CN107911200A - Lte系统pdcch盲检的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LTE系统PDCCH 盲检的实现方法，属于移动通信技术领域。本方法包括：①提取PDCCH的CCE信息（101）；②解小区的循环偏置（102）；③解交织（103）；④QPSK软解调（104）；⑤公共搜索空间的盲检操作（105）；⑥用户专用搜索空间的盲检操作（106）；⑦PDDCH候选集信息的二次筛选（107）。本发明能够在接收终端未知UE RNTI信息时，在中高信噪比的条件下，盲检出小区覆盖范围内的所有公共信息和所有用户的RNTI信息以及DCI信息，具有很强的实用性。

Description

LTE系统PDCCH盲检的实现方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种LTE系统PDCCH盲检的实现方法，用于解决LTE移动终端在未知无线网络临时标识RNTI的条件下，对PDCCH进行盲检测的问题。

背景技术

PDCCH主要用于承载上下行调度的DCI信息。DCI可能指示小区级的信息，也可能指示UE级的信息。UE通过解码PDCCH得到DCI来获取资源分配信息。一个小区可以在一个子帧上同时发送多个PDCCH，且PDCCH固定使用QPSK调制。

下行DCI信息在基站发射端的处理流程，参见图1。用户的DCI码流生成之后会附着一个CRC，CRC使用RNTI进行加扰，然后码流通过咬尾卷积码进行信道编码，并进行速率匹配以匹配物理信道的承载能力，之后进行PDCCH复用以及加扰、QPSK调制、层映射及预编码，最后进行资源块的映射。

UE接收端处理流程是发射端的逆过程：解资源映射获取PDCCH的CCE信息，解小区特定循环偏置，解交织，QPSK解调，最后进行PDCCH盲检的过程，参见图2。

常规的PDCCH盲检的方法是在已知RNTI的情况下进行的，通常采用如下步骤：

步骤一，计算可用于PDCCH的CCE总数。

LTE中PDCCH在一个子帧内占用的OFDM符号个数，是由PCFICH中定义的CFI的值所确定的。UE通过主，辅同步信道，确定了小区PCI，通过读取PBCH，确定了PHICH占用的资源分布，系统的天线端口等内容。UE就可以进一步读取PCFICH。在PDCCH所占用的符号中，除了PDCCH，还包含有PCFICH，PHICH，参考信号RS等内容。其中PCFICH的内容已经解调，PHICH的分布由PBCH确定，RS的分布取决于PBCH中广播的天线端口数目。由此，PDCCH在一个子帧内占用的REG信息就得以确定了，每个CCE由9个REG组成，这样PDCCH的CCE总数就确定了。

步骤二，在已知RNTI的情况下,盲检DCI信息

PDCCH有4种format(格式){0，1，2，3}，分别对应聚合等级(Aggregation Level){1，2，4，8}。聚合等级表示一个PDCCH占用的连续的CCE个数。UE只会在聚合等级4和8上监听公共搜索空间，但会在聚合等级1、2、4、8上监听UE专用搜索空间。

UE盲检的搜索空间分为公共搜索空间(Common search space)和UE专用搜索空间(UE-specific search space)，如表1所示。

公共搜索空间用于传输与Paging、SIB、RA Response、BCCH等相关的控制信息。UE专用搜索空间在UE接入小区后根据不同的传输模式选择不同的DCI格式传输与DL-SCH、UL-SCH等相关的控制信息。

搜索空间内的某个PDCCH candidate m所占用的CCEs通过如下公式计算

其中i＝0,…,L-1且m＝0,…,M^(L)-1。M^(L)为给定的搜索空间内需要监听的PDCCHcandidate数，

公共搜索空间从CCE0开始；UE专用搜索空间的起始位置可以通过前面给出的公式(对应i＝0)计算得出。对于公共搜索空间，Y_k为0。对于UE特定的搜索空间(聚合等级为L)，定义为

Y_k＝(A·Y_k-1)modD (2)

其中Y_-1＝n_RNTI≠0,A＝39827,D＝65537and为一个系统帧中的slot号(取值范围为0～19)。

UE通过上述公式可以确定自己的公共搜索空间和UE专用搜索空间，同时根据系统配置计算出所需DCI的比特长度，然后对每个候选集进行解速率匹配和维特比译码的操作，最后进行CRC校验，如果CRC校验通过，则解码正确，并终止解码过程。由于UE不知道收到的PDCCH使用哪种聚合等级，所以UE会把所有可能性都尝试一遍。对于公共搜索空间，UE需要分别按聚合等级为4和8来搜索。当按聚合等级等于4盲检时，16个CCE需要盲检4次，即有4个PDCCH候选集；当按聚合等级等于8盲检时，16个CCE需要盲检2次，也就是有2个PDCCH候选集；那么对于公共空间来说，一共有4+2＝6个PDCCH候选集。而对于UE专用搜索空间，UE需要分别按聚合等级等于1、2、4、8来盲检一遍，此时一共有6+6+2+2＝16个PDCCH候选集。

