能量时域空间物理_5G新在哪儿(11)-下行公共物理控制信道
本系列文章為人民郵電報“5G新在哪兒”專欄文章
在4/5G移動通信系統中,物理層公共控制信道是全新的系統框架設計理念,主要肩負了物理層控制消息的交互傳輸,同時物理層公共控制信道也是基站與終端高效交互控制信息的重要手段。5G NR的公共物理控制信道分為兩大類,一類是上行公共物理控制信道,這里和LTE系統中一樣,只有PUCCH(Physical Uplink Control Channel)信道,上行還包含了物理隨機接入信道PRACH(Physical Random Access Channel),但這不屬于基站與終端交互物理層控制信息的信道范疇;另外一類是下行公共物理控制信道,與LTE相比得以大大簡化,只保留了PDCCH(Physical Downlink Control Channel)信道。
相比4G中下行公共控制信道固定占用每個子幀中小區載頻全帶寬的前1~4個OFDM符號,5G NR中的PDCCH在時頻域的資源配置引入了一個Control-resource set(CORESET)的概念,這意味著PDCCH在頻域和時域所占用資源可以分別靈活進行配置。
5G NR由于系統帶寬配置較大,可能會出現CORESET配置占用的資源空間較多,如果按照LTE傳統的盲檢遍歷的方式會導致解碼效率降低,為了優化提升PDCCH的解碼效率,在CORESET資源空間解碼PDCCH信道過程中還引入了一個叫作“搜索空間集合”的概念,搜索資源空間是PDCCH候選的集合,根據承載內容不同PDCCH搜索空間集合從邏輯上劃分可分為CSS集合和USS集合,其中CSS集合又包括如下集合類型:
1、 Type0-PDCCH CSS集合承載SIB1,通過SI-RNTI實現CRC加擾;
2、 Type0A-PDCCH CSS 集合承載非SIB1的其他系統消息,通過SI-RNTI實現CRC加擾;
3、 Type1-PDCCH CSS集合承載隨機接入響應消息,通過RA-RNTI或TC-RNTI實現CRC加擾;
4、 Type2-PDCCH CSS集合承載尋呼消息,通過P-RNTI實現CRC加擾;
5、 Type3-PDCCH CSS集合承載承載其他例如功率控制、時隙類型指示消息;
USS集合承載終端專屬業務信道內容,可以通過C-RNTI、 MCS-C-RNTI、SP-CSI-RNTI或者 CS-RNTI實現CRC加擾。
PDCCH信道資源空間(CORESET)中的基本構成單元仍然是具備不同聚合等級的CCEs(control-channel elements),一個CCE包含了6個REGs(resource-element groups),一個REG占用一個OFDM符號中的一個RB資源寬度,并且依照先時域映射,后頻域映射的原則占用整個CORESET資源。CORESET規定了PDCCH信道所占用的物理資源空間,而前述提及搜索空間集合是PDCCH信道的邏輯集合,二者具有相關性。CORESET可以分為兩種類型,一類可被定義為小區級公共CORESET,以CORESET 0#進行標識,CORESET 0#主要用來承載解碼SIB1所需的Type0-PDCCH CSS集合,由MIB中的pdcch-ConfigSIB1進行資源配置;另一大類可被定義為與UE相關CORESET(這些CORESET既可以以系統消息的方式進行配置也可以通過UE專屬信令實現配置),以CORESET 1~11#進行標識,這些與UE相關的CORESET與配置BWP緊密關聯,包含小區級公共CORESET,每個UE最多能配置3個CORESET。網絡側可以為每個終端配置多個專屬CORESET,每個CORESET都采取CCE與REG的映射方案,CCE與REG的映射可以采取無交織(non-interleaved)的方式,也可以采取交織(interleaved)的方式,這兩種映射方式的選擇、CORESET時頻域資源配置以及與交織算法計算相關的配置參數都可以通過高層信令進行專屬配置,除此之外,通過高層參數配置,終端還可以假定CORESET的預編碼顆粒度屬于REG bundle級別還是全REGs級別 。對于CORESET 0#,終端可以假定網絡采取配置為交織映射方式,當CORESET 0#由MIB或SIB1配置時,終端可以假定OFDM調制采取普通循環前綴,同時終端可以假定預編碼顆粒度采用REG bundle級別。PDCCH傳輸端口為單端口2000,采取QPSK調制方式。
終端在小區選擇過程中首先需要通過搜網鎖頻SSB解碼MIB,并根據MIB配置確定該SSB是否配置相關SIB1,成功解碼SIB1是終端小區選擇的一個關鍵步驟。5G NR獨立組網模式下終端通過SI-RNTI檢測CORESET 0#資源空間中的Type0-PDCCH CSS集合從而進一步解碼對應PDSCH資源獲取SIB1內容,因此檢測是否配置了公共CORESET 0#中的Type0-PDCCH CSS集合則是成功解碼SIB1的前提。解碼SIB1之后,實現小區駐留,則可以獲取初始BWP的配置信息,與終端相關的CORESET配置則與BWP(初始/專屬)實現耦合。
如果終端解碼MIB消息中ssb-SubcarrierOffset參數字段并結合PBCH額外載荷比特確定包含Type0-PDCCH CSS集合的CORESET0#存在,終端需要通過根據MIB消息中pdcch-ConfigSIB1參數字段中高位4比特(表征0~15)確定一系列連續頻域RB以及一系列時域連續OFDM符號作為解碼Type0-PDCCH CSS集合資源空間,同時需要根據低位4比特(表征0-14)映射確定PDCCH偵聽具體位置(無線幀-時隙-起始符號索引)。如果中解碼第一個SSB發現SIB1不存在(FR1:24
;FR2:12 ),那么終端可以通過聯合解碼 與pdcch-ConfigSIB1共同確定下一個可能配置了CORESET 0#的SSB的頻域位置(GSCN),如果第二個SSB仍然沒有配置相關的CORESET 0#,那么在接下來的小區選擇過程終端可以忽略網絡側提供的SSB的GSCN相關信息。如果終端解碼SSB沒有配置相關的CORESET 0#,同時獲取
配置為特定值(FR1: =31;FR2: =15),終端可以進一步壓縮篩選第二個SSB的GSCN搜頻范圍,甚至可以自主全頻搜索下一個可能配置CORESET 0#的SSB。如果SSB和Type0-PDCCH CSS集合在資源配置中出現重疊(例如:二者至少存在一個RE的資源重疊),終端可以靈活根據是否已經檢測Type0-PDCCH CSS集合執行后續偵聽流程,如果還沒有檢測,可放棄Type0-PDCCH CSS set候選位置的偵聽,如果已經偵聽Type0-PDCCH CSS集合,則可忽略重疊資源配置的SSB檢測,另外如果與LTE系統同頻共存時,該PDCCH候選位置的RE與LTE系統中CRS存在重疊,那么終端此時則放棄該PDCCH候選位置的偵聽。
總結
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