5G解释:5G NR中的下行控制信息
从系列中:5 g教程
在5G新无线电中了解下行控制信息(DCI)。
该视频向您介绍了不同类型的消息,包括下行链路分配和上行链路授予,以及它们如何被编码和调制,然后通过pdch或物理下行控制通道映射到5G新无线电插槽。在这个过程中,您将学习资源元素组和控制通道元素的概念,它们是将控制映射到OFDM网格的基本单元。
这是我们系列的新一集,“5G解释”。在本视频中,我们讨论5G新无线电中的下行控制信息(DCI)。我们将研究它的内容,如何编码和调制,然后通过PDCCH或物理下行控制通道映射到5G新无线电插槽。在此过程中,我们将引入资源要素组和控制渠道要素的概念。
下行控制信息(DCI)携带用于调度用户数据的控制信息,下行链路上的PDSCH和上行链路上的PUSCH。它由PDCCH或物理下行控制通道携带。它表明计划传输的数据在时间和频率上的位置,所用的调制和编码方案,天线端口或层数,以及HARQ等其他方面。用户设备在解码下行数据或传输上行数据之前需要解码DCI。
根据DCI的内容,可以使用几种格式中的一种或多种。格式0用于上行授权,这意味着它包含与终端即将在上行链路上传输的数据相关的信息。格式1用于下行分配。这意味着它包含关于数据发送到UE的方式的信息,如上一张幻灯片所述。
对于上行链路和下行链路信息,有两种可能的格式:一种带下划线0,另一种带下划线1。下划线为0的格式称为回退格式。它比带下划线1的完整格式更紧凑,因为它不包括所有选项,因此它以更少的调度灵活性换取更少的控制开销。最后,格式化两组终端和TPC命令所需的地址信息。
下行控制信息使用极性码进行错误保护。这是与LTE中使用咬尾卷积编码的主要区别。与LTE的另一个区别是,这里使用的CRC更长,为24位,而不是LTE的16位。CRC值与一个称为无线网络临时标识符(RNTI)的终端标识符(UE identifier)进行打乱,以指示消息将发送给哪个终端。您可以看到MathWorks 5G Toolbox如何用几行MATLAB代码简明地描述这个处理链。
编码之后,下行控制信息被打乱,QPSK被调制,并以非常特定的模式映射到资源块。我们将在接下来的几张幻灯片以及关于核心集的“5G解释”系列的另一集中更详细地解释这种映射。在这里,您可以再次看到MathWorks 5G Toolbox如何用几行代码建模PDCCH处理链。
像在LTE中一样,UE必须查找并解码PDCCH,并且有几个可能的候选搜索空间和配置。但它与LTE有几个显著的区别,其中一些将在“5G解释”系列的另一集中更详细地解释。首先,PDCCH可能无法跨越5G的全部带宽,而在LTE中它总是可以。这一点很重要,因为5G的带宽可能会大得多,高达400兆赫,而5G的终端不需要支持大带宽,这为更简单、更便宜的设备打开了大门。
其次,5G中的PDCCH支持特定设备的波束形成。这意味着控制信息可以传送到特定的终端。这是可能的,因为PDCCH具有相关的DMRS或解调参考符号,它们经历相同的波束形成。它类似于LTE部署后期引入的epdch概念。注意,PDCCH被映射到CORESET或控制资源集,这个概念定义了5G资源网格中控制区域的位置,是本“5G解释”系列另一集的对象。
现在让我们看看DCI使用的两个具体示例,首先是下行数据调度。UE查找PDCCH,如果找到匹配,即一个用CRC解码的块与UE的RNTI匹配,它解析DCI并提取关于数据在时间和频率上的位置以及数据如何发送到UE的所有信息。利用这些信息,终端可以抓取5G网格的相关部分,进行信道估计、均衡、逆速率匹配和解码,检索下行数据包。
对于上行传输,携带上行授权的下行链路控制信息响应来自UE的调度请求。当接收到调度请求时,它做出关于UE应该何时以及如何传输准备好传输的数据的所有决定。除了时间和频率、位置、调制和编码方案之外,这些参数还包括预编码等其他信息,这些信息以索引的形式出现,指向可能的预编码矩阵表。
在“5G解释”系列关于信道探测的另一集中,有更多关于该方案的信息。在解码上行链路授权的控制信息(记住,这将是格式0_0或0_1)之后,UE根据这些参数传输上行链路数据。
为了理解下行信息如何映射到5G网格,我们必须引入两个新概念:资源元素组和控制通道元素(cce)。一个资源元素组就是一个由12个资源元素组成的块。这是用于定义cce的基本单元。
一个控制通道元素对应六个资源元素组。这意味着一次CCE包含6乘以12等于72个资源元素。其中,54个用于PDCCH本身,18个用于相关的DMRS或解调参考符号,让UE执行信道估计,这是考虑到包括波束形成在内的传播信道效应。
最后,一个PDCCH被映射到一个或多个cce。该标准定义了LTE中的几个聚合级别,但引入了LTE中没有的新级别16。显然,聚合级别越高,使用的资源就越多,但冗余的可能性也就越大,因此也就增加了范围。
注意,这里的配置显示了一个CCE的3乘2资源元素组的网格,但实际的配置可能不同,例如,6乘1或2乘3。我们将在关于CORESETs的“5G解释”系列的另一集中展示更多细节。关于下行控制传输的本集“5G讲解”系列节目到此结束。
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