LTE中的PDCCH

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LTE中的PDCCH

PDCCH中承载的是DCI（Downlink Control Information），包含一个或多个UE上的资源分配和其他的控制信息。在LTE中上下行的资源调度信息（MCS, Resource allocation等等的信息）都是由PDCCH来承载的。一般来说，在一个子帧内，可以有多个PDCCH。UE需要首先解调PDCCH中的DCI，然后才能够在相应的资源位置上解调属于UE自己的PDSCH（包括广播消息，寻呼，UE的数据等）
前面提到过，LTE中PDCCH在一个子帧内（注意，不是时系）占用的符号个数，是由PCFICH中定义的CFI所确定的。UE通过主，辅同步信道，确定了小区的物理ID 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，了解PDCCH等控制信道所占用的符号数目。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。至此，（全部的）PDCCH在一个子帧内所能够占用的RE就得以确定了。
由于PDCCH的传输带宽内可以同时包含多个PDCCH，为了更有效地配置 PDCCH和其他下行控制信道的时频资源，LTE定义了两个专用的控制信道资源单位：RE组(RE Group，REG)和控制信道单元(Control Channel Element，CCE)。1个REG由位于同一OFDM符号上的4个或6个相邻的RE组成，但其中可用的RE数目只有4个，6个RE组成的REG中包含了两个参考信号，而参考信号RS所占用的RE是不能被控制信道的REG使用的。协议中（36.211）还特别规定，对于只有一个小区专用参考信号的情况，从REG中RE映射的角度，要假定存在两个天线端口，所以存在一个REG中包含4个或6个RE两种情况。一个CCE由9个REG构成。定义REG这样的资源单位，主要是为了有效地支持 PCFICH、PHICH等数据率很小的控制信道的资源分配，也就是说，PCFICH，PHICH的资源分配是以REG为单位的；而定义相对较大的CCE，是为了用于数据量相对较大的PDCCH的资源分配。
PDCCH在一个或多个连续的CCE上传输， LTE中支持4中不同类型的PDCCH，如下图所示：
PDCCH format        Number of CCEs        Number of resource-element groups        Number of PDCCH bits
0        1        9        72
1        2        18        144
2        4        36        288
3        8        72        576
LTE中，CCE的编号和分配是连续的。如果系统分配了PCFICH和PHICH后剩余REG的数量为NREG，那么PDCCH可用的CCE的数目为NCCE＝NREG/9向下取整。CCE的编号为从0开始到NCCE－1。
PDCCH所占用的CCE数目取决于UE所处的下行信道环境，对于下行信道环境好的UE，eNodeB可能只需分配一个CCE，对于下行信道环境较差的UE，eNodeB可能需要为之分配多达8个的CCE。为了简化UE在解码PDCCH时的复杂度，LTE中还规定CCE数目为N的PDCCH，其起始位置的CCE号，必须是N的整数倍。
每个PDCCH中，包含16bit的CRC校验，UE用来验证接收到的PDCCH是否正确，并且CRC使用和UE相关的Identity进行扰码，使得UE能够确定哪些PDCCH是自己需要接收的，哪些是发送给其他UE的。可以同来进行扰码的UE Identity包括有：C－RNTI， SPS－RNTI，以及公用的SI－RNTI， P－RNTI和RA－RNTI等。
每个PDCCH，经过CRC校验后，进行TBCC信道编码和速率匹配。eNodeB可以根据UE上报上来的CQI（Channel Quality Indicator）进行速率匹配。此时，对于每个PDCCH，就可以确定其占用的CCE数目的大小。
前面已经提到过，可用的CCE的编号是从0到NCCE－1。可以将CCE看作是逻辑的资源，顺序排列，为所有的PDCCH所共享。eNodeB 根据每个PDCCH上CCE起始位置的限制，将每个PDCCH放置在合适的位置。这时可能出现有的CCE没有被占用的情况，标准中规定需要插入NIL，NIL对应的RE上面的发送功率为-Inf，也就是0。
此后，CCE上的数据比特经过于小区物理ID相关的扰码，QPSK调制，层映射和预编码，所得到的符号按照四元组为单位（Symbol Quadruplet，每个四元组映射到一个REG上）进行交织和循环移位，最后映射到相应的物理资源REG上去。
物理资源REG首先分配给PCFICH和PHICH，剩余的分配给PDCCH，按照先时域后频域的原则进行REG的映射。这样做的目的是为了避免PDCCH符号之间的不均衡。