NR PDCCH(二) SearchSpace

简介: 这篇开始介绍SearchSpace。CORESET 描述的是PDCCH 盲检资源的频域特性,SearchSpace 代表的是时域特性,具体的说就是有关时域周期和偏移、每周期内持续监测的时隙数和每个时隙内的监测的具体起始符号等,这些其实就是指示了CORESET的时域位置,两者结合构成确定的时频域资源用于PDCCH data (DCI)接收。

这篇开始介绍SearchSpace。CORESET 描述的是PDCCH 盲检资源的频域特性,SearchSpace 代表的是时域特性,具体的说就是有关时域周期和偏移、每周期内持续监测的时隙数和每个时隙内的监测的具体起始符号等,这些其实就是指示了CORESET的时域位置,两者结合构成确定的时频域资源用于PDCCH data (DCI)接收。


同样的Searchspace0是在MIB 提前配置的,与CORESET0 结合,用于RMSI 的接收。MIB 中pdcch-ConfigSIB1 高四位 代表controlResourceSetZero,高四位索引查38.213table 13-1~13-10,可获得CORESET 0的复用样式、频域资源占用符号数量、RB数量和RB偏移;低四位 代表searchSpaceZero,使用低4位索引查38.213 table 13-11到13-15,可获得CORESET 0的SFN、时隙索引和起始符号等。具体可以看小区搜索部分。


根据38.213 10.1章节描述 ,搜索空间分为两种:CSS(Common Search Space)和USS(UE-specific Search Space)。CSS如common 是用于Common场景,如接收SI ,RA过程,收paging等;USS适用于特定UE接收场景,一般是在进入connected mode后,网络才会配置的USS。

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这里是38.213中的描述


Type0-PDCCH CSS :由MIB中的pdcch-configSIB1 配置(SA),或PDCCH Config Common中的searchspaceSIB1 配置(NSA),CRC 扰码为SI-RNTI。


Type0A-PDCCH CSS :由PDCCH Config Common 中的searchSpaceOtherSystemInformation 配置,CRC 扰码为SI-RNTI;


Type2-PDCCH CSS: 由PDCCH Config Common 中的配pagingSearchSpace置,CRC扰码为P-RNTI;


Type1-PDCCH CSS 由PDCCH Config Common中的ra-SearchSpace配置,CRC扰码为RA-RNTI或TC-RNTI或MsgB-RNTI;


Type3-PDCCH CSS  由PDCCH Config(Dedicated)中的searchSpaceType= common配置,CRC扰码为INT-RNIT  or SFI-RNTI or TPC-PUSCH-RNTI or TPC-PUCCH-RNTI  or TPC-SRS-RNTI and only for the primary cell,C-RNTI or CS-RNTI

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PDCCH 信道Common配置


1 controlResourceSetZero  searchSpaceZero 分别对应CORESET 0 和SearchSpace 0的配置。


具体含义和MIB 中的pdcch-ConfigSIB1 类似(NSA 下需要在此配置,SA下仅在MIB 中配置即可)


2 可以配置额外的CORESET (1-11),不配置时,默认为CORESET 0(SSB 关联)


3 可以配置1-4个搜索空间:searchSpaceSIB1/searchSpaceOtherSystemInformation/pagingSearchSpace/ra-SearchSpace ,都是可选配置,当不配置时,都默认使用SearchSpace 0。


下面看下search space 配置结构


{


                                 searchSpaceId 7,


                                 controlResourceSetId 0, //关联的CORESET id


                              monitoringSlotPeriodicityAndOffset sl1 : NULL,// period是1个slot 表示监听周期是 1 个时隙,偏移时隙为null,表示不存在偏移场景


                                 monitoringSymbolsWithinSlot '11000000 000000'B,// 代表一个时隙中的14个symbol 这里代表要监听这个时隙的第1 和第2个symbol


                                 nrofCandidates


                                 {


                                   aggregationLevel1 n0,


                                   aggregationLevel2 n0,


                                   aggregationLevel4 n2,// 指定一种Aggregation Level 和对应的PDCCH Candidate数量


                                   aggregationLevel8 n0,


                                   aggregationLevel16 n0


                                 },


                                 searchSpaceType common :


                                   {


                                     dci-Format0-0-AndFormat1-0


SearchSpaceId:范围0-39,0表示PBCH或ServingCellConfigCommon配置的RMSI搜索空间。每个BWP内搜索空间个数限定在10个(含初始搜索空间)


ControlResourceSetId:0表示初始CORESET


monitoringSlotPeriodicityAndOffset : 表示监听周期和偏移时隙,如果配置的是 sl8:7 则代表监听周期是8个slot,要监听的是第8个slot(0~7,所以 7 代表第8个slot)


monitoringSymbolsWithinSlot: 监听时隙的周期和offset配置;共14位,以位图形式表示时隙中中要监听的符号 ;置1的bit就代表要监听的符号。


NR 中的不同搜索空间需要高层参数配置,每个搜索空间关联一个CORESET ID确定具体的一块时频域资源。


当UE想要找到PDCCH时,高层参数指示的search space中会指示对应的时域周期和偏移、每周期内持续监测的时隙数和每个时隙内的监测的具体起始符号,这些其实就是指示了CORESET的时域位置;然后按照该search space和对应的CORESET中包含的信息,进一步确定具体的时频域资源,UE从这些资源中盲检PDCCH 即可。


