5G NR PDCCH之信道编码

本节主要介绍PDCCH处理中的POLAR信道编码过程。[38.212-7.3.3]

1. 前情提要：

PDCCH（Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道）主要用于传输DCI（Downlink Control Information，下行控制信息），用于通知UE资源分配，调度信息、系统信息等，可指示UE（User Equipment，用户设备）进行上行或下行数据的传输。PDCCH通过 CORESET（Control Resource Set，控制资源集）与搜索空间（Search Space）共同确定其用于数据接收的时频域资源。其中：

CORESET表征了PDCCH的频域位置和时域占用的符号数量等时频资源，PDCCH可以在CORESET上进行传输。CORESET中的控制区域位于每个 BWP 内（即CORESET所占RB数量小于等于BWP所占RB数量），且每个 BWP 最多可以配置3个CORESET。由于每个用户最多可以配置4个BWP，因此，每个用户最多可以配置12个 CORESET[38.331]。5G中CORESET分布如下图所示。

由于PDCCH不再占用全部带宽，而是通过CORESET进行资源配置，因此，搜索空间表征了PDCCH时频资源的发送周期和符号起始位置等具体位置集合信息。 且由于在搜索阶段，UE无法知晓发给它的DCI格式、聚合等级及在PDCCH上的位置等，因此，UE须对所有可能的候选位置和所有可能的DCI格式、聚合等级组合逐一尝试解码。具体搜索空间的类型如下表所示。

PDCCH其数据的主要处理流程为：DCI→CRC处理→POLAR编码→速率匹配→加扰→信号调制→资源映射。PDCCH处理流程如下图所示。

2. 信道编码：

PDCCH中采用POLAR码对输入的数据 进行信道编码。经信道编码后可得到数据，其中N表示编码后数据长度。通过信道编码，能够在数据中添加冗余信息，使接收端能够检测或纠正传输过程中因噪声或干扰产生的错误，从而提高传输可靠性、纠正或检测错误、降低误码率，并权衡效率与可靠性等。PDCCH中信道编码过程共分2步：交织、POLAR编码。[38.212-7.3.3/38.212-5.3.1]

此外，对于PDCCH过程，其中几个重要参数取值如下：，，且[38.212-7.3.3]。（该过程除参数取值存在差异外，与PBCH中信道编码过程相似。相关过程可参照：5G NR PBCH之信道编码）。

对于经信道编码后可得到数据，N的取值取决于。且n的取值如下：

其中，K即输入数据长度；E的取值取决于速率匹配输出数据长度（PDCCH中，E取值为_待补充_）。

2.1 交织：

对于输入的数据 ，经过交织，将得到新的数据，其中二者转换关系如下[38.212-5.3.1.1]：

其中，交织方式的取值如下如所示：

显然，在PDCCH的信道编码中，其交织采用第一种方式。（PBCH中为第二种方式）

2.2 POLAR编码：

POLAR序列如下表所示，且。在该序列中，可靠性按升序排列，即，W(.)表示相应bit的可靠性[38.212-5.3.1.2]。

对于长度为N的编码需求，均可根据该POLAR序列进行编码，相应序列为该序列的子集（可靠性顺序与长度N内序列元素先后出现对应的顺序有关）。

令为中bit索引的子集，为中的补集，且，，其中，[38.212-7.3.3]。

与的计算在38.212-5.4.1.1规则中给出。该规则旨在实现数据的子块交织，即需要将长度为N的数据分为32个子块，并通过子块交织获得长度为N的数据。子块交织规则如下：

且子块交织模式如下图所示。

用于POLAR编码的数据生成过程如下：

为校验位bit索引，且。令()个中最不可靠bit索引作为中位(长度为)。且中剩余的个bit对应于中行重最小的bit。其中，表示中个最可靠bit索引，即末位的个bit。

进一步的，根据对应行中1的个数，计算的行重。令min_wt表示中的最小行重，若中有等于最小行重的行数量超过，则令中最可靠且行重最小的索引值代替中这个bit。，[38.212-7.3.3]。

且n阶克罗内克矩阵可由矩阵得到，且

最终，编码后数据可通过计算得到，且该计算过程遵从异或处理（即GF(2)）。

PDCCH中信道编码流程如下图所示。