在某种传输模式或状态下UE可能的DCI format最多有2种,比如随机接入过程UE只会使用format 1A和DCI format 1C进行尝试解码；而在连接态TM1/TM2模式，UE只会使用C-RNTI对DCI format 1和DCI format 1A进行尝试解码；TM3模式，UE只会使用C-RNTI对DCIformat1A和DCI format 2A进行尝试解码。因此UE进行PDCCH盲检的总次数不超过44(22*2)次。

上述技术方案的优势在于：在RNTI已知的情况下，针对某一特定UE,不论在公共搜索空间还是UE专用搜索空间，DCI的长度只有两种，所以最多盲检44次，即可获得该子帧中发送给UE的所有DCI信息。

上述技术方案的劣势在于：该方法只能在已知RNTI的情况下解码PDCCH,且只能解码出该子帧中某一个UE的PDCCH DCI信息，而对于某些通信系统，比如在面向5G的关键候选技术D2D通信(Device-to-Device，D2D)中，UE需要在未知RNTI的情况下，解析每个小区每个子帧下所有的PDCCH，上述方案就不再适用了。

发明内容

本发明的目的是针对D2D通信的需求，提供一种LTE系统UE对PDCCH进行盲检的实现方法，该方法能够在未知RNTI的情况下，检测出小区覆盖范围内的公共消息和所有用户的RNTI以及DCI信息。

本发明的目的是这样实现的，具体地说，本方法包括以下步骤：

①提取PDCCH的CCE信息

根据PCFICH指示PDCCH的控制域，提取OFDM符号CCE信息，并计算用于PDCCH的CCE个数；

②解小区的循环偏置；

③解交织；

④QPSK软解调；

⑤公共搜索空间的盲检操作

在公共搜索空间进行盲检操作，UE分别按聚合等级为4和8来搜索，每组PDCCH候选集在完成解速率匹配以及维特比译码之后，将输出的二进制码流与指定的CRC-16二进制码流做异或除法得到该组公共信息的RNTI，并保存每组公共信息的RNTI值、PDCCH候选集CCE的起始和终点位置以及维特比译码的路径度量值Metrics；

⑥用户专用搜索空间的盲检操作

用户专用搜索空间进行盲检操作，UE分别按聚合等级1、2、4、8来搜索，每组PDCCH候选集在完成解速率匹配以及维特比译码之后，将输出的二进制码流与指定的CRC-16二进制码流做异或除法得到该组用户的RNTI，根据该RNTI值计算PDCCH候选集CCE的起始位置，并与实际CCE的起始位置进行比较，如果不相同则丢弃该PDDCH候选集，如果相同则保存该PDDCH候选集用户的RNTI值、PDCCH候选集CCE的起始和终点位置以及维特比译码的路径度量值Metrics；

⑦PDDCH候选集信息的二次筛选

综合步骤⑤和步骤⑥保存的PDDCH候选集信息，根据每组PDDCH候选集维特比译码的路径度量值Metrics从高到低进行优先级排序，挑选出Metrics的最大值，比较该PDDCH候选集CCE的起始和终点位置是否与其余的PDDCH候选集冲突，如果冲突则丢弃掉与其冲突的PDDCH候选集；然后从剩下的PDDCH候选集集合中挑选出次优先级的PDDCH候选集，用相同的方法判断其余的PDDCH候选集是否与其冲突，如果冲突则丢弃掉与其冲突的PDDCH候选集；依次类推，一直判断到最后一个优先级最低的PDDCH候选集，使用该筛选算法可最终确定小区覆盖范围内公共消息和用户的RNTI值及DCI信息。

本发明提供的PDCCH盲检实现方法的关键技术是：

1、应用在步骤⑤和步骤⑥中，在公共搜索空间和用户专用搜索空间通过异或除法获取隐式包含在CRC中携带的RNTI信息的方法。

2、应用在步骤⑥中，在用户专用搜索空间的筛选方法：遍历PDDCH所有可能的候选集，通过异或除法获取到RNTI信息后，根据RNTI计算该候选集CCE的起点位置，并与实际CCE的起始位置进行比较，如果不相同则丢弃该PDDCH候选集，如果相同则保留该PDDCH候选集的方法。

