一种5G NR系统的物理下行控制信道盲检方法及系统

技术领域

本发明涉及5GNR信道检测技术领域，具体涉及一种5G NR系统的物理下行控制信道盲检方法及系统。

背景技术

5G NR(New Radio)，是基于OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用技术)的全新空口设计的全球性5G标准。在5G NR系统中，PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道)的频域调度范围信息以及时域OFDM符号数信息封装在CORESET(控制资源集)中，时域起始符号信息以及检测周期等信息封装在SearchSpace(搜索空间)中。用户设备此时只能知晓PDCCH会在COERSET的RB(Resource Block)范围内发送，但不能确定在哪些RB上发送。因此，待PDCCH信道确定了物理资源信息，搜索空间类型(CSS或者USS)等信息后，用户设备会在不同的搜索空间按照不同的RNTI类型在CORESET上搜索PDCCH。由于用户设备并不明确知晓PDCCH发送的时频位置，只能通过不停的对PDCCH的候选集继续解调，因此，此过程被称为PDCCH的盲检。

现有技术中，用户设备需要进行盲检的PDCCH candidate(候选集)个数最高有44个，每一个候选集都有可能承载PDCCH调度信息，而用户设备并不知道网络会在哪些候选集上承载这些调度信息。因此需要针对每个候选集做独立的信号抽取(RE demapping)，信道估计(CE)，噪声估计(NE)，解信号矩阵(MIMO)，极化码译码(polar decoder)这一整套完整的译码流程之后，才知道该候选集是否存在真实有效的PDCCH payload。

在实施过程中，发明人发现，上述过程中各步骤计算相对复杂，耗时长且在用户设备上功耗较大，进而使得后续系统处理的有效时间缩短，在部分情况下会导致数据丢失。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种5G NR系统的物理下行控制信道盲检方法，另一方面，还提供一种用于实施该物理下行控制信道盲检方法的物理下行控制信道盲检系统。

具体技术方案如下：

一种5G NR系统的物理下行控制信道盲检方法，包括：

步骤S1：于搜索空间中获取多个待检测的候选集；

步骤S2：选取一个所述候选集；

步骤S3：针对所述候选集，于信道估计过程中，对所述候选集抽取解调参考信号，将所述解调参考信号与本地的参考序列进行相关性计算得到相关性结果，根据所述相关性结果判断所述候选集中是否包含物理下行控制信道；

若是，转向步骤S4；

若否，返回所述步骤S2，以获取新的所述候选集；

步骤S4：根据筛选后的所述候选集依次进行噪声估计、解信号矩阵、极化码译码以获得对应于所述候选集的译码结果，根据所述译码结果判断所述候选集是否包含所述物理下行控制信道；

若是，输出所述候选集；

若否，返回所述步骤S2，以获取新的所述候选集。

另一方面，在执行所述步骤S2之后，执行所述步骤S3之前还包括信号能量筛选过程，所述信号能量筛选过程用于判断所述候选集中是否包含所述物理下行控制信道，并仅对包含所述物理下行控制信道的所述候选集执行所述步骤S3；

所述信号能量筛选过程包括：

步骤A1：对所述候选集计算频域位置中的信号能量；

步骤A2：将所述信号能量与预先设定的信号能量门限值进行比较，判断所述信号能量是否大于所述信号能量门限值；

若是，转向所述步骤S3；

若否，返回所述步骤S2，以获取新的所述候选集。

另一方面，所述步骤S3包括：

步骤S31：对所述候选集进行信道估计得到估计结果；

步骤S32：对所述估计结果进行滤波得到所述解调参考信号；

步骤S33：对所述解调参考信号和所述参考序列进行自相关分析得到所述相关性结果；

步骤S34：根据所述相关性结果和预先设定的相关性门限值进行比较，判断所述相关性结果是否大于所述相关性门限值

若是，转向步骤S4；

若否，返回所述步骤S2，以获取新的所述候选集。

另一方面，在执行解信号矩阵之后，执行极化码译码之前，还包括一软比特判别过程，所述软比特判别过程用于判断解信号矩阵后的所述候选集是否包含所述物理下行控制信道，并仅对包含所述物理下行控制信道的所述候选集进行极化码译码；

