LTE物理信道-PCFICH

PCFICH1、PCFICH功能介绍每个下行子帧（不是上行子帧，也不是针对slot）被分成2部分：controlregion（控制区域）和dataregion（数据区域）。controlregion主要用于传输L1/L2controlsignaling，包括PCFICH/PHICH/PDCCH；dataregion主要用于传输数据，包括PSS/SSS、PBCH、PDSCH和PMCH。图1：controlregion和dataregionPCFICH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OFDMsymbol的个数。或者说：PCFICH用于指示一个下行子帧中用于传输PDCCH的OFDMsymbol的个数。每个小区在每个下行子帧有且仅有一个PCFICH。2、PCFICH物理层处理2.1信道编码-1/16块编码每一个子帧中到达编码单元的控制格式指示(CFI)表示下行控制信息(DCI)在一个子帧中占用的OFDM符号数目，即CFI＝1，2或者3。当某系统下行物理资源块数目大于10时，CFI＝1，2或者3；当某系统下行物理资源块数不大于10时，则CFI加1，即为2，3或者4。（即CFI=1,2or3；用2bit表示，CFI=4为预留，不使用）。对于TDD而言，子帧1和子帧6的控制区域至多只能有2个OFDMsymbols，这是因为在这些子帧中，PSS要占据第三个OFDMsymbol。图2：用于PDCCH的OFDMsymbol数（见36.211的Table6.7-1）CFI编码流程如图5.3.4-1所示。3110,...,,bbbChannelcodingCFI图5.3.4-1CFI编码控制格式指示按照表5.3.4-1进行信道编码。表5.3.4-1:CFI码字CFICFI码字b0,b1,…,b3110,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,121,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,031,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,14(保留)0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,02bit的CFI经过码率为1/16的信道编码，得到一个32-bit的codeword。2.2加扰-31位加扰码使用小区和子帧特定的扰码对32-bit的codeword进行加扰，以随机化小区间干扰（inter-cellinterference）。（见36.211的6.7.1节）2.3调制-QPSK对加扰后的32scrambledbits进行QPSK调制，得到16个调制符号（modulationsymbol）码块b~(0),...,b~(31)应该按QPSK进行调制，产生复数调制符号块d(0),...,d(15)。表3.7.2-1规定了适用于物理控制格式指示信道的调制映射Table6.7.2-1:PCFICHmodulationschemes.PhysicalchannelModulationschemesPCFICHQPSK2.4层映射和预编码16个调制符号进行层匹配（layermapping）和预编码（precoding）2.5RE映射只有PCFICH正确解码才能知道控制区域的大小，因此PCFICH总是放在每个子帧的第一个OFDMsymbol中发送。PCFICH的16个调制符号被分为4组，每组占一个REG，每个REG包含4个可用于传输的RE。这4个REG平均分布在整个系统带宽中，以获得频率分集增益。每个REG包含的信息用表示，i表示每个REG的索引，其取值范围为0~3。每个REG的起始RE所在的位置通过如下公式计算：其中：且有从上面的公式可以看出：（1）约为1/4下行系统带宽，也就是说，相邻的REG在频域上相隔约1/4下行系统带宽；（2）REG的位置与小区的PhysicalCellID和下行系统带宽相关。在选择小区的PhysicalCellID时，需要注意避免与邻居小区的PCFICH传输发生干扰.2.6PCFICH物理层处理流程图图4：PCFICH处理PCFICH与PBCH在相同的天线端口集合传输。如果使用多个天线端口传输，则只能使用传输分集（transmitdiversity）。PHICHduration的配置限制了控制区域所占的OFDM数的下限，也就是说，限制了控制区域至少需要占用的symbol数。对于下行系统带宽的小区而言，如果配置了extendedPHICHduration，UE会认为控制区域所占的OFDM数等于PHICHduration（即等于3），此时UE可以忽略PCFICH的值；对于下行系统带宽的小区而言，由于CFI指定的可用于控制区域的symbol数可以为4（见36.212的5.3.4节），大于PHICHduration可配置的最大值3，如果此时配置了extendedPHICHduration，UE还是要使用PCFICH指定的配置（即CFI=3，且配置了extendedPHICHduration时，控制区域所占的OFDMsymbol数为4）。即“CFI和extendedPHICHduration相比较，取其大者”（见36.213的9.1.3节）3、载波聚合对PCFICH的影响对于支持CA（载波聚合）的UE而言，每个CC（componentcarrier，载波单元，对应一个小区）都有各自的PCFICH，即不同的CC可能有不同大小的控制区域，也即PDSCH的起始symbol可能不同。因此，原则上UE需要在它被调度的每个CC上接收PCFICH。不同的CC可能有不同的PCI（PhysicalcellID），所以不同CC的PCFICH的位置和扰码也可能不同。与PDCCH一样，PCFICH也是在控制区域传输的，因此，跨承载调度场景中影响PDCCH的inter-cellinterference对于PCFICH也同样存在。为了解决这个问题，Rel-10通过CrossCarrierSchedulingConfig的pdsch-Start-r10字段指定任意跨承载调度的PDSCH的起始OFDMsymbol，而不是通过解码对应CC上的PCFICH获得。该机制并不妨碍eNodeB动态改变每个CC的控制区域的大小（虽然在许多异构网络场景中，为了实现ICIC，通常会配置一个相对静态的控制区域大小）。PCFICH是每个TTI都会下发，并且可以动态变化的。UE在每个TTI都应该重新计算控制区域所占的OFDMsymbol的个数，并将下行系统带宽、CFI的取值、PHICHduration和pdsch-Start-r10综合考虑在内。控制区域所占的OFDMsymbol越少，对应TTI可用于用户数据传输的OFDMsymbol就越多，相应的throughput就会越高，反之亦然。控制区域所占的OFDMsymbol越少，对应TTI可用于PDCCH传输的OFDMsymbol就越少，则该TTI能够服务的UE就越少，即capacity越小。所以CFI的选择需要根据场景的需求，在throughput和capacity之间取得平衡。在配置小区的PCI时，其中一个原则时避免与邻居小区的PCFICH在频域位置上（即REG的位置）发生重叠，这样能够提高PCFICH的解码性能。关于这部分，可以参考[5]，里面介绍得很详细，值得一读。4、小结控制区域所占的OFDM数依赖于如下因素：1）在throughput和capacity之间取得平衡；2）图2中的限制因素；3）PHICHduration的配置；4）载波聚合中pdsch-Start-r10的配置。在配置小区的PCI时，其中一个原则时避免与邻居小区的PCFICH在频域位置上（即REG的位置）发生重叠。