3、应用在步骤⑦中，通过对保留的每组PDDCH候选集维特比译码的路径度量值Metrics从高到低进行优先级排序，并进行碰撞筛选的方法。

本发明具有下列优点和积极效果：

能够在接收终端未知UE RNTI信息时，在中高信噪比的条件下，盲检出小区覆盖范围内的所有公共信息和所有用户的RNTI信息以及DCI信息，具有很强的实用性。

附图说明

图1为基站发射端PDCCH DCI编码流程图；

图2为常规方法UE接收端PDCCH DCI解码流程图；

图3是本方法的总流程图；

图4为初步筛选用户专用搜索空间某种聚合等级PDCCH候选集流程图；

图5为PDDCH候选集二次筛选算法流程图；

图6为PDCCH候选集区域映射图。

英译汉

1、LTE：Long Term Evolution，长期演进。

2、UE：User Equipment，用户设备。

3、OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分多址。

4、RNTI：Radio Network Temporary identifier，无线网络临时标识。

5、PBCH：Physical Broadcast Channel控制信息物理广播信道。

6、PCFICH：Physical Control Format Indicator Channel，物理控制格式指示信道。

7、PHICH：Physical Hybrid ARQ Indicator Channel，物理混合自动重传指示信道。

8、PDCCH：Physical Downlink Control CHannel，物理下行控制信道。

9、CCE：,Control Channel Element，控制信道单元。

10、DCI：Downlink Control Information，下行控制信息。

11、CRC：Cyclic Redundancy Check，循环冗余码校验。

具体实施方式

下面结合附图对本方法的实施细节作进一步的说明。

本发明适用场景：未知UE数目以及未知RNTI的情况下；中高信噪比(大于20dB)条件下的小区覆盖；典型应用为UE随机接入过程以及处于连接态TM1、TM2以及TM3模式的空口环境。

本发明提供的LTE系统中PDCCH盲检方法的实现步骤为：

1、方法

如图3，本方法包括下列步骤：

①提取PDCCH的CCE信息(101)；

②解小区的循环偏置(102)；

③解交织(103)；

④QPSK软解调(104)；

⑤公共搜索空间的盲检操作(105)；

⑥用户专用搜索空间的盲检操作(106)；

⑦PDCCH候选集信息的二次筛选(107)。

2、步骤①

根据PCFICH指示PDCCH的控制域，提取OFDM符号CCE信息，并计算用于PDCCH的CCE个数(101)；CCE数目提取方法与常规的盲检方法类似，LTE中PDCCH在一个子帧内占用的符号个数，是由PCFICH中定义的CFI所确定的。在PDCCH所占用的符号中，除了PDCCH，还包含有PCFICH，PHICH，RS等内容。其中PCFICH的内容已经解调，PHICH的分布由PBCH确定，RS的分布取决于PBCH中广播的天线端口数目。因此，PDCCH在一个子帧内占用的CCE数目就确定了。

3、步骤⑤

公共搜索空间进行盲检操作(105)，UE分别按聚合等级4和8来搜索，每组PDCCH候选集在完成解速率匹配以及维特比译码之后，将输出的二进制码流Bitstring与指定的CRC-16二进制码流做异或除法得到该组公共信息的RNTI，并保存每组公共信息的RNTI值、PDCCH候选集CCE的起始和终点位置以及维特比译码的路径度量值Metrics

上述提到的异或除法的操作方法：首先选择一个除数poly，通常为17比特的CRC-16二进制码流，然后将维特比译码后输出的二进制码流Bitstring与除数poly从高到低做异或XOR操作，异或结果比特位如果大于或等于除数poly，就继续做异或操作，直到异或结果的余数比特位小于除数比特位。该余数即为二进制码流对应的RNTI值。注意，只有当Bitstring的最高位为1，我们才将它与poly进行XOR运算，否则我们只是将Bitstring左移一位。

上述提到的维特比译码采用软判决的方式，硬判决时最大路径度量采用的是最小汉明距离，而软判决时路径度量采用欧式距离，因此维特比译码的路径度量值Metrics采用的是欧式距离。硬判决和软判决不同之处在于采用了不同的路径度量，由于硬判决译码处理的信号是对应于二进制对称信道(BSC)输出的二进制信号，最大路径度量等价于最小汉明距离；而软判决译码处理的是进行了Q(>2)电平量化的信号，由离散无记忆信道(DMC)产生的输出信号，对应的最大路径度量值采用了较为精确的欧式距离计算方法。