所述软比特判别过程包括：

步骤B1：对所述候选集抽取软比特信息；

步骤B2：根据所述软比特信息获取所述候选集的调制信号信息；

步骤B3：根据所述调制信号信息和预先构建的调制信号门限进行比较，判断所述调制信号信息是否大于所述调制信号门限；

若是，对所述候选集进行译码；

若否，返回所述步骤S2，以获取新的所述候选集。

另一方面，所述步骤B2中，生成所述调制信号信息的方法包括：

自所述软比特信息中确定多个待映射至星座点的待映射数值，对所有的所述待映射数值进行累加以获得所述调制信号信息。

一种5G NR系统的物理下行控制信道盲检系统，用于实施上述的物理下行控制信道盲检方法；

所述物理下行控制信道盲检系统包括：

有效性验证模块，所述有效性验证模块于搜索空间中获取多个待检测的候选集；

候选集抽取模块，所述候选集抽取模块连接所述有效性验证模块，所述候选集抽取模块自待检测的多个所述候选集中选取一个所述候选集；

信道估计模块，所述信道估计模块连接所述候选集抽取模块，所述信道估计模块用于对所述候选集进行信道估计；

相关性计算模块，所述相关性计算模块连接所述信道估计模块，所述相关性计算模块对所述候选集抽取解调参考信号，将所述解调参考信号与本地的参考序列进行相关性计算得到相关性结果，根据所述相关性结果判断是否允许所述候选集通过；

噪声估计模块，所述噪声估计模块连接所述相关性计算模块，所述噪声估计模块对所述相关性计算模块输出的所述候选集进行噪声估计；

解信号矩阵模块，所述解信号矩阵模块连接所述噪声估计模块，所述解信号矩阵模块根据所述噪声估计输出模块的输出结果对所述候选集进行解信号矩阵；

极化码译码模块，所述极化码译码模块连接所述解信号矩阵模块，所述极化码译码模块对解信号矩阵后的所述候选集进行译码，以根据译码结果筛选得到所述物理下行控制信道。

另一方面，还包括：

信号能量筛选模块，所述信号能量筛选模块的输入端连接所述候选集抽取模块，所述信号能量筛选模块的输出端连接所述信道估计模块，所述信号能量筛选模块用于判断是否向所述信道估计模块输出所述候选集；

所述信号能量筛选模块包括：

信号能量计算模块，所述信号能量计算模块对所述候选集计算频域位置中的信号能量；

信号能量判决模块，所述信号能量判决模块将所述信号能量与预先设定的信号能量门限值进行比较，以判断是否向所述信道估计模块输出所述候选集。

另一方面，所述相关性计算模块包括：

滤波模块，所述滤波模块接收自所述信道估计模块输出的估计结果，并对所述估计结果进行滤波得到所述解调参考信号；

相关性计算模块，所述相关性计算模块根据所述解调参考信号和所述参考序列生成相关性结果；

相关性判决模块，所述相关性判决模块连接所述相关性计算模块，所述相关性判决模块根据所述相关性结果判断是否允许所述候选集通过。

另一方面，还包括软比特判别模块，所述软比特判别模块的输入端连接所述解信号矩阵模块，所述软比特判别模块的输出端连接所述极化码译码模块，所述软比特判别模块用于判断是否将所述候选集输入所述极化码译码模块；

所述软比特判别模块包括：

软比特抽取模块，所述软比特抽取模块自解信号矩阵后的所述候选集中抽取软比特信息；

调制信息生成模块，所述调制信息生成模块连接所述软比特抽取模块，所述调制信息生成模块根据所述软比特信息生成调制信号信息；

比较模块，所述比较模块连接所述调制信息生成模块，所述比较模块根据所述调制信息和预先设置的调制信号门限判断是否将所述候选集输入所述极化码译码模块。

另一方面，所述调制信息生成模块对所述软比特信息中多个待映射至星座点的待映射数值进行累加以获得所述调制信号信息。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过在信道估计过程中，基于解调参考信号和本地的参考序列进行相关性计算，从而判断出该解调参考信号所代表的候选集上是否存在物理下行控制信道，并对不可能存在物理下行控制信道的候选集进行剔除，减少了后续盲检步骤中需要进行盲检的候选集数量，从而提高了盲检效率。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例的物理下行控制信道盲检方法流程图；

