网络七层协议OSI是一个开放性的通信系统互连参考模型。 它是国际标准组织制定的一个指导信息互联、互通和写作的网络规范。 开放:是指只要遵循OSI标准,位于世界的任何地方的任何系统之间都可以进行通讯;开放系统:是指遵循互联网协议的任何系统,如电话系统。
OSI模型有7层结构,每层都可以有几个子层。 每层的主要功能如下:
- 物理层:物理层主要解决通信设备的连接和通信介质的选择,以便能够连接到网络。
- 数据链路层:数据链路层主要解决数据的可靠传输,以便能够在网络上传输数据。
- 网络层:网络层主要解决网络上的通信,以便能够在网络上传输数据。
- 传输层:传输层主要解决网络上的数据传输,以便能够在网络上传输数据。
- 会话层:会话层主要解决两个或多个系统之间的通信,以便能够在网络上传输数据。
- 表示层:表示层主要解决数据的格式转换,以便能够在网络上传输数据。
- 应用层:应用层主要解决网络上的应用程序,以便能够在网络上传输数据。
本期的重点内容是关于对物理层信道的讲解,尤其是物理层钟PDCCH(物理层下行控制信道)。
PDCCH (Physical Downlink Control Channel) is a physical layer control channel of the LTE system, which is mainly used for downlink control of base stations.It is mainly responsible for controlling the transmission and reception of the mobile device, and also carries information related to the channel state, such as the transmission power, antenna selection, and so on.
PDCCH(Physical Downlink Control Channel)即物理层下行控制信道。PDCCH承载调度及其他控制信息,其中包含传输格式、资源分配、上行调度、功率控制及上行重传信息。5G (NR)网络中PDCCH信道主要承载下行控制信息(DCI) 。
DCI(Digital Copyright Identifier,数字版权唯一标识符),中文名称“数字版权唯一标识符”,是用于标识和描述数字网络环境下权利人与作品之间一一对应的版权权属关系的数字对象。它是一个128位的整数,包含了数字版权所有者、作品名称、授权类型、授权时间、授权范围等信息,可以用于数字版权管理、认证、交易、维权等方面。
PDCCH信道特点:
- 在5G(NR)网络中PDCCH与LTE网络用途相同,主要承载下行控制信息(DCI)数据。
- 5G(NR)网络大带宽和多子载波间隔(SCS),所以5G(NR)网络PDCCH较为复杂。
- PDCCH主要承载DCI(下行控制信息)数据,在DCI 中包括 PDSCH 和 PUSCH 传输资源的调度信息、上行功率控制(PUSCH,PUCCH, SRS)信息,时隙(Slot)格式指示、 UE 使用的 PRB 和 OFDM 符号等信息。
- PDCCH向 UE 发送动态控制信息,用户端(UE)需读取下行链路的控制信息,掌握何时(时域)、何处(频域)、如何解调(解码) PDSCH 信息;在上行链路何时(时域)、何处(频域)以及如何汇集和发送 PUSCH 数据。
- PDCCH 中还包括两个重要内容:
a. 传输控制资源信息,即控制资源集(CORESET);
b. 协调UE获取控制资源集(CORESET)的控制信息。
终端(UE)通过对特定控制资源集(CORESET)监控获得控制信息。
UE的相关信息通过对空间中候选集(PDCCH Candidate)进行盲检(BlindDecoding)来获取。
控制资源集(CORESET)基本单位是资源粒子组(REG---Resource Element Group),REG 1对应于第一个PRB上的第1个PFDM符号。在CORESET 中包括REG序号(通常为6的数倍)--对应于CCE大小;PDCCH基本单位是CCE(控制信道单元- Control Channel Element);1个CCE由6个REG(资源粒子组- Resource Element Group)构成;而CCE是一组逻辑资源,它们通过交织(内部交织)或交织(外部交织)的CCE-REG映射方式映射到CORESET资源,它们的关系见下图:
三种PDCCH类型:
公共PDCCH(Common PDCCH)
应用:公共信息(RMSI, OSI, Paging, RACH MSG2/4)调度;
时域:1~3符号(MIB或RRC重配置);
聚合等级:4/8/16;
映射方式:时域,交织;
CORESET配置:MIB或RRC信令;
