LTE作為準(zhǔn)4G技術(shù)，以正交頻分復(fù)用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)和多輸入多輸出MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)技術(shù)為基礎(chǔ)。TD-LTE系統(tǒng)支持六種不同的傳輸帶寬， 分別為1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz和20 MHz。在20 MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100 Mb/s與上行50 Mb/s的峰值速率，因此TD-LTE系統(tǒng)的傳輸帶寬是有限的，并且對(duì)系統(tǒng)延遲要求非常高[1]。

    在LTE系統(tǒng)中,上下行的資源調(diào)度均通過PDCCH來通知用戶設(shè)備(UE)。因此,在LIT系統(tǒng)中，控制信道PDCCH在上下行調(diào)度中起著非常重要的作用[2]。由于UE不知道發(fā)送端具體發(fā)送的PDCCH格式,所以UE PDCCH接收端需要進(jìn)行盲檢，而只有PDCCH盲檢成功后，才能對(duì)上下行資源進(jìn)行調(diào)度。盲檢效率的好壞與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量和反應(yīng)時(shí)間等特性有著很大的聯(lián)系，盲檢效率越好，系統(tǒng)就越優(yōu)越。因此，本文提出的算法旨在提高PDCCH盲檢的效率。
1 PDCCH接收端流程
    LTE系統(tǒng)物理層PDCCH接收端處理流程是發(fā)送端[3-4]的逆過程，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)描述可以得到PDCCH接收端流程如圖1所示。

    為了降低UE盲檢的次數(shù)，3GPP LTE標(biāo)準(zhǔn)中定義了四種PDCCH格式，如表1所示。在通信過程中，使用于特定PDCCH傳輸?shù)腃CE數(shù)量是由網(wǎng)絡(luò)端根據(jù)傳輸時(shí)的信道質(zhì)量情況決定的[4]。

