5G移動通信系統(tǒng)的下行控制信道傳輸

雷軍麗

【摘要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對于網(wǎng)絡(luò)平臺的需求量越來越大。5G移動通信系統(tǒng)正在開展與推廣的過程當(dāng)中。5G時代的到來可以為我們的生產(chǎn)生活帶來更加快速的網(wǎng)速，更加便捷的使用。本篇文章將就5G移動通信系統(tǒng)的下行控制信道傳輸進(jìn)行研究和探討。

【關(guān)鍵詞】5G移動通信;下行控制信道傳輸

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1673-0348（2020）017-007-03

Abstract： With the continuous development of social economy， people's demand for network platform is increasing. The 5G mobile communication system is in the process of development and popularization. The arrival of 5G era can bring faster network speed and more convenient use to our production and life. This paper will study and discuss the downlink control channel transmission of 5G mobile communication system.

Key words： 5G mobile communication; Downlink control channel transmission

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活的水平不斷提高，人們對于無線通信業(yè)務(wù)的需求開始不斷的增加，因此，有關(guān)于5G移動通信系統(tǒng)的研究正在全面展開。無論是在發(fā)送端進(jìn)行前向預(yù)編碼，還是說接收端進(jìn)行信號檢測，這兩方面在進(jìn)行的時候都需要使用信道狀態(tài)信息。因此，下行控制信道傳輸對于5G移動通信系統(tǒng)能否更好的實現(xiàn)是具有很大的影響的。可以說，對于能否實現(xiàn)5G通信系統(tǒng)的超高頻譜利用率至關(guān)重要。本篇文章將就5G移動通信系統(tǒng)的下行控制信道傳輸進(jìn)行研究。

1. 5G通信系統(tǒng)的概述與總體發(fā)展趨勢

5G移動信息系統(tǒng)的到來，象征著我國的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)又要向著新一步邁進(jìn)。5G移動信系統(tǒng)的到來是必然的，因為隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于網(wǎng)絡(luò)生活的需求越來越大。顯然過去的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足于人們現(xiàn)在的生活。根據(jù)人們的需求來說，新一代的移動通信系統(tǒng)是必然要出現(xiàn)的。根據(jù)移動通信的發(fā)展規(guī)律來看，5G移動通信系統(tǒng)將具有超高的頻譜利用率和能效。無論是傳輸速率還是資源利用率，都要比4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高出一個量級，或者是高出更多。并且無線的覆蓋能力，系統(tǒng)安全以及用戶的體驗都會得到顯著的提升。

5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)致力于打造一款無所不在的移動信息網(wǎng)絡(luò)，4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雖然速度已經(jīng)很快了，但是在某些信息屏蔽點或者是信息死角，4G網(wǎng)絡(luò)都無法使用，而5G網(wǎng)絡(luò)要做到的就是要讓網(wǎng)絡(luò)無處不在。

5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在研究時就已經(jīng)和其他的無線移動通信技術(shù)進(jìn)行了緊密的結(jié)合。5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的推廣，或?qū)M足未來十年人們對于網(wǎng)絡(luò)的需求。當(dāng)然研究不可能就此而止，專家學(xué)者也勢必會將5G移動通信系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步推廣。未來的5G信息系統(tǒng)除了可以做到高速的網(wǎng)絡(luò)輸送以外，還必須要具備充分的靈活性。其智能化也需要升級，這樣才能夠應(yīng)對隨時會發(fā)展的移動信息社會。無論在國內(nèi)還是國外，專家對于5G網(wǎng)絡(luò)的研究都在進(jìn)行，可以說，5G網(wǎng)絡(luò)的研究已經(jīng)成為了一個研究熱點?，F(xiàn)在5G網(wǎng)絡(luò)雖然還處在一個推廣的過程當(dāng)中，但是在未來勢必會有一個更加好的發(fā)展。

移動互聯(lián)網(wǎng)近些年的蓬勃發(fā)展可謂是為5G移動通信的發(fā)展提供了一個主要的驅(qū)動力。各種新興的業(yè)務(wù)都要依靠移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，因此移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可以說是其他行業(yè)發(fā)展的一個最基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)平臺?，F(xiàn)在有越來越多的平臺依靠移動互聯(lián)網(wǎng)來和用戶進(jìn)行溝通，為用戶提供一些后臺服務(wù)。因此這也就對移動互聯(lián)網(wǎng)提出了更高的發(fā)展要求。5G移動信息系統(tǒng)的出現(xiàn)顯然可以提供給用戶更高的傳輸質(zhì)量。依據(jù)專家學(xué)者的推測，如果5G可以完全推廣的話，那么5G的無線傳輸技術(shù)以及資源利用率會是4G的十倍及以上。并且通過引入新的技術(shù)以及加深網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)智能化，可以將整個系統(tǒng)的吞吐率提高25倍左右。5G移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過進(jìn)一步的挖掘，新的頻率資源可以使無線移動通信的頻率擴(kuò)展四倍左右。目前移動信息技術(shù)正處于一個不斷發(fā)展以及變革的時間段。

