5G下行控制信道結(jié)構(gòu)
針對下行控制信道,規(guī)范有很多要求,比如
基于波束的傳輸
物理層控制信道需要基于多波束和基于單波束發(fā)射,這可以增加控制信道的覆蓋。為了實(shí)現(xiàn)控制信道基于波束的傳輸,需要支持基于UE特定RS的控制信道解調(diào)。
快速解碼
應(yīng)支持控制信道的快速解碼以啟用快速HARQ-ACK反饋(例如,一個時隙內(nèi)的HARQ-ACK反饋)??刂菩畔?yīng)該位于時隙的開始處,這可以使得能夠盡早地解碼控制信息。此外,控制區(qū)域的大小應(yīng)該受到限制,因?yàn)閿?shù)據(jù)接收可以更早地開始。
按需傳輸
控制信道的按需傳輸應(yīng)通過可配置的時間和頻率資源以及控制信道解調(diào)RS的動態(tài)開/關(guān)傳輸來支持。
獨(dú)立傳輸
確保前向兼容性的商定原則之一是將物理層功能(信號、信道、信令)的信號和信道限制在可配置/可分配的時頻資源內(nèi)。獨(dú)立的控制信道設(shè)計(jì)應(yīng)得到支持,用于控制信道的解調(diào)RS嵌入到用于控制信道的時間和頻率資源中。
動態(tài)調(diào)度
在LTE中,控制信道最重要和最基本的功能是在系統(tǒng)帶寬內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度,以提高頻譜利用率。該屬性應(yīng)在NR中保持。NR的控制信道應(yīng)能夠在基本時間單位(例如,時隙)中跨特定頻帶為UE調(diào)度數(shù)據(jù)。
低UE功耗
NR控制信道應(yīng)盡可能降低UE功耗。實(shí)現(xiàn)方法是為下行控制信道啟用可配置的時頻資源,這可以通過很好地匹配瞬時需求來減少為下行控制信道保留的冗余資源,因此可以為盲解碼提供減少資源的可能性。
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下行控制信道結(jié)構(gòu)可以有哪些?
下行控制信息可以包括UE特定控制信令(例如DL?assignment?和UL Grand),公共控制信令和多播控制信令。NR支持三種時域結(jié)構(gòu),包括僅DL、僅UL和混合DL和UL,其中DL占主導(dǎo)地位,UL占主導(dǎo)地位。根據(jù)支持的時域結(jié)構(gòu),NR中的DL控制信道結(jié)構(gòu)可考慮以下兩種選擇:
Option?1:自包含的分層控制通道
對于NR,可以考慮如圖1所示的自包含分層控制信道。位于時隙前面(例如,第一符號)的第一級DL控制信道應(yīng)當(dāng)在DL slot, ?DL-dominant slot 和 UL-dominant slot中被支持。第二級控制信道可以由第一級控制信道指示,例如,可以指示第二級控制信道的時間和頻率資源。下行鏈路控制信道不必在每個時隙中傳輸,例如,當(dāng)應(yīng)用多時隙調(diào)度時,多個時隙可以共享相同的DL控制信道區(qū)域。
第一級DL控制信道還可以支持傳送用于解碼數(shù)據(jù)的DCI,而不需要第二級控制信道,即單級控制信道。自包含的遞階控制通道結(jié)構(gòu)可以靈活地回退到單級控制通道結(jié)構(gòu)。
第二級控制信道可以嵌入在?DL-dominant slot或DL slot的數(shù)據(jù)區(qū)中。在這種情況下,第二級控制信道和數(shù)據(jù)可以共享解調(diào)RS,解調(diào)RS位于第一級控制信道和數(shù)據(jù)和第二級控制信道物理映射到的時間間隔之間,以減少時延。