举个例子


SIB1中配置的searchspace 1/8,最后指定了SIB1 OSI paging RA等的searchspace,总结的说SIB1 对应的是searchspace0(在MIB中配置),OSI 对应的是searchspace8(log中是与CORESET0配对使用),paging 和ra 对应的都是searchspace1(和CORESET0 配对使用)。9365d1c8c9bd4fd48682d62e3b089ac1.png

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假如CORESET时域长度为2个符号, Monitoring Symbols Within Slot为“10001000100000",表示UE需要在时隙的符号0/1,4/5,8/9监听PDCCH。

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PDCCH 搜索空间开始时隙号满足条件:


UE在满足(nf x N_frame_slot + n_u_s,f - Os)mod Ks = 0的时隙开始连续监听Ts个时隙。监听的时隙数在CORESET和searchspace已经确定。


其中nf是frame number; n_u_s,f是slot number;


Ts对应配置SearchSpace 时的duration,单位是时隙,不配置是1个时隙,例如上面的SearchSpaceid 8,duration=2,则Ts=2;


Os是monitoringSlotPeriodicityAndOffset 中的Offset值;


Ks是monitoringSlotPeriodicityAndOffset中peridicity。e9651539776d4352a75b566ac7f1be25.png97f2e51fc9ea4358a54f74b0e713eeaf.png

search space index 只能是1~39 ,加上search space 0,则最多只能40 个 search space


在PDCCH 盲检时需要用正确的RNTI进行解扰和CRC校验,才能确认DCI是不是发送给UE的,也不能同一时刻用所有的RNTI 去监听PDCCH,不然,对UE来说也是负担。为了提升效率,38.202预定义了多种Reception Type,对于某个Reception Type,UE使用对应RNTI监听PDCCH即可,由于Reception TypeA对应的是PBCH,所以不需要RNTI。UE 在不同的过程根据表中的组合,用对应的RNTI 监听PDCCH 即可。如果UE 目前在进行RA过程,就用D0组合;如果此时在connected mode,也就不需要用RA-RNTI/T-C-RNTI 监听。38.202 也定义了在不同状态下适用的Reception Type 组合,UE需要根据不同的状态用正确的RNTI 去监听PDCCH信道。


38.321介绍了不同的RNTI 的定义和作用

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38.202 定义了DL 接收类型,物理信道,RNTI和传输信道的组合关系。f6303f510a684527ab209fabb44f6e00.png

38.202 定义了不同状态下的下行接收类型组合,如下:

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另外,UE解调PDCCH,是需要下行参考信号进行信道估计。在NR中,就需要PDCCH的DMRS来辅助完成PDCCH 的decode。


PDCCH DMRS 38.211


38

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PDCCH DMRS 是伪随机序列需要赋初值  因而要有scrambling 配下来,这里的初值对应的是Nid;当RRC 层有配置pdcch-DMRS-ScramblingID时,Nid=pdcch-DMRS-ScramblingID,否则Nid=N_cell_ID。


提到DMRS,那 DMRS 的具体工作原理是什么?简单说DMRS是用于解调的,对UE来说,配置DMRS参数确定了后(例如上面的Nid 确定后),那DMRS就是一个确知信号,DMRS设计思想是插入到各种信道的时频资源里面去,跟着信道一起发送,UE用DMRS做信道估计,最后就会得到表征信道特征的估计矩阵,然后根据信道特征矩阵,去对应的位置解析承载的内容。


用数学表达式来说PDCCH DMRS 的作用就是    X(t)*h(t)=Y(t)


其中X(t)代表DMRS,是已知的,Y(t)是UE接收到的信号,然后UE就可以解析出来h(t),就是信道特征矩阵;


之后用于PDCCH 信道的解析,如Z(t)*h(t)=Y(t),Y(t)是UE接收到的信号,h(t)已知,那么就可以得到Z(t), Z(t)就是PDCCH 信道承载的data DCI 。这就是DMRS 的具体原理。

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PDCCH DMRS 会映射到时频域资源上,如上述公式中的k=nN_RB_sc+4k'+1 ,k'=0,1,2;k就代表的PDCCH DMRS频域子载波的位置,起点是CORESET 对应的下边界的RB 对应的subcarrier0位置,k的取值为{1,5,9,13.....}


l是时域符号位置,也就是PDCCH 的时域位置;总结来说PDCCH DMRS 是穿插在PDCCH 频域subcarrier 中的。


PDCCH DMRS 是单端口 port=2000。


RRC 层会配置precoderGranularity:PDCCH 在频域上的预编码粒度。sameAsREG-bundle表示一个REG Bundle内采用相同预编码, allContiguousRBs 表示CORESET频域上所有REG采用相同预编码。


因此当高层配置的precoderGranularity 为sameAsREG-bundle时,PDCCH DMRS要穿插在PDCCH的REG资源范围内,以REG为基本单位decode;


当高层配置的precoderGranularity 为allContiguousRBs 时, PDCCH DMRS则可以穿插在CORESET内连续RB范围内的所有REG上。


如果网络端没有配置CSI-RS,那UE 会认为PDCCH DMRS 与SSB是QCL,也就是QCL-Type A: {多普勒频移,多普勒扩展,平均时延,时延扩展}的4个方面相似,还会应用相同的空域Rx参数。


PDCCH DMRS 的位置图示如下


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