搜索空间:公共搜索空间。
公共PDCCH组(Group Common PDCCH)
应用:SFI- Slot格式指示和PI(预清空)指示;
时域:1~3符号(MIB或RRC重配置);
聚合等级:4/8/16;
映射方式:时域,交错;
CORESET配置:MIB或RRC信令;
搜索空间:公共搜索空间。
UE特定PDCCH(UE-Specific PDCCH)
应用:终端UE级数据调度和功率控制信息调度;
时域:1~3符号(M RRC重配置);
聚合等级:1/2/4/8/16;
映射方式:时域,交错/非交错;
CORESET配置: RRC信令;
搜索空间:UE特定搜索空间。
DCI的格式:
上行传输(PUSCH调度):
DCI Format 0_0: DCI反馈,指示PUSCH调度;
DCI Format 0_1:指示PUSCH调度;
下行传输(PDSCH调度):
DCI Format 1_0: DCI反馈,指示PDSCH调度;调度在公共消息中传递,其中包括:Paging, RMSI,调度状态转换(BWP切换);
DCI Format 1_1:PDSCH调度指示;
其他:
DCI Format 2_0: Slot 格式指示;
DCI Format 2_1:指示那个PRB和OFDM符号UE不能进行数据映射;
DCI Format 2_2: PUSCH和PUCCH功率控制命令;
DCI Format 2_3: SRS功率控制命令;
DCI与MIB,SIB的区别:
(1)MIB: Master information block, 通过PBCH(物理广播信道)物理信道承载。
- 10ms系统帧号
- 5ms的系统半帧号
- 波束赋形中波束的标识
- SIB的位置索引
(2)SIB:System information block,通过PDSCH(物理下行共享信道)物理信道承载。
SIB类型有很多种,SIB具体包括SIB1、SIB2、SIB3、SIB4、SIB5、SIB6、SIB7、SIB8、SIB9、SIB10、SIB11、SIB12、SIB13等。
涉及到与物理小区相关的几乎所有信息。
(3)DCI:Downlink Control information Indicator,通过PDCCH物理信道承载。
DCI与RRC层无关,主要作用仅仅在物理层, 内涵10ms的系统帧的时频资源,包括终端和基站的RRC层传输控制信息和业务信息 ,以及终端10ms帧的传输模式,终端自身专有的控制信道所需要的时频资源。
PDCCH信道中(DCI)在物理层处理过程如下图所示:
1–承载和打孔(Payload and padding):如果DCI格式小于12bits则会进行零填充,使负载达到12 bits;
2-CRC添加:把一个24位CRC附加到有效载荷上。CRC允许UE检测解码DCI有效负载比特中的错误。
3–RNTI加扰:在CRC被添加后,最后16个CRC位比特将使用无线网络临时标识符(RNTI)加扰。使用RNTI加扰后,UE就可以检测DCI的不同用途数据,并区分大小相同,用途不同负载中DCI集。
4–交织:对CRC添加后的数据交织,也就是将CRC添加到信息位之间。交织器支持最大输入大小为164位bits,无CRC的DCI最多为140个位有效承载。
5-Polar编码:这些比特用Polar编码器编码,避免DCI在传输过程中不出错。
6-子块交织和速率适配:Polar码对子块进行交织处理输出,然后根据所分配的DCI 对有效负载中的资源粒子(REs)进行速率匹配。
7–加扰:每个DCI的有效载荷位分别被长度为31的黄金序列(Goldsequence)生成的扰乱序列进行加扰操作。扰码序列由小区的物理层小区接入标识(C-RNTI)或者由一个特定的扰码和一个特定单元RNTI (C-RNTI)初始化生成。
8–调制:根据DCI进行加码后的bit序列进行QPSK调制。
9–CCE标识和CCE到RE映射:在进行QPSK调制中,一个CCE包括54个RE承载,其可承载108 bits。这就要求速率匹配块的输出大小为𝐿*108,其中:𝐿是相关联的聚合级别(AL-Aggregation level),其基于信道环境和可用资源,gNB可以自适应地为DCI选择一个合适的聚合级别(AL)来调整编码速率;
10–资源映射:把复用的调制符号以控制信道元素单元(CCEs)映射到物理资源。每个CCE由6个资源元素组(REGs)组成,其中一个REG定义为一个OFDM符号中的一个PRB,其中包含PDCCH有效负载的9个分辨率和3个解调参考信号(DMRS)资源粒子。对于每个DCI可以分配1、2、4、8或16个CCE,其中DCI中的CCEs数为聚合级别(AL)。
5G在PDCCH下的终端(UE)节电
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