5G移動通信系統(tǒng)除了在發(fā)展的過程當(dāng)中不斷地推進(jìn)技術(shù)變革以外，更加的注重用戶的體驗感。5G系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)發(fā)展在于更好的利用虛擬現(xiàn)實，3d以及交互式游戲等新興的移動業(yè)務(wù)。5G移動通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)理念是不同的，5G移動通信系統(tǒng)的核心內(nèi)容是要以廣泛的多點，多用戶，多小區(qū)共同協(xié)作為突破的重點，希望能夠在體系構(gòu)架上尋求更大的突破。

2. 傳輸增強(qiáng)下行控制信道的研究背景及內(nèi)容

在3Gp 的系統(tǒng)當(dāng)中，下行接入方式大多采用的都是OFDMA這樣的方式。系統(tǒng)的下行資源從時間上被劃分成了OFDM符號。如果從頻率上來看的話，是被劃分成了子載波。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來看，一個正常的下行子幀，它包括兩個時隙，每個時隙內(nèi)部包括七個of dm符號。一個正常的下行子幀，其中共含有14個或者是12個Of dm符號。并且定義了RB的大小也就是資源塊的大小。一個資源塊在頻率上包含了12個子載波。在時域上是半個子幀的時長，也就是一個時隙。換句話來說，就是包含了七個或者是六個of dm符號。其中正常的cp的長度符號大約為七個of dm符號。而擴(kuò)展的循環(huán)前綴的長度符號為六個。在of dm符號中的某任意一個子載波可以將其稱為RE，也就是資源元素。按照這樣的條件來說，一個資源塊當(dāng)中包含了84個或者是72個RE。在同一個子幀上的兩個時隙的一對兒RB，我們稱它們?yōu)橘Y源塊對，簡稱RB對。

子幀上承載著各種各樣的數(shù)據(jù)，并且子幀的物理時頻資源上劃分出了各種各樣的物理信道。各種各樣的物理信道其實如果按照分類的話，大體上可將其分成兩類。第一類為控制信道，第二類為業(yè)務(wù)信道。因此相應(yīng)的，控制信道上面所承載的數(shù)據(jù)，我們將其稱為控制數(shù)據(jù)，也可以稱其為控制信息，而業(yè)務(wù)信道上承載的數(shù)據(jù)，我們將其稱之為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。而通信的根本目的就在于通過網(wǎng)絡(luò)信息來傳遞各種的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)?？刂菩诺来嬖诘哪康囊约白饔镁褪菫榱藥椭约拜o助業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)去傳播。因此如果一個通信系統(tǒng)的設(shè)計要求比較好的話，那么其主要的表現(xiàn)應(yīng)該是控制信道所占用的資源越少越好。

一般情況下，在OFDMA系統(tǒng)當(dāng)中，用于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸方面的資源還是比較靈活的，也就是說這方面的資源是沒有任何規(guī)律進(jìn)行分配的，并不是死固定的。也就是說，在對某一個用戶設(shè)備發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的時候，每一個子幀發(fā)給用戶設(shè)備的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)占用的RB個數(shù)以及這些rb在整個系統(tǒng)當(dāng)中所占的起始位置等都是有不同變化的。因此當(dāng)發(fā)送業(yè)務(wù)給用戶設(shè)備的時候，同時應(yīng)該告訴用戶設(shè)備他需要在哪些RB的位置去接收到它的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。同樣的，對于每一臺用戶設(shè)備來說，每一個子幀發(fā)給用戶設(shè)備的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)所采用的調(diào)制編碼的方式其實也不是固定的，也是有所變化的。因此在發(fā)送的時候也需要告訴該用戶設(shè)備。在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸當(dāng)中，資源分配以及調(diào)制編碼等方式的目的都是為了輔助或者是控制業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸。因此這些信息都被我們統(tǒng)稱為控制信息，這些信息也是要在控制信道上面?zhèn)鬏數(shù)摹?/p>

