新干线 -- 日本

1 Introduction

PDCCH信道主要承载的是DCI信息。不同的调度信息以DCI format区分，DCI format种类包括以下几种，用于调度PUSCH、PDSCH、TPC、SFI等 [TS 38.212 7.3.1]。

PDCCH传输过程主要如下图所示:

[TS 38.212 7.3] 中DCI的主要处理过程如下。

Information Element Multiplexing
CRC Attachment
Polar Coding
Rate Matching
Scrambling
Modulation
Resource Element Mapping

下图是一个更加详细的过程：

2 PDCCH Transport Process

¶2.1 Information Element Multiplexing

信息元素多路复用这是生成承载各种控制和调度信息的DCI的位串的过程[TS 38.212 7.3]。如果DCI数据长度小于12比特，则填充比特0作为padding。
每个字段都按照其在说明中出现的顺序进行映射，包括零填充位（如果有），其中第一个字段映射到最低顺序信息位，每个连续字段映射到较高顺序信息位。每个字段的最高有效位映射到该字段的最低顺序信息位，例如第一个字段的最高有效位映射到$a_0$。

¶2.2 CRC Attachment

¶2.2.1 CRC Attach

通过循环冗余校验（CRC）在DCI 传输上提供错误检测 [TS 38.212 7.3.2] ，操作流程如下图所示，其中最开始添加的24位数据全是1。

¶2.2.2 Masking with RNTI

在添加CRC后，最后16位被特定的RNTI加扰。使用该RNTI，UE可以确定DCI是针对哪个UE以及DCI的用途。 [TS 38.212 7.3.2]，操作流程如下图所示：

¶2.3 Polar Coding

信息比特被传送到信道编码块
如下图所示：

¶2.4 Rate Matching

速率匹配的输入比特序列是 $d_0,…,d_{N-1}$，通过设置根据 [TS 38.212 5.4.1] 执行速率匹配 $I_{BIL} = 0$，速率匹配后的输出比特序列表示为 $f_0,…,f_{E-1}$。
如下图所示：

¶2.5 Scrambling

¶2.5.1 CCE

Rate matching根据分配给PDCCH的资源进行速率匹配，PDCCH分配的基本单位为CCE(Control Channel Element)，(1 CCE = 6 REG = 72 RE，1 REG = 1 OFDM symbol * 12 subcarrier = 12 RE)，对于一个PDCCH而言，其由一个或多个CCEs组成，而所分配的CCE数量根据聚合等级的不同而不同，换一句话说，也就是若干个CCE会聚合成PDCCH，聚合成PDCCH的CCE个数就是聚合度，PDCCH所支持的聚合等级下表所示。 [TS 38.211 7.3.1]

¶2.5.2 CORESET

UE可被配置多个CORESET(Control-resource set, 控制资源集)，其位于BWP内，对于每个BWP最多被配置3个CORESET(包括common和UE-specific CORESETs)。
对于PDCCH而言，所传输控制信息的时频位置位于CORESET内，而一个CORESET时频位置的组成：频域由$N_{RB}^{{CORESET}$个RB组成，**时域**由$N_{symb}}{CORESET} \in {1,2,3}$个符号组成。其中$N_{symb}^{CORESET} = 3$ 仅当高层参数 $dmrs-TypeA-Position = 3 $ 时才支持。
每个CORESET中有交织(分布式)和非交织(集中式)两种CCE-to-REG映射可选（由ControlResourceSet IE 中的高层参数cce-REGMappingType配置），但是每个CORESET仅能关联其中一种，其CCE-to-REG映射通过REG bundles描述：

- REG bundle 被定义为REG${iL,iL+1,…,iL+L−1}$，其中L是REG bundle大小(由高层参数reg-BundleSize指定)，i = 0,1,…,$N_{REG}^{CORESET}/L-1$是， $N_{REG}^{{CORESET}$是CORESET中REG数，$N_{REG}}{CORESET} = N_{RB}^{CORESET}\cdot N_{symb}^{CORESET}$；
- 最终CCE-REG的映射，是按照REG束来表示的，CCE $j$ 中包含了REG bundle ${f(6j/L),f(6j/L+1),…,f(6j/L+6/L−1)}$。

对于两种不同的映射方式，有如下描述：
- 非交织的 CCE to REG 映射， $L = 6\quad and\quad f(j) = j$
- 交织的 CCE to REG 映射，对于 $N_{symb}^{CORESET} = 1$ , $L\in \lbrace 2,6 \rbrace$；对于$N_{symb}^{CORESET} \in \lbrace 2 ,3 \rbrace$ , $L\in \lbrace N_{symb}^{CORESET} ,6 \rbrace$；$l$由高层参数reg-BundleSize配置。
交织器定义如下：

$$
f(j) = (rC+c+n_{shift})mod(N_{REG}^{CORESET}/L)\j = cR+r\r = 0,1,…,R-1\c = 0,1,…,C-1\C = N_{REG}^{CORESET}/(LR)
$$

其中 $R\in {2,3,6 }$由高层参数interleaverSize给出。对于$n_{shift}$:

对于PBCH或SIB1配置的CORESET中发送的PDCCH，$n_{shift} = N_{ID}^{cell}$
除此之外，$n_{shift}\in{ 0,1,…,274 }$ 由高层参数shiftIndex给出。

对于交织和非交织方式，利用直观的例子说明操作过程，例子参考文献中摘抄。

如果高层参数precoderGranularity = sameAsREG-bundle，则在REG bundle内使用相同的预编码
如果高层参数precoderEranularity = allContiguousRBs，则在CORESET中的连续资源块集合中的所有资源单元组中使用相同的预编码

对于由 PBCH配置的 CORESET，UE可以假设交织映射，$ L = 6 , R = 2$ ，以及在 REG bundle中使用的相同预编码。 [TS 38.211 7.3.2.1]

¶2.5.3 Scrambling

UE应采用比特块 $b(0),…,b(M_{bit} -1)$ ($M_{bit}$ 是在物理信道上发送的比特数)，在调制之前被加扰，产生一个加扰比特块 $\widetilde b(0),…,\widetilde b(M_{bit})$ ，根据如下方式加扰：
$$
\widetilde b(i) = (b(i)+c(i))mod2
$$

其中加扰序列 $c(i)$ 在[TS 38.211 5.2.1]给出，由$Gold$ 序列生成，此时初始化为 $c_{init} $由以下得出：
$$
c_{init} = (n_{RNTI}\cdot 2^{16} + n_{ID})mod2^{31}
$$

对于$n_{ID}$：
- $n_{ID}\in {0,2,…,65535}$ = $pdcch-DMRS-ScramnlingID$ (如果已配置) ；
- 除此之外 $n_{ID} = N_{ID}^{cell}$。 [TS 38.213]

对于$n_{RNTI}$：
- 如果配置了高层参数 pdcch-DMRS-ScramnlingID，则由C-RNTI给出$UE$特定搜索空间；
- 除此之外$n_{RNTI} = 0$。

整体的流程如下图所展示：

¶2.6 Modulation

UE应采用比特块 $\widetilde b(0),…,\widetilde b(M_{bit})$按照如[TS 38.211 5.1.3]所述进行 QPSK调制，得到一个复值调制符号块 $d(0),…,d(M_{bit} -1)$。

¶2.7 Resource Element Mapping

在用于被监视PDCCH的资源元素组中，UE将假定复数值符号块${d(0),…,d(M_{symb}-1))}$将按比例因子$\beta_{PDCCH}$缩放并映射到资源单元$(k,l)_{p,\mu}$中，其顺序为先是时域，然后是频域，天线端口号$p = 2000$。

¶2.8 PDCCH DMRS

¶2.8.1 Sequence generation

UE应采用如下方式定义参考信号序列$r_l(m)$：
$$
r_l(m) = \frac{1}{\sqrt{2} }(1-2c(2m)) + j\frac{1}{\sqrt{2} }(1-2c(2m+1))
$$

加扰序列 $c(i)$ 在[TS 38.211 5.2.1]给出，由$Gold$ 序列生成，此时初始化为 $c_{init} $由以下得出：

$$
c_{init} = (2^{{17}(14n_{s,f}}\mu+l+1)(2N_{ID}+1)+2N_{ID})mod2^{31}
$$

其中：$l$ 是$slot$ 内OFDM符号编号，$n_{s,f}^\mu$ 是帧内的 $slot$ 号

对于$n_{ID}$：
- $n_{ID}\in {0,2,…,65535}$ = $pdcch-DMRS-ScramnlingID$ (如果已配置)；
- 除此之外 $n_{ID} = N_{ID}^{cell}$。 [TS 38.213]

¶2.8.2 Resource Element Mapping

$UE$ 将$r_l(m)$ 映射到资源单元$(k,l)_{p,\mu}$ ，根据如下：

$$
\alpha_{k,l}^{p,\mu} = \beta_{DMRS}^{PDCCH}\cdot r_l(3n+k’)\ k = nN_{sc}^{RB}+4k’+1\ k’ = 0 ,1,2\ n = 0,2,…
$$

可以看出，每个RB上有3个DMRS RE，分别位于$4k’+1$ 的位置，即1、5、9号子载波。
$l$ 指在一个时隙内的OFDM符号；天线端口 $p$ 固定为2000。

对于precoderGranularity：
- 如果配置为 sameAsREG-bundle，那么该CORESET对应的DMRS仅在UE需要检测PDCCH的REG上；
- 如果配置为allContiguousRBs，则在组成CORESET的REG上都有DMRS映射。

对于参考点$k$：
- 如果CORCHET由PBCH或SIB1配置，则为CORESET中编号最小的资源块的子载波0，
- 否则，为公共资源块0中的子载波0

上述描述由下图可直观表示：

主要参考：
微信公众号：5G菜鸟成长日记
文章：Understanding the Heart of the 5G Air Interface: An Overview of Physical Downlink Control Channel for 5G New Radio (NR)
博客：https://blog.csdn.net/qq_33206497/article/details/89645976
博客：https://blog.csdn.net/littleBird_2/article/details/88372875
网页：http://www.sharetechnote.com/html/5G/5G_PDCCH.html#Ref_01