LTE PDCCH

prestudy:LTE中RE REG CCE

RE(Resource Element)

频率上一个子载波和时域上一个symbol，称为一个RE。

REG

REG是Resource Element Group的缩写，一个REG由不包括小区特定参考信号在内的4个连续的RE组成。REG主要针对PCFICH和PHICH速率很小的控制信道资源分配，提高资源的利用效率和分配灵活性。
注：PCFICH映射到REG的是16个OFDM符号，因此，整个PCFICH信道需要占用4个REG。
由于只有解码出PCFICH信道才能知道控制区域的大小，因此PCFICH信道总是映射在子帧的第一个OFDM符号上。另外，为了获得频域上的分集效应，组成PCFICH信道的4个REG将均匀分布在整个带宽中。
more about PCFICH: https://blog.csdn.net/m_052148/article/details/51426461

CCE

CCE是Control Channel Element的缩写，每个CCE由9个REG组成，之所以定义相对于REG较大的CCE，是为了用于数据量相对较大的PDCCH的资源分配。每个用户的PDCCH只能占用1，2，4，8个CCE，称为聚合级别。
CCE只用作PDCCH信道的映射，不用于小区参考信号、PCFICH信道和PHICH信道的映射，因此，组成CCE的REG或RE是不包括小区参考信号、PCFICH信道和PHICH信道等已经占用的RE或REG的。

procedure:PDCCH 盲检测

在LTE里，每个PDCCH信道会映射到不同聚合等级（或不同个数）的CCE中。在标识PDCCH信道的时候，除了使用聚合等级这个参数外，还需要CCE的起始位置索引这个参数。如下的CCE Start和CCE Length可以标识这个PDCCH信道：。由于下行或上行资源的动态调度是在eNB侧进行的，聚合等级和起始位置都由eNB侧分配，因此在某个下行子帧里，终端事先无法确切的知道PDCCH占用的CCE的聚合等级是多少，以及CCE的起始位置索引在哪里。所以，对于终端来说，每次都是通过盲检测来获取PDCCH信道即CCE的位置的

CCE Start = 0

CCE Length = 8

虽然UE事先并不知道要接收的PDCCH携带哪种格式的DCI，也不知道该DCI使用哪个PDCCH candidate进行传输，但UE知道自己处于何种状态以及在该状态下期待收到的DCI信息。
例如在IDLE态时UE期待收到Paging;在发起Random Access后UE期待的是RAR；在有上行数据待发送时期待UL grant等。
并且UE知道自己的搜索空间，因此知道DCI可能分布在哪些CCE上。对于不同的期待信息，UE尝试使用相应的X-RNTI、可能的DCI format、可能的聚合等级（Aggregation Level，简称AL）。去与属于自己的搜索空间内的CCE做CRC校验。如果CRC校验成功，那么UE就知道这个信息是自己需要的，也就知道相应的DCI format，从而进一步解出DCI内容。

DCI格式

DCI Format 1A (Hex : 47D01E2)

Format = 1

Distributed VRB flag = 0 (Local)

Resource Allocation = 500 (RB Start = 0, RB Length = 11)

MCS = 0 (I_TBS = 0)

HARQ Process Number = 7

NDI (New Data Indicator) = 1 (True)

RV = 0

TPC Command for PUCCH = 1

PDCCH信道传输的是与物理上下行共享信道（PUSCH、PDSCH）相关的控制信息，即DCI信息（Downlink Control Information），这些DCI信息包含了诸如RB资源分配信息、调制方式MCS、HARQ-ID等等若干相关内容。终端只有正确的解码到了DCI信息，才能正确的处理PDSCH数据或PUSCH数据。

下行调度分配中用的较多的DCI1A格式介绍如下：
PDCCH信道承载的DCI1A格式的码流有2种作用：第一个作用，也是最常使用的作用，是承载当前子帧PDSCH的调度控制信息；第二个作用，就是网侧通过DCI1A发起PDCCH Order，触发非竞争随机接入过程。

如果DCI1A用做PDCCH Order，触发非竞争随机接入过程，那么此时该DCI各字段的bit位定义如下：

• DCI0/DCI1A格式指示位 – 1bit。当该bit值=0，表示当前的DCI格式是DCI0，当bit值=1，表示当前的DCI格式是DCI1A。

Format = 1

• 集中式或分布式的VRB分配指示位。– 1 bit。固定填0。

Distributed VRB flag = 0 (Local)

• RB资源分配字段 – [log2(N_DL_RB*(N_DL_RB+1)/2) ]向上取整bits。有时候简写为RIV字段。所有bit位的值均固定填1。 比如：当前下行带宽是1.4MHz，那么N_DL_RB=6，所以[log2(N_DL_RB*(N_DL_RB+1)/2) ]向上取整=[log2(6*(6+1)/2)]向上取整=[log2(21)]向上取整=[4.39]向上取整=5。因此，该字段的5个bits均要固定填1。

• 前导码索引Preamble Index– 6 bits。这个参数由eNB侧的RRC配置，终端发起非竞争随机接入时，需要在PRACH中填写该前导码索引。

• PRACH掩码索引PRACH Mask Index – 4 bits。这个参数同样由eNB侧的RRC配置，决定了PRACH信道的位置，具体参考《LTE-TDD随机接入过程（4）-RIV的解析和Preamble资源的选择》。

• 其它剩余的bits位均填0。对于特定的下行带宽来说，DCI1A有着固定的bit长度，比如LTE-TDD制式且下行带宽=20MHz时，DCI1A的长度是31bits，那么当DCI1A用作PDCCH Order的时候，此时有效字段只用到了（1bit+1bit+13bits+6bits+4bits）=25bits，还有（31-25）=6bits没有用到，此时需要将末尾的6bits全部填0。