4、步骤⑥

在用户专用搜索空间进行盲检操作，UE首先获取CCE的总数目Ncce，然后分别按照聚合等级L为1、2、4、8顺序开始遍历用户专用空间所有的候选集，该方法的操作流程参见图4，

A、获取PDCCH UE专搜空间当前候选集的聚合等级L，Ncce的总数目—401；

B、开始遍历用户专搜空间所有的PDDCH候选集，设定X赋初值为0—402；

C、根据搜索空间内PDCCH—403

候选集所占用的CCEs的公式可知设定X的取值范围为[0,floor(Ncce/L)]，判断X是否小于(Ncce/L)，是则进入步骤D，否则跳转到步骤K；

D、由X计算PDCCH候选集CCE的搜索范围为[XL,(X+1)*L),因此PDCCH候选集CCE的起点值ind为XL—404；

E、在该组PDCCH候选集CCE的搜索范围内依据某种DCI格式的长度进行解速率匹配以及咬尾卷积码的操作—405；

F、然后将咬尾卷积码译码输出的二进制码流与指定的CRC-16二进制码流做异或除法获取该PDCCH候选集的RNTI值—406；

G、然后根据获取的RNTI值以及LTE协议公式Y_k＝(A·Y_k-1)modD计算Yk的值，并根据Yk值计算PDCCH候选集CCE的起点值，设定为Y—407；

H、判定Y值是否和XL相等—408，是则进入步骤I，否则跳转到步骤J；

I、保存该PDDCH候选集用户的RNTI值、PDCCH候选集CCE的起始和终点位置以及咬尾卷积译码的路径度量值Metrics—409，并跳转到步骤J；

J、X的值自增1，即X＝X+1—410，并跳转到步骤C；

K、结束—411。

按照此方法进行操作，可初步筛选出用户专用搜索空间所有可能的PDCCH候选集。

5、步骤⑦

综合步骤⑤和步骤⑥保存的PDDCH候选集信息进行二次筛选，该筛选算法流程图参见图5。

a、根据现有PDCCH候选集咬尾卷积码对应的维特比译码的路径度量值Metrics从高到低进行优先级排序—601；

b、挑选出PDCCH候选集维特比译码路径度量值Metrics的最大值，比较该PDDCH候选集CCE的起始和终点位置是否与其余的PDDCH候选集冲突.如果冲突则丢弃掉与其冲突的PDDCH候选集,如果不冲突则保留该PDCCH候选集—602；

c、挑选出当前优先级序列中Metrics排第二位的PDCCH候选集，准备进行下一轮维特比译码路径度量值Metrics的筛选—603

d、判断挑选的PDCCH候选集是否是优先级最低的PDDCH候选—(604)，是则跳转到步骤e,否则跳转到步骤a；

e、结束—605。

步骤b具体的操作方法是：

PDCCH候选集维特比译码的路径度量值Metrics从高到低进行优先级排序，设定个数为N，首先挑选出优先级序列中Metrics的最大值，设定该候选集CCE区域起点值为MAX_CCE_START，区域终点值为MAX_CCE_END，设定该优先级序列中其他候选集CCE区域起点值为L_CCE_START(i){i＝1,2,3,…(N-1)}，设定该优先级序列中其他候选集CCE区域终点值为L_CCE_END(i){i＝1，2,3,…(N-1)}，将PDDCH Metrics最大值候选集与其余候选集中的一组进行比较，如果MAX_CCE_START大于L_CCE_END(i)或者MAX_CCE_END小于L_CCE_START(i)，说明两组PDCCH候选集没有冲突，CCE区域为[L_CCE_START(i),L_CCE_END(i)]的PDCCH候选集可保留；如果MAX_CCE_START小于或等于L_CCE_END(i)或者MAX_CCE_END大于或等于L_CCE_START(i)，说明两组PDCCH候选集发生冲突，需要丢弃CCE区域为[L_CCE_START(i)，L_CCE_END(i)]的PDCCH候选集；PDDCH候选集区域映射可参见图6。

Claims (3)

1.LTE系统PDCCH盲检的实现方法，其特征在于：

①提取PDCCH的CCE信息(101)

根据PCFICH指示PDCCH的控制域，提取OFDM符号CCE信息，并计算用于PDCCH的CCE个数；

②解小区的循环偏置(102)

③解交织(103)

④QPSK软解调(104)；

⑤公共搜索空间的盲检操作(105)