2 PDCCH盲檢分析
    由于UE不知道發(fā)送端具體的PDCCH格式，所以UE必須將搜索空間中的所有CCEs集合等級(jí)一一嘗試。在目前的工程實(shí)現(xiàn)過程中,采取的方式是順序選取CCEs集合等級(jí)L，可以按遞增(1個(gè)、2個(gè)、4個(gè)或8個(gè)CCEs)也可以按遞減（8個(gè)、4個(gè)、2個(gè)或1個(gè)CCEs）。改進(jìn)前算法描述如下：
　 (1)在每個(gè)下行子幀，UE對(duì)控制區(qū)OFDM符號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)PDCCH信道進(jìn)行解映射、解調(diào)和解擾，解擾后的數(shù)據(jù)作為盲檢模塊的輸入數(shù)據(jù)。
    (2)將從解擾得到的數(shù)據(jù)流的長(zhǎng)度除以72(1個(gè)CCE)，得到復(fù)用PDCCHs總的CCEs數(shù)目NCCE,k，將得到的CCEs按0~NCCE,k-1編號(hào)，k表示當(dāng)前子幀號(hào)。
    (3)根據(jù)終端的無線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)標(biāo)識(shí)RNTI(Radio Network Temporary Identifier)，確定UE需要盲檢的候選DCI格式，確定CCEs搜索空間、搜索等級(jí)L和對(duì)應(yīng)的PDCCH候選個(gè)數(shù)[5]。         
　(4)根據(jù)算式：L·{(Yk+m)mod?骔NCCE,k/L」}+i計(jì)算當(dāng)前搜索起始位置[5]。
　(5)根據(jù)集合等級(jí)L在相應(yīng)的搜索空間的起始位置讀取CCEs。由于不知道具體的搜索等級(jí)，所以終端必須將搜索空間中的所有集合等級(jí)從小到大一一嘗試。以終端專用搜索空間為例，采取遞增的方式，如CCEs集合等級(jí)先取為1時(shí)，在搜索空間的起始位置讀取1個(gè)CCE，這1個(gè)CCE就是一個(gè)候選PDCCH，將讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解速率匹配、Viterbi譯碼，然后再將得到數(shù)據(jù)進(jìn)行RNTI解擾和CRC校驗(yàn)[6]。
    (6)如果校驗(yàn)成功，則接收；否則，放棄此次搜索。搜索起始位置加L，重復(fù)以上過程，進(jìn)行下一次搜索，直到搜索完當(dāng)前空間中所有的候選PDCCHs。如果直到CCEs集合等級(jí)L=1搜索結(jié)束都沒有得到想要的DCI信息，則回到步驟(4)重新計(jì)算搜索空間的起始位置，進(jìn)行下一個(gè)集合等級(jí)L=2的搜索，以此類推，直到解出UE想要的DCI信息或盲檢完所有的集合等級(jí)，盲檢結(jié)束。
     通過上述算法流程可以看出，上述盲檢算法需要不斷地嘗試，尤其是在極限情況下，需要嘗試所有的CCEs集合等級(jí)和PDCCH候選集。因此，該方法存在處理量大、復(fù)雜度高、耗時(shí)長(zhǎng)以及不利于UE省電等問題。
    鑒于此，本文在現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上，提出了新的方式：通過改變第一個(gè)CCEs搜索等級(jí)的選取以及選取下一個(gè)搜索等級(jí)，來改進(jìn)了盲檢處理流程，可以有效降低UE的處理復(fù)雜度和功耗。改進(jìn)之處的算法描述如下：
    步驟(1)、(2)、(4)、(5)和之前的處理方法相同，不同之處在步驟(3)、(6)。
    改進(jìn)后的(3)盲檢過程第一個(gè)搜索等級(jí)L并不是任意選取的，而是把上一次成功盲檢的搜索等級(jí)作為本次調(diào)度的第一個(gè)搜索等級(jí)。在實(shí)際通信過程中，有可能UE處于非連續(xù)接收狀態(tài)或者UE是剛開機(jī)首次接收PDCCH，沒有歷史調(diào)度信息，則可以與之前方法相同任意順序選取搜索等級(jí)。
    改進(jìn)后的(6)當(dāng)在CCEs集合等級(jí)L下盲檢完所用的候選PDCCHs，還不成功，則選取下一個(gè)搜索等級(jí)時(shí)是根據(jù)最近兩次信道質(zhì)量的變化趨勢(shì)。如果最近兩次信道質(zhì)量變差時(shí)，按照遞增選取下一搜索等級(jí)；如果變好時(shí)，按遞減選取下一搜索等級(jí)；如果不變，則可以按遞增或遞減方式中的任意一種選取下一搜索等級(jí)。
    信道質(zhì)量的變化趨勢(shì)體現(xiàn)在最近兩次調(diào)度子幀盲檢成功的搜索等級(jí)變化上，設(shè)最近兩次調(diào)度子幀盲檢成功的搜索等級(jí)分別為L(zhǎng)i和Li+1,令M=Li+1-Li，如果M>0，按照遞增方式選取下一搜索等級(jí)；如果M<0，按照遞減方式選取下一搜索等級(jí)；如果M=0，則可以按遞增或遞減方式中的任意一種選取下一搜索等級(jí)。如果按遞增方式選取到最大等級(jí)時(shí)，CRC校驗(yàn)還不成功則按遞減方式繼續(xù)搜索，或者如果按遞減方式選取到最小等級(jí)時(shí)，CRC校驗(yàn)還不成功則按遞增方式繼續(xù)搜索，直至盲檢成功或遍歷所有搜索等級(jí)和候選PDCCHs。
     上述方法通過利用UE最近兩次的歷史調(diào)度信息，確定第一個(gè)搜索等級(jí)和選取下一搜索等級(jí)的方式，間接地利用了信道質(zhì)量變化趨勢(shì)，初步縮小了可能承載PDCCH的CCEs資源個(gè)數(shù)范圍，減少了首次盲檢成功所需的盲檢次數(shù)，減少了UE的計(jì)算量和處理復(fù)雜度，降低了UE功耗，提升了系統(tǒng)性能。
3 仿真條件和結(jié)果
     根據(jù)LTE標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的PDCCH發(fā)送端和接收端的流程，搭建整個(gè)PDCCH仿真鏈路。在仿真過程，每個(gè)下行子幀發(fā)送1個(gè)DCI格式，DCI 格式1,傳輸模式1，信道為高斯白噪聲（AWGN）信道，在接收端經(jīng)過盲檢得到所需的DCI格式信息。每個(gè)信噪比情況下100個(gè)數(shù)據(jù)塊在四個(gè)子幀循環(huán)進(jìn)行仿真統(tǒng)計(jì)，得到PDCCH盲檢的平均次數(shù)。仿真條件如表2所示，改進(jìn)前后的PDCCH盲檢的平均次數(shù)的仿真結(jié)果如圖2所示。

    從仿真結(jié)果中還可以看出,當(dāng)信噪比較大時(shí)，改進(jìn)前后的盲檢次數(shù)相差不大，這是因?yàn)楫?dāng)信噪比較大時(shí)發(fā)送端采用PDCCH格式0(1CCE),改進(jìn)前的方法采用遞增方式(1個(gè)、2個(gè)、4個(gè)和8個(gè)CCEs)選取搜索等級(jí)，改進(jìn)后的方法根據(jù)信噪比變化先從搜索等級(jí)L=1開始搜索，按遞增方式選取下一搜索等級(jí)，搜索方式一致,因此盲檢次數(shù)相差不大。
    通過仿真對(duì)比的結(jié)果可以看出,調(diào)整之后的PDCCH平均的盲檢次數(shù)減少了，盲檢的效率明顯提高了。
    本文從理論分析出發(fā)，根據(jù)TD-LTE系統(tǒng)特性，分析了目前PDCCH盲檢的處理算法，提出了一種減少盲檢次數(shù)的改進(jìn)算法。通過建立PDCCH鏈路進(jìn)行Matlab仿真。仿真結(jié)果表明，在信道質(zhì)量不是很好條件下，改進(jìn)后的盲檢次數(shù)比改進(jìn)前的盲檢次數(shù)平均少5次，減少了UE的計(jì)算量和處理復(fù)雜度，降低了UE功耗，提升了系統(tǒng)性能，驗(yàn)證了改進(jìn)后的盲檢算法的可行性和有效性。
參考文獻(xiàn)
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[6] DAHLMAN E, PARKVALL S, SKOLD J, et al. 3G Evolution HSPA and LTE for Mobile Broadband(Second edition)[M]. Academic Press is an imprint of Elsevier,2008.