如果DCI1A不是用作非竞争接入，即不用作PDCCH Order，而是用作PDSCH的调度信息，那么此时该DCI各字段的bit位定义如下：

DCI Format 1A (Hex : 47D01E2)

Format = 1

Distributed VRB flag = 0 (Local)

Resource Allocation = 500 (RB Start = 0, RB Length = 11)

MCS = 0 (I_TBS = 0)

HARQ Process Number = 7

NDI (New Data Indicator) = 1 (True)

RV = 0

TPC Command for PUCCH = 1

• DCI0/DCI1A格式指示位 – 1bit。当该bit值=0，表示当前的DCI格式是DCI0，当bit值=1，表示当前的DCI格式是DCI1A。

Format = 1

• 集中式或分布式的VRB分配指示位。– 1 bit。如果是集中式的VRB分配则该bit位填0，若是分布式的VRB分配则该bit位填1。集中式和分布式的区别：https://blog.csdn.net/m_052148/article/details/51994477

Distributed VRB flag = 0 (Local)

• RB资源分配字段 – [log2(N_DL_RB*(N_DL_RB+1)/2) ]向上取整bits，计算bit位的方式与PDCCH Order相同。需要说明的是，无论是集中式分配VRB还是分布式分配VRB，DCI1A只支持VRB连续分配的场景，因此此时RB资源分配会涉及到2个问题，第一是PDSCH数据占用的RB的起始位置在哪里，第二是占用的RB的长度是多少。要解决这两个问题，就需要在这一个RIV字段中同时编码这两个信息。协议是这么规定RIV的含义的：
  

比如某个PDSCH对应的VRB起始位置=4，RB长度=8，下行带宽是20MHz，那么公式中的$L_{CRBs}=8，N_{RB}^{DL}=100，R{B}_{start}=4$，此时：

$L_{CRBs}$-1=8-1=7，$(N_{RB}^{DL}/2)$向下取整=50>7。所以此时eNB填写的RIV=100×（8-1）+4=704。

Resource Allocation = 500 (RB Start = 0, RB Length = 11)

• MCS字段 – 5bits。PDSCH中数据的编码调制方式。范围是0～28。

MCS = 0 (I_TBS = 0)

• HARQ-ID号 – 3 bits (FDD) , 4 bits(TDD)。因为FDD的HARQ个数固定是8个，所以3个bits就够用了。

HARQ Process Number = 7

• NDI指示 – 1 bit。终端根据NDI是否有反转，来判断当前的PDSCH数据是否是新传还是重传。如果反转了则表示是一次新传，而如果没有反转，则表示是一次重传。

NDI (New Data Indicator) = 1 (True)

• RV冗余版本 – 2 bits。如果是重传，一般是按照0、2、3、1、0的规律传输，但网侧在实际实现时，处于某些场景的考虑，可能不一定完全按照这个顺序。

RV = 0

• TPC command for PUCCH – 2 bits。

TPC Command for PUCCH = 1

这里需要区分2种场景：

（1）如果是RA-RNTI、P-RNTI、SI-RNTI加扰：此时2bit的TPC只使用LSB的这个bit位，若LSB=0，则表示$N_{RB}^{1A}$=2，若LSB=1，则表示$N_{RB}^{1A}$=3。但这里需要说明的是，这个$N_{RB}^{1A}$=2或3的意思不是说对应的PDSCH只能使用2个RB或3个RB。比如eNB下发SIB，LSB(TPC)=0，此时$N_{RB}^{1A}$=2，但PDSCH使用的RB是根据前文描述的“RB资源分配字段”来解码的，即SIB可以使用4个RB或更多的RB。不过无论PDSCH使用的RB是多少个，根据36213-7.1.7.2.1表格查找到的TBS，必须要能在RB=2或RB=3的那一列TBS中能找到。举个例子：比如发送SIB的DCI1A中，解码RIV字段得到RB=4，解码MCS字段=1，解码TPC字段=3。根据RB和MCS字段，可以得到TBS=144bits，这个144bits应该也能够在表格的RB=3这一列中找到。实际查7.1.7.2.1表，可以发现144bits确实在RB=3这一列存在，且此时MCS=2。

（2）如果是CRNTI等其他RNTI加扰：那么这2bits就表示PUCCH信道的TPC调整值。2bit的范围是0～3，不同的值表示不同的功率调整值，具体如下表所示。如果终端解码到的TPC=1，则表示PUCCH的功率调整幅度=0dB，即下一次PUCCH信道的发送功率不调整；如果TPC=2，则表示下一次的PUCCH信道的发送功率向上调整1dB。

• DAI字段 – 2 bits。这个字段只在LTE-TDD中使用，在FDD中没有这个字段。对于TDD来说，这个DAI字段也只在上下行子帧配置是1～6的时候有效。我们知道，在空口中传输数据是很有可能丢失的，对于PDSCH或PUSCH来说，可以通过HARQ和ARQ来进行保证，但对于控制信道的DCI来说，是没有握手机制的，因此网侧在发出一次PDCCH之后，并不清楚终端有没有接收到这个DCI信息，或者说终端并不知道自己有没有漏掉DCI。那么引入这个DAI字段就可以用来判断是否有DCI的丢失，比如终端解码到了同个HARQ进程的2个DCI1A（没有其他的DCI），其中的DAI值分别是1和3，那么终端就可以知道，这个HARQ进程的DAI=2的那个DCI1A没有检测到，被丢失了。关于DAI的更详细的内容，在后续讲解下行HARQ应答的时候再具体讨论。

参考：
1 《深入理解LTE-A》
2 http://www.sharetechnote.com/html/FullStack_LTE.html
3 https://blog.csdn.net/m_052148/article/details/51594861
4 https://blog.csdn.net/m_052148/article/details/51670920