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LTE学习之路(11)——PDCCH

1、PDCCH之CCE

  •  PDCCH中承载的是DCI(Downlink Control Information),包含一个或多个UE上的资源分配和其他的控制信息。
  •  在LTE中上下行的资源调度信息(MCS,Resource allocation等的信息)都是由PDCCH来承载的。
  •  一般来说,在一个子帧内,可以有多个PDCCH。
  •  UE需要首先解调PDCCH中的DCI,然后才能够在相应的资源位置上解调属于UE自己的PDSCH(包括广播消息,寻呼,UE的数据等)。
  •  每个PDCCH使用一个或多个CCE(Control Channel Elements,控制信道元素)进行传输,其中每个CCE对应9个REG(1个REG=4个RE);4个QPSK符号映射到一个REG中(1个QPSK符号=2bit)。

LTE中支持4中不同类型的PDCCH

PDCCH格式

CCE个数

REG个数

PDCCH比特数

0

1

9

72

1

2

18

144

2

4

36

288

3

8

72

576

说明:

  •  1个REG由位于同一OFDM符号上的4个或6个相邻的RE组成,但只有其中的4个RE可用,另外两个被两个参考信号RS所占用(被RS占用的RE不能被REG使用);
  •  1个CCE由9个REG构成,之所以定义REG资源单位,目的是为了有效支持PCFICH、PHICH等数据率很小的控制信道的资源分配,即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。
  •  LTE中CCE的编号和分配是连续的,假设系统分配了PCFICH和PHICH后,剩余的REG数量为NREG,则PDCCH可用的CCE数目为NCCE=NREG/9(向下取整),并且CCE的编号从0开始到NCCE-1。
  •  PDCCH所占用的CCE数目取决于UE所处的下行信道环境,对于下行信道环境好的UE,eNodeB可能只需分配一个CCE,对于下行信道环境较差的UE,eNodeB可能需要为之分配多达8个的CCE。
  •  为了简化UE在解码PDCCH时的复杂度,LTE中还规定CCE数目为N的PDCCH,其起始位置的CCE号,必须是N的整数倍。

2、PDCCH之DCI

LTE中支持的DCI格式

DCI格式

目的

所适用的PDSCH传输模式

0

PUSCH确认

全部

1

单码字PDSCH分配

1,2,7

1A

使用压缩格式的PDSCH分配

全部

1B

秩为1传输模式的PDSCH分配

6

1C

使用非常紧凑格式的PDSCH分配

不适用

1D

多用户MIMO PDSCH分配

5

2

闭环MIMO操作的PDSCH分配

4

2A

开环MIMO操作的PDSCH分配

3

2B

双层波束成形的PDSCH分配

8

2C

最多8层空间复用的PDSCH分配

9

3

用2bit功率调整PUCCH和PUSCH多用户发射功率控制命令(TPC)

不适用

3A

用1bit功率调整PUCCH和PUSCH多用户发射功率控制命令(TPC)

不适用

4

最多4层空间复用的PUSCH确认

全部(若为PUSCH传输模式2所配置的话)

格式0】—用于确认PUSCH传输的资源

DCI 格式0传输的信息有:

  •     区别格式0和格式1A的标记;
  •     戏院分配和跳频标记;
  •     调制和编码方案;
  •     HARQ信息和冗余版本;
  •     新数据指示(NDI);
  •     HARQ信息和冗余版本(RV);
  •     调度PUSCH的功率控制指令;
  •     上行解调参考信号的循环移位;
  •     非周期CQI上报传输的请求;

格式1】—用于单码字PDSCH传输的资源分配传输

DCI 格式1传输的信息有:

  •     资源分配类型;
  •     资源块分配;
  •     调制和编码方案;
  •     HARQ信息及RV;
  •     物理上行链路控制信道(PUSCH)的功率控制命令;

格式1A】—用于对任何PDSCH传输模式都适用的单码字PDSCH传输进行资源分配时的紧凑型命令,也用于分配专门前导签名序列给UE以触发非竞争随机接入。

DCI格式1A传输的信息有:

  •     区别格式0和格式1A的标记;
  •     用以指示PDSCH传输为分布式映射模式的标志位;
  •     资源块分配;
  •     调制和编码方案;
  •     HARQ信息及RV;
  •     PUCCH的功率控制命令;

格式1B】—用于秩为1的闭环预编码PDSCH传输资源分配的紧凑型信令(TM6)。

DCI格式1B传输的信息与格式1A相同,只是附加了PDSCH传输预编码矢量指示。

格式1C】—用于PDSCH分配的紧凑型传输,当使用DCI格式1C时,PDSCH采用QPSK调制

DCI格式1C传输的信息有:

  •     资源块分配;
  •     编码方案;

格式1D】—用于多用户MIMO PDSCH传输(TM5)时资源分配的紧凑型命令。DCI格式1D传输的信息与格式1B相同,但不同于预编码向量指示的其中一个比特,这里是用一个比特来指示功率偏移是否应用于数据符号中。

格式2】—用于闭环MIMO操作(TM4)的PDSCH资源分配的传输

DCI格式2传输的信息有:

  •     资源分配类型;
  •     资源块分配;
  •     PUCCH的功率控制命令;
  •     每个码字的HARQ信息及RV;
  •     每个码字的调制和编码方案;
  •     指示从传输块到码字的映射是否预留的标志;
  •     空域层数;
  •     预编码信息以及PDSCH上传输一个还是两个码字的指示;

格式2A】—用于开环MIMO操作(TM3)的PDSCH资源分配的传输。

DCI格式2A传输的信息与格式2相同,但还有例外,即如果eNodeB有两个发射天线端口,就没有预编码信息,且对4个天线端口使用两个比特来指示传输秩。

格式2B】—用于双层波束成形(TM8)PDSCH资源分配的传输。

DCI格式2B传输的信息与格式2A类似,例外的情况是没有预编码信息,且格式2A中的指示传输块到码字映射的预留比特在格式2B中被应用于相应的PDSCH传输的UE专用参考信号的扰码指示所取代。

格式2C】—用于最多8层的闭环单用户或多用户MIMO(TM9)的PDSCH资源分配的传输。DCI格式2C传输的信息预格式2B类似。

格式3和3A】—用于PUCCH和PUSCH的分别为2个或1个比特功率调整的功率控制命令传输。

格式4】—用于PUSCH资源确认的传输,信息的传输与格式0类似,增加了对第2个传输块的MCS和NDI信息,以及预编码信息。

 

附加说明:  

  每个PDCCH中,包含16bit的CRC校验,UE用来验证接收到的PDCCH是否正确,并且CRC使用和UE相关的Identity进行扰码,使得UE能够确定哪些PDCCH是自己需要接收的,哪些是发送给其他UE的。可以同来进行扰码的UE Identity包括有:C-RNTI, SPS-RNTI,以及公用的SI-RNTI, P-RNTI和RA-RNTI等。

  每个PDCCH,经过CRC校验后,进行TBCC信道编码和速率匹配。eNodeB可以根据UE上报上来的CQI进行速率匹配。此时,对于每个PDCCH,就可以确定其占用的CCE数目的大小。

  前面已经提到过,可用的CCE的编号是从0到NCCE-1。可以将CCE看作是逻辑的资源,顺序排列,为所有的PDCCH所共享。eNodeB 根据每个PDCCH上CCE起始位置的限制,将每个PDCCH放置在合适的位置。这时可能出现有的CCE没有被占用的情况,标准中规定需要插入NIL,NIL对应的RE上面的发送功率为-Inf,也就是0。

下行控制信道资源映射结构图

 

LTE学习之路(11)——PDCCH