Option 2:嵌入數(shù)據(jù)區(qū)的控制通道
在LTE中,控制信道主要基于以小區(qū)為中心的設(shè)計(jì),如PDCCH,控制區(qū)域與數(shù)據(jù)區(qū)域分開。然而,這導(dǎo)致特定UE的鏈路自適應(yīng)增益的損失和有限的可伸縮性(就開銷和可調(diào)度用戶的數(shù)量而言)。嵌入數(shù)據(jù)區(qū)(如資源控制信道)的控制信道,它類似于Option1的第二級控制,在這種情況下,可以獲得鏈路自適應(yīng)增益,并與控制和數(shù)據(jù)有效地共享資源。另外,用于控制信道的解調(diào)RS可以與相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)信道共享,以潛在地減少RS開銷。
然而,該方案的一個關(guān)鍵問題是如何在可接受的盲檢測數(shù)目下保持動態(tài)調(diào)度。如果可以在任何頻率區(qū)域中動態(tài)地調(diào)度數(shù)據(jù),則盲檢數(shù)目將非常高,因?yàn)閁E不具有用于檢測映射到相關(guān)數(shù)據(jù)區(qū)域的控制信道的任何預(yù)信息。
Option 3:類似PDCCH的控制信道結(jié)構(gòu)
與LTE-PDCCH結(jié)構(gòu)類似,DL控制信道位于時隙的前部(例如,第一個符號),其可用于調(diào)度公共控制信令和UE特定控制信令。為了支持控制信道基于波束的傳輸,采用自包含DMRS的DL控制信道應(yīng)支持基于DMRS的傳輸。此外,可以考慮控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)寞B加,以實(shí)現(xiàn)使用相同參考信號(例如DM-RS)的控制和數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸,以這種方式潛在地提高整體頻譜效率。
基于所討論的三種方案,表1列出了控制信道要求方面的比較

分層控制信道用例
Case 1:2級下行調(diào)度快速解碼
控制信道的解碼時延也會影響到分組數(shù)據(jù)接收的總時延。特別地,當(dāng)控制有效負(fù)載相對較大時,UE解碼控制信息將花費(fèi)大量時間,而UE又將不在同一時隙發(fā)送相應(yīng)的ACK/NACK。它將導(dǎo)致更長的HARQ RTT,從而導(dǎo)致更長的時延。DCI包含時間關(guān)鍵信息和非時間關(guān)鍵信息。如圖2所示,時間關(guān)鍵信息將在level-1 DCI中傳輸。非時間關(guān)鍵控制信息可位于level-2 DCI。level-2 DCI可以在接收數(shù)據(jù)時解碼。由于與完整DCI相比,level-1 DCI的大小減小,因此可以進(jìn)一步減小level-1 DCI區(qū)域。然后,利用減小的level-1 DCI區(qū)域(例如,1個或2個OFDM符號),也可以更早地開始數(shù)據(jù)接收的開始時間。

Case 2: 為靈活調(diào)度的兩級UL grant
對于自包含的UL傳輸,UE可能沒有足夠的時間來準(zhǔn)備傳輸數(shù)據(jù),并且還可能需要花費(fèi)時延來解碼控制信息。二級UL授權(quán)如圖3所示,在一級UL授權(quán)中,UL授權(quán)信息的大部分可以被發(fā)送到UE以準(zhǔn)備數(shù)據(jù)傳輸。在二級UL授權(quán)中,包含資源分配信息。此外,二級UL授權(quán)在時域中的位置可以通過一級UL授權(quán)隱式或顯式地表示。由于2級UL授權(quán)僅包含部分UL授權(quán)信息,因此可以為UL主導(dǎo)時隙中的DL控制區(qū)域保留有限的資源,例如,僅一個OFDM符號。通過減少解碼時延和足夠的UL數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時間,可以實(shí)現(xiàn)自包含的UL傳輸。

Case 3: 用于預(yù)編碼指示的二級DCI
為了減少DCI信令開銷,預(yù)編碼相關(guān)信息(例如PMI)可以由兩級DCI指示。level-1 DCI支持寬帶預(yù)編碼信令并指示level-2 DCI的存在,level-2 DCI攜帶子帶預(yù)編碼信令。對于開環(huán)傳輸,僅寬帶預(yù)編碼信令就足夠了,而對于閉環(huán)傳輸,進(jìn)一步需要子帶預(yù)編碼信令。由于無需啟用閉環(huán)傳輸,兩級DCI將減少信令開銷。