在公共搜索空间进行盲检操作，UE分别按聚合等级为4和8来搜索，每组PDCCH候选集在完成解速率匹配以及维特比译码之后，将输出的二进制码流与指定的CRC-16二进制码流做异或除法得到该组公共信息的RNTI，并保存每组公共信息的RNTI值、PDCCH候选集CCE的起始和终点位置以及维特比译码的路径度量值Metrics；

⑥用户专用搜索空间的盲检操作(106)

在用户专用搜索空间进行盲检操作，UE分别按聚合等级1、2、4、8来搜索，每组PDCCH候选集在完成解速率匹配以及维特比译码之后，将输出的二进制码流与指定的CRC-16二进制码流做异或除法得到该组用户的RNTI，根据该RNTI值计算PDCCH候选集CCE的起始位置，并与实际CCE的起始位置进行比较，如果不相同则丢弃该PDDCH候选集，如果相同则保存该PDDCH候选集用户的RNTI值、PDCCH候选集CCE的起始和终点位置以及维特比译码的路径度量值Metrics；

⑦PDDCH候选集信息的二次筛选(107)

综合步骤⑤和步骤⑥保存的PDDCH候选集信息，根据每组PDDCH候选集维特比译码的路径度量值Metrics从高到低进行优先级排序，挑选出Metrics的最大值，比较该PDDCH候选集CCE的起始和终点位置是否与其余的PDDCH候选集冲突，如果冲突则丢弃掉与其冲突的PDDCH候选集；然后从剩下的PDDCH候选集集合中挑选出次优先级的PDDCH候选集，用相同的方法判断其余的PDDCH候选集是否与其冲突，如果冲突则丢弃掉与其冲突的PDDCH候选集；依次类推，一直判断到最后一个优先级最低的PDCCH候选集，使用该筛选算法可最终确定小区覆盖范围内公共消息和用户的RNTI值及DCI信息。

2.按权利要求1所述的LTE系统PDCCH盲检的实现方法，其特征在于所述的步骤⑥：

在用户专用搜索空间进行盲检操作，UE首先获取CCE的总数目Ncce，然后分别按照聚合等级L为1、2、4、8顺序开始遍历用户专用空间所有的候选集，该方法的操作流程如下：

A、获取PDCCH UE专搜空间当前候选集的聚合等级L，Ncce的总数目(401)；

B、开始遍历用户专搜空间所有的PDDCH候选集，设定X赋初值为0(402)；

C、根据搜索空间内PDCCH(403)

候选集所占用的CCEs的公式可知设定X的取值范围为[0,floor(Ncce/L)]，判断X是否小于(Ncce/L)，是则进入步骤D，否则跳转到步骤K；

D、由X计算PDCCH候选集CCE的搜索范围为[XL,(X+1)*L),因此PDCCH候选集CCE的起点值ind为XL(404)；

E、在该组PDCCH候选集CCE的搜索范围内依据某种DCI格式的长度进行解速率匹配以及咬尾卷积码的操作(405)；

F、然后将咬尾卷积码译码输出的二进制码流与指定的CRC-16二进制码流做异或除法获取该PDCCH候选集的RNTI值(406)；

G、然后根据获取的RNTI值以及LTE协议公式Y_k＝(A·Y_k-1)mod D计算Yk的值，并根据Yk值计算PDCCH候选集CCE的起点值，设定为Y(407)；

H、判定Y值是否和XL相等(408)，是则进入步骤I，否则跳转到步骤J；

I、保存该PDDCH候选集用户的RNTI值、PDCCH候选集CCE的起始和终点位置以及咬尾卷积译码的路径度量值Metrics(409)，并跳转到步骤J；

J、X的值自增1，即X＝X+1(410)，并跳转到步骤C；

K、结束(411)。

3.按权利要求1所述的LTE系统PDCCH盲检的实现方法，其特征在于所述的步骤⑦：

综合步骤⑤和步骤⑥保存的PDDCH候选集信息进行二次筛选，该筛选算法流程如下：

a、根据现有PDCCH候选集咬尾卷积码对应的维特比译码的路径度量值Metrics从高到低进行优先级排序(601)；

b、挑选出PDCCH候选集维特比译码路径度量值Metrics的最大值，比较该PDDCH候选集CCE的起始和终点位置是否与其余的PDDCH候选集冲突.如果冲突则丢弃掉与其冲突的PDDCH候选集,如果不冲突则保留该PDCCH候选集(602)；

c、挑选出当前优先级序列中Metrics排第二位的PDCCH候选集，准备进行下一轮维特比译码路径度量值Metrics的筛选(603)

d、判断挑选的PDCCH候选集是否是优先级最低的PDDCH候选—(604)，是则跳转到步骤e,否则跳转到步骤a；

e、结束(605)。