REG为单位的；而定义相对较大的CCE，是为了用于数据量相对较大的PDCCH的资源分配。根据一个PDCCH使用的资源数量，PDCCH可由1，2，4，8个CCE构成，分别对应PDCCH格式0，1，2，3（如图6.8.1-1）。在一个子帧中可以同时复用多个PDCCH信道。一个PDCCH的CCE起始位置必须满足0modni，其中i是CCE的编号，n是构成该PDCCH使用的CCE的个数。三、PDCCH盲检测过程UE一般不知道当前PDCCH占用的CCE的数目大小，传送的是什么DCIformat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RandomAccess后期待的是RACHResponse；在有上行数据等待发送的时候期待ULGrant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DCIformat，调制方式，从而解出DCI内容。这就是所谓的盲检过程。那么UE是不是从第一个CCE开始，一个接一个的盲检过去呢？这也未免太没效率了。所以协议首先划分了CCE公共搜索空间（CommonSearchSpace）和UE特定搜索空间（UE-SpecificSearchSpace），对于不同的信息在不同的空间里搜索。另外对于某些format的信息，一个CCE是不够承载的，可能需要多个CCE，因此协议规定了所谓的CCEAggregationLevel取值为1，2，4，8。例如对于位于公共空间里的信息AggregationLevel只有4，8两种取值，那么UE搜索的时候就先按4CCE为粒度搜索一遍，再按8CCE为粒度搜索一遍就可以了.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PDCCH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，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（CommonSearchSpace）和UE特定搜索空间（UE-SpecificSearchSpace）。如下图所示：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)=UEID,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CCE0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。盲检次数不是22而是44，是因为对于每种transmissionmode,都有需要检测两种不同size的DCIformat，比如对于transmissionmode1,UE需要检测DCI0/1A，和DCI1。0/1A是相同的size，而DCI1与DCI0/1A的size是不一样的，所以UE这两种Size都要检测一次，才能确定到底收到的是DCI0/1A，还是DCI1。而DCI0/1A可以通过一个flag来区别。所以因为是两种size，22就需要乘2。