- 5G無線網絡優化實踐
- 張守國 沈保華等編著
- 9字
- 2022-07-29 13:58:54
2.4 物理下行控制信道
2.4.1 PDCCH位置定義
在LTE中,PDCCH位置相對固定,頻域為整個帶寬,時域固定占用每個RB的前1~3個符號。也就是說,系統只需要通知UE物理下行控制信道PDCCH占據的OFDM符號數,UE便能確定PDCCH的搜索空間。
在NR系統中,由于5G系統帶寬較大,如果PDCCH依然占據整個帶寬會導致資源占用過多,搜索時間過長。此外,為了增加系統靈活性,5G NR中引入了控制資源集合(CORESET)概念,其對應的PDCCH頻域和時域所占用資源可以靈活進行配置。因此,在NR系統中,UE先要獲得PDCCH在頻域上的位置和時域上的位置才能成功解碼PDCCH。
1.CORESET含義
CORESET是NR中提出的概念,用以承載PDCCH頻域上占據的頻段和時域上占用的OFDM符號數等信息(參閱TS38.211 7.3.3.2節)。CORESET是一組物理資源,對應NR下行資源網格上的一個特定區域,用于攜帶PDCCH/DCI的一系列參數,等同于LTE的PDCCH。
LTE PDCCH與NR CORESET的對比如圖2-19所示。

圖2-19 LTE PDCCH與NR CORESET的對比
根據承載消息不同,CORESET可分為兩種類型:一類為小區級CORESET,以CORESET 0進行標識,CORESET 0主要用來承載SIB1所需的Type 0-PDCCH CSS集合,由MIB中的pdcch-ConfigSIB1進行資源配置;另一類為與用戶相關的CORESET(這些CORESET通過系統消息的方式進行配置或通過UE專屬RRC信令配置),以CORESET 1~11進行標識,這些CORESET與配置BWP緊密關聯。
在NR中,PDCCH頻域占用的頻段和時域占用的OFDM符號數等信息被封裝在信息單元控制資源集合CORESET中;PDCCH起始OFDM符號編號及PDCCH監測周期等信息被封裝在搜索空間SS(Search Space)中發送給UE。
根據承載內容不同,PDCCH搜索空間集合從邏輯上劃分可分為公共搜索空間(CSS)集合和UE專用搜索空間(USS)集合,其中CSS由信元pdcch-ConfigCommon發送給UE,USS由信元pdcch-Config發送給UE。搜索空間類型如表2-10所示。
表2-10 搜索空間類型(3GPP TS38.213 10.1節)

每個小區可以配置0~11個CORESET,每個BWP最多被配置3個CORESET(包括公共搜索空間和UE專用搜索空間),其中CORESET 0用于SIB1的調度,位于初始BWP。
每個CORESET頻域上可以包含多個CCE,時域上可以占用1~3個OFDM符號。一個CORESET和一個搜索空間綁定起來后才能確定PDCCH的位置。一個搜索空間只能和一個CORESET綁定,但一個CORESET可以和多個搜索空間綁定,如圖2-20所示。

圖2-20 CSS和CORESET對應關系(示意圖)
2.SIB1的搜索空間定義
根據協議,SIB1對應PDCCH的搜索空間由Type 0-PDCCH CSS和CORESET 0進行定義。Type 0-PDCCH CSS和CORESET 0信息封裝在MIB消息IE“pdcch-ConfigSIB1”中。“pdcch-ConfigSIB1”的低有效位(LSB)4bit指示Type 0-PDCCH CSS的配置索引,高有效位(MSB)4bit指示CORESET 0所對應的頻域信息配置索引,詳見3GPP TS38.213 13節UE procedure for monitoring Type0-PDCCH CSS sets中表13-1~表13-15,其中表13-1~表13-10用于指示CORESET 0所對應的頻域信息配置索引,表13-11~表13-15用于指示Type 0-PDCCH的搜索空間CSS。
Type 0-PDCCH CORESET配置示例如表2-11所示。Type 0-PDCCH的搜索空間CSS配置示例如表2-12所示。
表2-11 Type 0-PDCCH CORESET配置示例(TS38.213表13-1)

注:本表基于SSB SCS為15kHz、PDCCH SCS為15kHz的場景。定義了初始BWP中PDCCH的RB數,同時定義了初始BWP的帶寬。目前協議定義了3種帶寬:24RB、48RB和96RB。
定義了初始BWP中PDCCH的符號數,取值范圍1、2、3。Offset定義初始BWP中PDCCH的起始RB與SSB的RB 0之間的頻率偏移量。
表2-12 Type 0-PDCCH的搜索空間CSS配置示例(TS 38.213表13-11)

