LTE-A系统DCI盲检测过程研究(电信科学)

LTE-A系统DCI盲检测方法及实现过程研究

林威林1，曹龙汉1、2，张治中1

(1、重庆邮电大学通信网与测试技术重点实验室，重庆 400065；2、重庆通信学院控制工程重点实验室，

重庆 400035)

【摘要】LTE-A物理下行控制信道为整个系统上下行传输分配各种资源，介绍了PDCCH在系统中占有的资源数量和载波聚合在盲检测中的调度方式。根据PDCCH信道结构，设计了一种DCI盲检测发送和接收流程，详细介绍了其具体调度过程和盲检测方法，并提出了一些减少盲检次数和减少误检或漏检的改进思路，为LTE-A系统的实际实现提供理论依据。

【关键词】物理下行控制信道；DCI；盲检测；搜索空间；PDCCH

1引言

LTE-A是在LTE技术基础上的平滑演进，具有后向兼容性，最显著的性能特点是满足下行峰速1 Gbps，上行峰速500 Mbps，频谱配置灵活，连续和非连续的频谱都支持等。物理层在通信系统中是非常重要的一层，由控制信息和数据信息组成，控制信息包括混合自动重传请求（Hybrid Automatic Repeat Request ,HARQ）信息、功率控制命令、标识数据传输格式和调制方式信息等，从而保证用户端对接收数据的正确解调和解码[1-4]。

物理层可以划分为多个能独立完成编码和调制过程的信道，下行控制信道（Physical Downlink Control Channel,PDCCH）作为系统资源分配和控制信息调度的核心，其接收数据速度的快慢直接影响系统的运行速度。为了降低系统时延和提高传输速率，基站在同一时刻一般与多个用户进行信息交互，加之LTE-A系统中增加了载波聚合（Carrier Aggregation,CA）技术，下行控制信息（Downlink Control Information,DCI）的格式增加到13种，不同用户的情况不一样，而基站同时需要给多个用户发送多种控制信息，这就导致用户端（User,UE）接收正确的PDCCH非常麻烦。因为UE既不知道所需DCI在那个载波上，也不知道当前PDCCH传输的是哪种DCI，更不知道自己所需要的信息所在的具体位置，仅仅知道自己需要什么类型的控制信息，在UE系统的复杂度相当有限的情况下，本文设计一种有效的DCI盲检测方法来限制盲检次数，缩短系统的反应时间。

2 PDCCH内容简介

PDCCH承载着一个或多个终端的DCI[5]，不同DCI具有不同的承载信息和用途，DCI格式0、4对应的是物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)调度信息；DCI格式1、1A、1B、1C、1D对应的是物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)的调度信息；DCI格式2、2A、2B、2C 对应的是多天线情况的配置信息；DCI格式3、3A对应的是上行功率控制配置信息。一个PDCCH包含n个连续的控制信道元素（Control Channel Elements,CCE），每个PDCCH在CCE上的开始位置应满足i mod n = 0，i为CCE编号，一个CCE含9个资源粒子组（Resource Group,REG），一个REG含4个资源粒子（Resource,RE），一个RE含2比特信息[1]。

PDCCH支持4种格式：格式0、1、2、3分别对应的CCE个数是1、2、4、8。一般情况下PDCCH可配置一个子帧中的前3个正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）符号，多个PDCCH 可在一个子帧中复用，当子帧中有多播广播单频网(Multimedia Broadcast/Multicast Service Single Frequency Network,MBSFN）传输，则可能有0、1或2个控制信息符号，但当资源块数（Resource Blocks, RB）小于10时，可能有2、3或4个控制信息符号，以保证小区边缘可以覆盖。

2.1 PDCCH占用的CCE数量

系统对每个子帧内用于PDCCH传输的CCE数量采用动态分配原则。首先由系统带宽（Bandwidth,BW）、天线数和CP模式初步确定当前子帧内每个OFDM符号可用的CCE数量，再通过对物理控制格式指示信道(Physical Control Format Indicator Channel,PCFICH)进行解调，确定当前子帧内用于PDCCH的OFDM符号数。同时，对该子帧内用于PCFICH、混合ARQ指示通道（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICH）

