【5G PHY】5G控制资源集CORESET介绍

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在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作,目前牵头6G算力网络技术标准研究。


博客内容主要围绕:
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文章目录

  • 一、5G控制资源集👉CORESET👈介绍
  • 二、CORESET相关的参数
  • 三、UE如何使用CORESET
  • 四、PDCCH到CORESET的映射
  • 五、总结
  • 参考



一、5G控制资源集👉CORESET👈介绍

CORESET:控制资源集(Control Resource Set)
RB:载波(Radio Bearer)
RE:资源元素(Rsource Element)


在这里插入图片描述

       在5G NR中,CORESET被称为控制资源集。它是Downlink Resource Grid中特定区域内的物理资源集合,其用于承载PDCCH (DCI)。NR 中将PDCCH设计为可以在一个可配置的CORESET上传输,提升了灵活性

       CORESET类似于LTE中的PDCCH Control Region,它包括一个RB集合,以及位于RB上的OFDM符号的集合,并且这些参数可以通过相应的PDCCH搜索空间进行配置,这些配置涉及频域、时域、numerologies 和 operating points,这种灵活可配置的特性使得NR能够应用到更广的范围。

       LTE PDCCH是分配在整个系统带宽上的,而NR PDCCH是在CORESET中指定的频域范围内进行传输,如下图所示。

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       CORESET中分配的频率可以是连续的,也可以是非连续的CORESET中的时域跨度为1~3个连续的OFDM符号CORESET中的RE会被组织成REG(RE Group)每个REG由一个OFDM符号上的12个RE组成。将一个PDCCH限制在一个CORESET中,并通过它自己的解调参考信号(DMRS)进行传输,形成了UE特定的控制信道波束。一个PDCCH可以承载在1、2、4、8或16个CCE(control channel elements)上,以适应不同的DCI payload大小或不同的编码速率每个CCE由6个REG组成一个CORESET中的CCE到REG的映射可以是交织的(用于频率分集)也可以是非交织的(用于局部波束赋形)

请添加图片描述

可以配置UE,对不同DCI格式和不同聚合级别的多个候选PDCCH进行盲检。虽然盲检会给UE带来一些开销,但是为了实现灵活调度,以及更低的成本处理不同格式的DCI,这仍然是有必要的。


二、CORESET相关的参数

  • RE:是5G NR中最小的资源单位,由一个频域子载波和一个时域OFDM符号组成;
  • REG:一个REG是一个资源块,包含频域上的12个RE,和时域上的一个OFDM符号;
  • REG Bundles:由多个REG组成。Bundle的大小由RRC信令中的参数 reg-bundle-size确定;
  • CCE:一个CCE由多个REG组成。在一个CCE中,REG Bundles的数量是不同的;
  • 聚合等级:聚合等级表示为一个PDCCH分配的CCE数量。聚合级别和分配的CCE数量定义在下表中:
    聚合等级CCE数量
    11
    22
    44
    88
    1616

三、UE如何使用CORESET

       在LTE系统中,控制区域的频域始终与系统总带宽相同,因此不需要参数来定义LTE控制区域的频域。时域区域可以是1、2或者3,其由PCFICH来确定。而在NR中,RRC信令可以同时定义频域和时域,相关参数如下图所示:

参数描述
N R B C O R E S E T N_{RB}^{CORESET} NRBCORESETCORESET中频域的RB数量。由RRC参数CORESET-freq-dom确定
N S y m b C O R E S E T N_{Symb}^{CORESET} NSymbCORESETCORESET中时域符号的数量。由RRC参数CORESET-time-dur确定。这个值可以是1、2或3,但只有当DL-DMRS-typeA-pos = 3时才可能是3
N R E G C O R E S E T N_{REG}^{CORESET} NREGCORESETCORESET中REG的数量
LREG Bundle的大小,由CORESET-REG-bundle-size设置

根据3GPP规范38.331定义CORESET的RRC信令消息参数如下所示:

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相关参数含义解释如下:

  • controlResourceSetId:它对应的是L1的参数CORESET-ID。值0表示在MIB和ServingCellConfigCommon中配置的common CORESET。值1 ~ maxNrofControlResourceSets-1表示专用信令配置的CORESET。在一个服务小区的所有BWP中controlResourceSetId是唯一的;
  • frequencyDomainResources:频域资源定义了分配给UE的BWP内的资源块。它对应于第1层参数coreset - frequency -dom
    • 每个比特对应一组6个RB,分组从PRB 0开始,它完全包含在CORESET配置的BWP中;
    • 最高有效位对应于CORESET配置的BWP中的最低频率组,后续每个低有效位对应下一个最低频率组(如果有的话);
    • 没有完全包含在CORESET配置的BWP的组,对应的比特位会设置为0;
  • duration:它对应于L1层的参数CORESET-time-duration,定义了时域内连续的符号个数;
  • cce-reg-MappingType:提供了一些CCE到REG映射的方法;
  • reg-BundleSize:它对应于L1层参数CORESET-REG-bundle-size,它指示了一个REG Bundles中包含的REG数量;
  • interleaveSize:对应于L1参数’coreset - interlever -size’;
  • shiftIndex:对应于CORESET-shift-index。如果没有该参数,则UE将使用服务小区的PCI;
  • precoderGranularity:对应于L1层参数CORESET-precoder-granuality,预编码粒度是在频域上定义的;
  • tci-StatesPDCCH:对配置的TCI状态的引用,为PDCCH提供QCL配置/指示;
  • tci-PresentInDCI:对应于L1参数TCI-PresentInDCI。该字段表示在DL DCI中是否存在TCI字段;
  • pdcch-DMRS-ScramblingID:PDCCH DMRS加扰初始化参数,对应L1参数PDCCH-DMRS-scrambling- id。当该字段不存在时,UW将使用服务小区的PCI;

四、PDCCH到CORESET的映射

       一个AL等于L的DCI,是由L个连续的CCE组成的,这些CCE会映射到一个CORESET上的多个REG上。NR支持在一个CORESET中对DCI进行分布式和本地化资源分配。这是通过为每个CORESET配置交织或非交织的CCE-to-REG映射来实现的。对于交织的CCE-to-REG映射,用于构成一个PDCCH的CCE上的REG Bundles,会以REG Bundles为单位分布在频域中,如下图所示:

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       一个REG bundle是由相邻的一些REG组成的一个不可分割的资源集合。一个REG Bundles可以跨越CORESET配置的所有OFDM符号。因此,交织的CCE-to-REG映射可以同时获得时域处理增益和频域分集。交织的CCE-to-REG映射可以看作是先按行向数组连续填充REG Bundles索引,然后按列向数组读取的过程。这个过程通常称为块交织(block interleaving)。通过这种方法,一个PDCCH中相邻的CCE在频域中被分解为分散的REG Bundles。另一方面,对于非交织的CCE-to-REG映射,AL等于L的DCI的所有CCE都被映射到CORESET中连续的REG Bundles中。

       一旦一个PDCCH对应的REG确定后,会首先将PDCCH的调制符号映射到REG的RE上,然后再映射时域,即分别按照RE索引和符号索引的递增顺序映射。

       在PDCCH中NR支持宽带和窄带预编码。在宽带预编码中,PDCCH的DMRS使用相同的预编码器在携带PDCCH的CORESET中的所有连续REG中传输。而在窄带预编码中,PDCCH的DMRS仅在实际用于PDCCH传输的REG bundle中传输,且预编码仅在REG bundle中是恒定的。前者可以最大化频域处理增益,后者可以利用频率相关波束赋形增益。由于对payload和对应的DMRS应用了相同的预编码,预编码对UE是透明的。


五、总结

  • NR控制资源集类似于LTE PDCCH Control Region;
  • 有两种类型的CORESET
    • 通用CORESET
    • UE特定CORESET
  • 激活的下行BWP最大可以配置3个CORESET,包括通用和UE特定CORESET;
  • 一个服务小区最多可以有4个BWP,每个BWP最多可以配置3个CORESET,则总共有12个CORESET;
  • 每个CORESET可以通过一个范围为0~11的索引来标识,命名为 controlResourceSetId
  • 在一个服务小区的BWP中controlResourceSetId是唯一的;
  • 定义了一个索引为0的特殊CORESET(CORESET 0),由MIB中的一个4-bit信息位进行配置,其与小区同步信号和SSB相关;
  • 只有当对应的BWP激活时,对应的CORESET才会激活。但是CORESET 0除外,它与初始BWP(索引为0的BWP)相关联;
  • CORESET在频域上,在一个6个PRB的 frequency grid 上以6个PRB为单位进行配置;
  • CORESET在时域上,可以配置1、2或3个连续的OFDM符号;


参考

  • 3GPP TS 38.211 5G; NR; Physical channels and modulation
  • 3GPP TS 38.331 5G; NR; Radio Resource Control (RRC); Protocol specification

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