SSB與CORESET 0復用的模式類型如圖2-21所示。

圖2-21 SSB與CORESET 0復用的模式類型
注:模式1可用于FR1頻段和FR2頻段,SSB與CORESET 0可以映射在不同的OFDM符號,且CORESET 0的頻率范圍需要包含SSB。模式2和模式3僅用于FR2頻段。
UE根據MIB中字段“pdcch-ConfigSIB1”的指示位置讀取CORESET 0信息(即SIB 1對應的PDCCH)。通過解碼CORESET 0獲得SIB 1所在的PDSCH,然后UE在指定PDSCH讀取SIB 1消息。
1)Type 0-PDCCH CSS,“pdcch-ConfigSIB1”LSB4bit,指示SIB 1對應的PDCCH時域位置,包含的信息如下:
①參數O和M取值(僅用于模式1);
②搜索空間第1個OFDM符號索引;
③每個slot內搜索空間的數量(僅用于模式1)。
2)CORESET 0,“pdcch-ConfigSIB 1”MSB 4bit,指示SIB 1對應的PDCCH頻域位置和占用的符號數,包含的信息如下:
①SSB與CORESET 0復用的模式類型,共有3種復用模式;
②CORESET 0占用的PRB數;
③Offset,即頻域上SSB下邊界與CORESET 0下邊界的偏差(以RB為單位)。

圖2-22 SSB、CORESET 0和SIB1 PDSCH關系示意圖
UE讀取SIB 1消息后,根據SIB 1中其他OSI的搜索空間和CORESET配置信息,利用SI-RNTI在指定位置盲搜PDCCH,搜到后在PDCCH指定位置讀取PDSCH中的其他SIB消息。UE專用搜索空間UE-specific由高層RRC消息進行配置。
與SSB一樣,SIB 1需要覆蓋整個小區。因此,SIB 1的PDCCH與PDSCH也需要和PBCH/SSB一樣進行波束掃描。同步信號塊SSB集合中的每一個SSB塊對應一個控制資源集合CORESET 0,且使用相同的波束方向。
PDCCH盲搜過程如圖2-23所示。
例如,subcarrierspacingCommon = 15kHz,pdcch-ConfigSIB1=0,則MSB 4bit為0,LSB 4bit為0。根據協議TS38.213表13-1可以獲得,CORESET 0占用的RB數為24個,占用的符號數為2個,Offset為0,復用模式為1,如表2-13所示。

圖2-23 PDCCH盲搜過程
注:Type 0(SIB 1)的搜索空間(CORESET和SS)信息封裝在MIB中,Type 0A/Type 1/Type 2/Type 3的搜索空間封裝在SIB 1中,UE專用搜索空間由高層RRC消息進行配置。
表2-13 CORESET 0頻域設置

根據協議TS 38.213表13-11,得到O=0,M=1,起始符號為0,每個時隙上搜索空間個數為1,如表2-14所示。
表2-14 CORESET0時域設置

根據TS38.213 13章的描述,SCS =15kHz,SSB Index =0、1、2、3時,可以計算出PDCCH搜索的開始時隙n0={0,1,2,3},如圖2-24所示。以下為協議詳細描述。
For the SS/PBCH block and CORESET multiplexing pattern 1, a UE monitors PDCCH in the Type0-PDCCH CSS set over two consecutive slots starting from slot n0. For SS/PBCH block with index i , the UE determines an index of slot located in a frame with system frame number (SFN)SFNC satisfying SFNC mod 2=0 if
or in a frame with SFN satisfying SFNC mod 2=1 if
. M and O are provided by Tables 13-11 and 13-12, andμ∈{0,1,2,3}based on the SCS for PDCCH receptions in the CORESET [4, TS 38.211]. The index for the first symbol of the CORESET in slot nC is the first symbol index provided by Tables 13-11and 13-12.

圖2-24 PDCCH時隙位置計算過程(“Li-M”表示向下取整)
根據協議描述,SS/PBCH和CORESET 0復用模型為1時,UE需要在兩個連續的時隙上監聽PDCCH。本例中CORESET 0占用的時域位置和UE搜索空間如圖2-25所示(灰色符號表示CORESET 0占用的時域位置)。

圖2-25 PDCCH位置定義舉例
3.其他公共搜索空間定義
其他公共搜索空間由CORESET和CSS兩個部分定義,包含在SIB1中。
控制資源集CORESET指示PDCCH占用符號數、RB數等,CSS指示PDCCH的起始符號,以及綁定的CORESET等。CORESET參數含義如表2-15所示。
表2-15 CORESET參數含義

搜索空間指示PDCCH在slot起始OFDM符號位圖及PDCCH監測周期等信息。搜索空間參數定義如表2-16所示。
表2-16 搜索空間參數定義

例如,UE在每10個時隙周期內的時隙3和時隙4內的符號0和符號7檢測CORESET,且CORESET在時域上占用2個OFDM符號,如圖2-26所示。

圖2-26 CORESET(PDCCH)搜索過程
每個NR小區可配置多個CORESET和搜索空間,具體數量取決于在BWP中配置的CORESET/搜索空間數量及小區中配置的BWP數量。