和辅同步信号（Secondary Synchronization Signal,SSS)的CCE 数量进行分析，则最终确定用于PDCCH 传输的CCE 总数。

一个子帧内实际用于PDCCH 传输的CCE 数为用于PDCCH 传输的OFDM 符号上的所有CCE 总数减去子帧内用于PCFICH 、PHICH 和SSS 的CCE 数量，即:N CCE,PDCCH =N CCE,total -N CCE,PCFICH -N CCE,PHICH -N CCE,SSS 。N CCE,PDCCH 为实际用于PDCCH 传输的CCE 总数，N CCE,total 为当前子帧内用于PDCCH 传输的OFDM 符号上的CCE 总数，N CCE,PCFICH 为用于PCFICH 传输的CCE 总数，N CCE,PHICH 为用于PHICH 传输的CCE 总数，N CCE,SSS 为用于SSS 传输的CCE 总数。

其中：∑==OF DM i N i OFDMi

RB CCE DL RB

total

CCE N

N

N 0

,,,.

N RB DL 表示下行RB 数（6…110），N OFDM 表示用于PDCCH 传输的OFDM 符号数，CFI 的取值范围是{1、2、3}, 当BW 不大于10RB 时，N OFDM = CFI ，当BW 大于10RB 时，N OFDM =CFI+1，N CCE,RB,OFDMi 表示序号为i 的OFDM 符号内每个RB 包括的CCE 个数。每个OFDM 符号上对应单个RB 包含的CCE 数量如下：

N CCE,RB,OFDM0=2 N CCE,RB,OFDM1=3

N CCE,RB,OFDM2=2(n ant =1或2)或者N CCE,RB,OFDM2=3（n ant =4），n ant 为天线数 N CCE,RB,OFDM3=2(长CP)或者N CCE,RB,OFDM3=3（短CP ）

当帧结构为FDD 时，N CCE,SSS =0，当真结构是TDD 时，N CCE,SSS 有RB 和CFI 值决定。表1所示是SSS 、下行系统带宽及CFI 的关系：

表1 SSS 、下行系统带宽及CFI 的关系

BW(RB) CFI = 1 CFI = 2 CFI = 3 不大于10 N Y Y 大于10

N

N

Y

为Y 时，N CCE,SSS 值为2，为N 时，N CCE,SSS 值为0。

2.2 搜索空间

为了减少盲检次数，除了定义CCE 的结构以外，还必须采用一种机制来限制终端监视的CCE 集合，LTE-A 定义搜索空间来尽可能的减少监视的CCE 集合，进而减少盲检次数。搜索空间(S K (L))就是CCE 按聚合等级（L ）组成的一系列候选PDCCH （M (L)），分为公共搜索空间和专有搜索空间[6]，一个子帧中，UE 尝试检测所有搜索空间的候选PDCCH ，如果循环冗余码校验（Cyclic Redundancy Check,CRC ）检验成功，则当前检测的控制信息将会被UE 处理。表2为搜索空间与候选PDCCH 关系表。

表2 搜索空间与候选PDCCH 关系列表

3 载波聚合

CA 是将2个或更多的载波单元（Component Carrier,CC ）聚合在一起以满足LTE-A 版本支持最大为

100MHz 的传输带宽的要求[7]。因为1个CC 的最大带宽为20 MHz ，为了高效地利用零碎的频谱频段，CA 支

搜索空间S K (L) PDCCH 候选个数(M (L))

检测DCI 格式

种类 类型 CCE 聚合等级(L)

CCE 空间大小

公共搜索空间 4 16 4 0、1A 、1C 、3、

3A 8 16 2 专有搜索空间

1 6 6 0、1、1A 、1B 、1D 、2、2A 、2B 、2C 、4

2 12 6 4 8 2 8

16

2