以物理下行控制信道為例，一個完整的物理下行控制信道主要是由一個或者是幾個控制信道元素共同組成的。而一個信道控制元素則是有九個資源元素共同構(gòu)成的。一個資源元素可以占四個RE，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來看，一個完整的物理下行控制信道可以由一個，兩個，四個或者是八個控制信道元素共同組成。并且他們在時頻域上面是比較均勻分布的。如果想要更好的控制信息的話，就需要對物理下行控制信道進(jìn)行增強(qiáng)。給信道分配更多的資源，或者是提高信道的性能。 這樣才能夠適應(yīng)在一個小區(qū)內(nèi)調(diào)度到更多的用戶設(shè)備，通過技術(shù)得以加強(qiáng)的下行信道設(shè)備，我們稱其為增強(qiáng)的物理下行控制信道。

為了解決現(xiàn)有的下行信道控制技術(shù)當(dāng)中的一些問題，專家研究并且發(fā)明實施了一種傳輸增強(qiáng)下行控制信道的方法。這種方法首先需要預(yù)設(shè)一個復(fù)用單元。所設(shè)立的復(fù)用單元當(dāng)中至少要包括一個資源塊對，資源塊對在前文已經(jīng)有所解釋。并且資源塊對當(dāng)中應(yīng)該包括增強(qiáng)下的物理下行控制信道資源。并且我們所說的增強(qiáng)下的物理下行信道控制資源應(yīng)該包括多個控制信道單元。在所預(yù)設(shè)的復(fù)用單元當(dāng)中，至少要有一個控制信道單元內(nèi)發(fā)送至少一個用戶設(shè)備所對應(yīng)的一個加強(qiáng)的物理下行信道控制。在我們所說的資源塊對當(dāng)中，其為預(yù)編碼資源塊組PRG，并且在prG內(nèi)的資源塊RB個數(shù)是由系統(tǒng)帶寬來決定的。

另一方面能夠增強(qiáng)下行控制信道的方法，包括以下幾點。在復(fù)用單元上接收信號，并且所預(yù)設(shè)的復(fù)用單元必須要包括至少一個資源塊對。利用復(fù)用單元上所接收到的所有的dm以及rs進(jìn)行信道估計。信道估計后所得出來的結(jié)果可以用來解調(diào)所預(yù)設(shè)的復(fù)用單元當(dāng)中加強(qiáng)的物理信道下行控制資源上所接收到的信號，并且獲取加強(qiáng)的物理下行控制信道。其中我們所說的至少一個資源塊對的預(yù)編碼資源塊組PRG，其內(nèi)部的資源塊RB個數(shù)是由系統(tǒng)帶寬來決定的。

3. 研究移動通訊系統(tǒng)中用于傳輸控制信息方法的背景

控制好下行信道信息傳輸可以為用戶更快的去提供數(shù)據(jù)，可以更好的服務(wù)用戶，也能夠滿足用戶對于網(wǎng)絡(luò)的一些要求。比方說用戶對于網(wǎng)絡(luò)傳輸首要的一個要求就在于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣仁怯脩魧τ诰W(wǎng)絡(luò)評價的一個首要條件。在物理層次上要將所需數(shù)據(jù)傳遞出去，要求最高和最好的傳輸速率。第二種需求是數(shù)據(jù)重傳時的速率，一些用戶在第一次傳遞數(shù)據(jù)的時候沒有成功傳輸?shù)接脩粼O(shè)備當(dāng)中。所以需要用最快的速度二次進(jìn)行重傳數(shù)據(jù)。第一層需求是由物理層來支持的，而第二層需求則是由上層協(xié)議層的無線鏈路控制以及媒體接入控制來支持的。如果想要達(dá)到第二種需求就需要兩種功能。第一種功能就是能夠正確的接收數(shù)據(jù)，第二種功能就是能夠盡快的按照指示正確的接收數(shù)據(jù)的信息傳輸?shù)皆摪l(fā)送側(cè)。

4. 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，用戶對于移動通信系統(tǒng)的要求越來越高。而5G移動通信系統(tǒng)的到來正好可以滿足用戶的需求。對于5G移動通信系統(tǒng)的下行控制信道傳輸進(jìn)行研究，有助于幫助更好的傳遞信息，改善在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中存在的一些弊端，相信在未來通過不斷的改革和發(fā)展，下行控制信道傳輸可以更好的服務(wù)于用戶。

參考文獻(xiàn)：

[1]方娜燕.面向5G的下行多天線傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電子科技大學(xué)，2016.

[2]宋傳磊.分布式天線系統(tǒng)中下行鏈路預(yù)編碼技術(shù)的研究[J].東南大學(xué)，2016.

[3]王鳳翔.大規(guī)模天線陣列信道建模與預(yù)編碼技術(shù)研究[J].2014.

[4]羅佳.面向5G的3D MIMO預(yù)編碼和用戶調(diào)度技術(shù)研究[J].南京郵電大學(xué).