LTE物理信道PCFICH--学习笔记

LTE物理信道

英文部分几乎都会在LTE缩写中有LTE缩写中有介绍到
PCFICH

1.基本定义

Physical Control Format Indicator Channel，用于通知UE对应下行子帧的控制区域的大小。

只有DL才区分控制区和数据区，UL不区分。

<1> 它携带可用于控制信道(PDCCH和PHICH)的符号数量。
<2> 映射到每个下行子帧中的第一个OFDM符号，它包含用于PDCCH的OFDM符号数量和从PBCHUE解码此通道接收到的PHICH符号持续时间的信息，以计算为PDCCH分配了多少OFDM符号
<3> 它总是放在每个子帧的第一个OFDM symbol，因为只有正确解码了PCFICH才能知道控制区域的大小，在控制区域的第一个symbol上，resource总是优先分配给PCFICH，PHICH只能映射到没被使用的RE上。
<4> PCFICH共包含16个symbol，由4个REG携带，（1 REG = 4 * RE ）无论带宽大小，这4个REG均匀分布在整个频段，相隔1/4下行带宽，以获得频率分集增益。
<5> PCFICH的REG精确位置由小区的physical cell ID和DL系统带宽决定。
<6> PCFICH在每一个被调度的TTI都会下发。
<7> 对于PCFICH的传输，是越快越好，数据很少，因此一般采用tx diversity。
<8> 采用BPSK调制，因此1 symbol = 1 bit。

tradeoff：
控制区域所占的OFDM symbol 减少 ---- 对应的TTI可用于用户数据传输的OFDM symbol增多 ---- throughput 增大 ---- 对应TTI可用于PDCCH传输的OFDM symbol 减少 ---- 该TTI能服务的UE数减少 ---- Capacity减小。

规划小区PCI时，需要考虑PSS，SSS以及PCFICH在第一个symbol中的位置。PCFICH的位置对小区边界的thp有很大影响。配置PCI的原则之一就是：避免与邻居小区的PCFICH在频域位置上overlap。

PSS会被映射到子帧1和6的第三个OFDM symbol上，SSS会被映射到子帧0和5的最后一个symbol上。二者均占用频率中心的1.08MHz带宽=6个RB，72个subcarrier，但只使用了62个，两边各留5个做保护波段。

每个小区在每个下行子帧有且只有一个PCFICH，携带CFI（control information indicator），且CFI的取值范围为1-3，用两比特表示。当下行系统带宽大于10时，控制区域所占的OFDM符号数为1（CFI=1）或2（CFI=2）或3（CFI=3）；当下行系统带宽小于等于10时，控制区域所占的OFDM符号数为2（CFI=1）或3（CFI=2）或4（CFI=3），即 # OFDM symbol = CFI+1。

对于TDD而言，子帧1和6的控制区域至多只占2个OFDM symbol，因为这些子帧中PSS需要占据第三个OFDM symbol。

**PHICH duration 的配置限制了 CFI 取值范围的下限。**对于下行系统带宽大于10的小区而言，如果配置了 extended PHICH duration ，UE 会认为 CFI 的值等于 PHICH duration(即等于 3)，此时 UE 可以忽略 PCFICH 的值; 对于下行系统带宽小于等于10的小区而言，由于 CFI 指定的可用于控制区域的 OFDM 符号数可以为 4，大于 PHICH duration 可配置的最大值 3，如果此时配置了 extended PHICH duration，UE 还是要使用 PCFICH 指定的配置(即对于下行系统带宽小于等于10的小区，CFI = 3 且配置了 extended PHICH duration 时，控制区域所占的 OFDM 符号数为 4)。即“CFI 和 extended PHICH duration 相比较，取其大者”。

2.PCFICH物理层处理

2 比特的 CFI 会先经过码率为 1/16 的信道编码，得到一个 32 比特的 codeword。(见 36.212 的 Table 5.3.4-1)

接着，会使用小区和子帧特定的扰码对 32 比特的 codeword 进行加扰，以随机化小区间干扰( inter-cell interference)。(见 36.211 的 6.7.1 节)

然后，对加扰后的 32 个 scrambled bits 进行 QPSK 调制，得到 16 个调制符号(modulation symbol)。(见 36.211 的 6.7.2 节)

再把 16 个调制符号进行层匹配(layer mapping)和预编码(precoding)后，映射到对应的 RE 中去。(见 36.211 的 6.7.3 节)

载波聚合对PCFICH的影响

1. 对于支持CA（载波聚合）的UE而言，不同的载波单元（component carrier，对应一个小区）都有各自的PCFICH，因此可能会有不同大小的控制区域。因此，UE需要在它被调度的每个载波单元上都接收PCFICH。不同的载波单元可能有不同的PCI，所以不同的载波单元的PCFICH的位置和扰码也可能不同。

2. 与 PDCCH 一样，PCFICH 也是在控制区域传输的，因此，跨承载调度场景中影响 PDCCH 的小 区间干扰(inter-cell interference)对于 PCFICH 也同样存在。 为了解决这个问题，Rel-10 可以通过 CrossCarrierSchedulingConfig 的 pdsch-Start-r10 字段指定任意 跨载波调度的 PDSCH 的起始 OFDM 符号，而不需要通过解码对应载波单元上的 PCFICH 获得。该机制并不妨碍 eNodeB 动态改变每个载波单元的控制区域的大小(虽然在许多异构网络场景 中，为了实现 ICIC，通常会配置一个相对静态的控制区域大小)。