5.4.3 搜索空间集(Search Space Set)
如图5-41所示,CORESET并没有包含终端检测PDCCH的时频区域的完整信息,只描述了频域特性和CORESET的时域长度,但CORESET出现在哪个具体的时域位置,是不足以确定的。5G NR标准引入了另一个时域概念搜索空间集(Search Space Set)来描述终端检测PDCCH的时域位置。LTE标准中的搜索空间(Search Space)是一个单纯的逻辑域概念,虽然通过一定的映射关系可以映射到CCE上,但Search Space本身并不描述一个有形的时频资源。在LTE标准中是没有Search Space Set这个概念的,这是因为所有的Search Space都集中在起始于子帧第一个符号的Control Region中,不会出现在别的时域位置。NR标准中也定义了Search Space概念,和LTE Search Space的含义是完全相同的,而Search Space Set和Search Space虽只一词之差,但却是完全不同的概念,用来描述每个CORESET的时域起点,这是因为NR的Search Space可能出现在时隙的任何位置,因此需要Search Space Set这样一个新概念来描述Search Space出现的时域位置。
Search Space Set的资源分配问题和符号级“浮动”的PDSCH、PUSCH很相似,也是要指示一个信道的“起点+长度”。从理论上说,Search Space Set的时域位置也可以不依赖时隙,直接用“每隔若干个符号出现一次”的方式指示,使PDCCH的监测位置在时域上完全“浮动”起来。但正如5.2节所述,在讨论NR的PDSCH、PUSCH时域资源分配方法时,为了兼顾调度灵活性与设备复杂度,还是保留了时隙概念,采用“时隙+符号”两级指示方法。同样原因,Search Space Set的时域资源分配最终也采用了“时隙+符号”两级配置方法,但与数据信道的时域资源指示如下几点不同。
· PDSCH、PUSCH是“一次性”的调度,需要相对一个“参考点”(如PDCCH)来指示时域位置。而Search Space Set占用的是一种类似半持续调度(Semi-persistent,SPS)的周期性出现的时域资源,因此Search Space Set的时隙级时域位置不是相对某个“参考点”来指示,而是要用“周期+偏移量”的方法指示,由参数monitoringSlotPeriodicityAndOffset配置。周期ks是指每隔多少个时隙会出现一个Search Space Set,偏移量Os是指在ks个时隙中从哪个时隙开始出现Search Space Set。
· Search Space Set的符号级资源配置不需要指示Search Space Set的符号级长度,因为已经在CORESET的配置参数Duration中指示了,Search Space Set只需要配置Search Space Set的起始符号即可。因此Search Space Set也没有采用“起点+长度”联合编码的SLIV方式指示,而是采用14 bit的Bitmap直接指示以一个时隙中的哪个符号作为Search Space Set的起始符号,这个参数称为monitoringSymbolsWithinSlot。
· Search Space Set的配置参数还引入了另外一个也称为Duration的参数Ts,和CORESET的配置参数Duration含义不同,它是用来指示Search Space Set的时隙级长度的,即终端“在一个包含ks个时隙的周期中,在从第Os个时隙开始的Ts个连续的时隙中监测PDCCH”。可以看到这个参数类似于5.2.10节中介绍的“多时隙PDSCH/PUSCH传输”中的“时隙数量”。后面我们会借助图5-45来说明这两个Duration的关系。
· PDSCH、PUSCH是采用DCI调度的,而PDCCH是在CORESET中盲检测的,CORESET是由RRC信令半静态配置的。
综上所述,终端需要联合CORESET配置和Search Space Set配置中的参数一起确定出搜索PDCCH的时频范围,如表5-8所示。为了描述得更清楚,NR标准又引入了PDCCH监测机会(PDCCH Monitoring Occasion)的概念,一个PDCCH Monitoring Occasion等于Search Space Set中的一段连续时域资源,它的长度等于CORESET长度(1~3个符号)。反之,Search Space Set是由周期性出现的许多PDCCH Monitoring Occasion构成的。
表5-8 不同信道的S、L取值范围(Normal CP)
我们借助图5-45再完整地总结一下终端确定在哪里监测PDCCH的过程。
· 终端根据基站配置的两套RRC参数CORESET和Search Space Set来确定监测PDCCH的时频位置,每个DL BWP可以配置3个CORESET和10个Search Space Set,这10个Search Space Set和3个CORESET之间的关联组合关系可以灵活配置,一个终端最多可配置4个DL BWP、12个CORESET、40个Search Space Set。需要说明的是,物理层规范(如TS 38.213)和RRC层规范(TS 38.331)中的名称没有统一,物理层规范中的CORESET配置在RRC层规范中称为ControlResourceSet,物理层规范中的Search Space Set配置在RRC层规范中称为SearchSpace,不同规范中的命名差异是RAN1和RAN2工作组各自编写标准过程中遗留的问题,对标准的可读性带来了一些影响,读者需要注意。
· 终端在连续或不连续的RB中监测PDCCH,这些RB的位置由CORESET配置中的frequencyDomainResources参数定义,这是一个RB组级的Bitmap,一个RB组包含6个RB。图5-45中以连续RB分配为例。
· 终端在时域上的一系列PDCCH Monitoring Occasion中监测PDCCH,一个PDCCH Monitoring Occasion持续1~3个符号,其长度由CORESET配置中的Duration参数定义。图5-45中以Duration=3为例,即一个PDCCH Monitoring Occasion持续3个符号。
· 一个时隙内可以出现1个或多个PDCCH Monitoring Occasion,其起始符号位置由Search Space Set配置中的monitoringSymbolsWithinSlot参数定义,这是一个14 bit的符号级Bitmap。图5-45中以一个时隙只出现一个PDCCH Monitoring Occasion为例,Bitmap值为00001000000000,即PDCCH Monitoring Occasion从时隙的Symbol 4起始,连续3个符号。
· PDCCH Monitoring Occasion可以出现在连续Ts个时隙中,Ts由Search Space Set配置中的Duration参数定义。图5-45中以Ts=2为例,即PDCCH Monitoring Occasion在连续2个时隙中重复出现。
· 这连续Ts个时隙又是以ks个时隙为周期重复出现的,从Ts个时隙周期内第Os个时隙开始出现。图5-45中以ks=5、Os=2为例,即每5个时隙出现Ts=2个包含PDCCH Monitoring Occasion的时隙,分别是5个时隙中的Slot 2和Slot 3。
· 在每个PDCCH Monitoring Occasion中,终端根据CORESET配置中的cce-REG-MappingType参数集确定REG➝CCE映射方式(是否交织、REG Bundle Size、Interleaver Size、Shift Index)及其他CORESET结构信息,基于这些信息对PDCCH进行搜索。
图5-45 通过CORESET和Search Space Set共同确定PDCCH检测时频范围
NR终端在PDCCH Monitoring Occasion中搜索PDCCH Candidate的具体过程和LTE类似,这里限于篇幅,就不再赘述了。在NR系统中,每种PDCCH聚合等级包含的PDCCH Candidate的数量可以分别配置,包括在Search Space Set配置中。某个聚合等级的PDCCH Candidate映射到一个Search Space Set的哪些CCE上,仍由与LTE类似的哈希函数(Hash Function)确定,在NR标准化中曾有对这个Hash函数进行改进的建议,但最终没有被采纳。终端采用配置给它的RNTI(Radio Network Temporary Identifier,无线网络临时标识)对根据哈希函数确定的CCE中的PDCCH Candidate进行解码尝试,如果能成功解出,就可以接收到基站发来的DCI了。