图2为本发明实施例中信号能量筛选过程流程图；

图3为本发明实施例中步骤S3子步骤流程图；

图4为本发明实施例中软比特判别过程流程图；

图5为本发明实施例中物理下行控制信道盲检系统原理框图；

图6为本发明实施例中信号能量筛选模块原理框图；

图7为本发明实施例中相关性计算模块原理框图；

图8为本发明实施例中软比特判别模块原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明所记载之技术方案在3GPP TS 38.211，TS 38.212，TS 38.213标准的基础之上实现，未详尽记载部分请参照3GPP TS 38.211，TS 38.212，TS 38.213标准实施。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括：

一种5G NR系统的物理下行控制信道盲检方法，包括：

步骤S1：于搜索空间中获取多个待检测的候选集；

步骤S2：选取一个候选集；

步骤S3：针对候选集，于信道估计过程中，对候选集抽取解调参考信号，将解调参考信号与本地的参考序列进行相关性计算得到相关性结果，根据相关性结果判断候选集中是否包含物理下行控制信道；

若是，转向步骤S4；

若否，返回步骤S2，以获取新的候选集；

步骤S4：根据筛选后的候选集依次进行噪声估计、解信号矩阵、极化码译码以获得对应于候选集的译码结果，根据译码结果判断候选集是否包含物理下行控制信道；

若是，输出候选集；

若否，返回步骤S2，以获取新的候选集。

具体地，针对现有技术中，针对若干个候选集需要进行逐一、循环执行的信号抽取、信道估计、噪声估计、解MIMO、极化码译码这一流程后，才能够根据译码结果判断当前的候选集是否包含了物理下行控制信道的相关信息，其处理耗时较长，效率较低的问题，本实施例中，通过在信道估计的过程中，根据信号抽取过程中得到的解调参考信号(DM-RS)和本地预先生成的、对应于解调参考信号的参考序列(UE DM-RS)进行相关性计算，从而根据解调参考信号判断出该候选集所在的位置是否包含有对应于本地的用户设备的物理下行控制信道，并将相关性较低的候选集在该步骤中直接进行剔除，而不进行后续的噪声估计、解MIMO和译码过程。在一般的盲检过程中，当该步骤表明当前的候选集不包含物理下行控制信道时，则直接转为对下一个候选集的盲检过程；仅当该步骤表明当前的候选集可能包含有物理下行控制信道时，才进行后续的噪声估计等内容，以此缩减了整体盲检过程中对错误的候选集的排除步骤，进而提高了处理效率。

在一个实施例中，步骤S1包括：

在每一个槽(slot)中，针对所有需要盲检的搜索空间，划分得到所有的候选集；

针对划分得到的候选集，分别计算每个候选集的时频域CCE位置以及时间先后性排序；

根据候选集有效性公式分别计算每个候选集的有效性，进而筛选出需要进行盲检的候选集，需要盲检的候选集数量不大于44个。

在一个实施例中，在执行步骤S2之后，执行步骤S3之前还包括信号能量筛选过程，信号能量筛选过程用于判断候选集中是否包含物理下行控制信道，并仅对包含物理下行控制信道的候选集执行步骤S3；

如图2所示，信号能量筛选过程包括：

步骤A1：对候选集计算频域位置中的信号能量；

步骤A2：将信号能量与预先设定的信号能量门限值进行比较，判断信号能量是否大于信号能量门限值；

若是，转向步骤S3；

若否，返回步骤S2，以获取新的候选集。

具体地，针对现有技术中，针对若干个候选集需要进行逐一、循环执行的信号抽取、信道估计、噪声估计、解MIMO、极化码译码这一流程后，才能够根据译码结果判断当前的候选集是否包含了物理下行控制信道的相关信息，其处理耗时较长，效率较低的问题，本实施例中，在完成了对搜索空间中的候选集的有效性检测后，在进行信号抽取之前就加入了对候选集本身在频域上的信号能量的计算，若候选集本身的信号能量过低，即，低于信号能量门限值，则表明该候选集所在的位置包含的有效信号数量较少或仅包含了噪声，故将该候选集直接剔除，而不进行后续的信号抽取等步骤，以此缩减了整体盲检过程中对错误的候选集的排除步骤，进而提高了处理效率。

在一个实施例中，如图3所示，步骤S3包括：

步骤S31：对候选集进行信道估计得到估计结果；

步骤S32：对估计结果进行滤波得到解调参考信号；

步骤S33：对解调参考信号和参考序列进行自相关分析得到相关性结果；

步骤S34：根据相关性结果和预先设定的相关性门限值进行比较，判断相关性结果是否大于相关性门限值；

若是，转向步骤S4；

若否，返回步骤S2，以获取新的候选集。

具体地，为实现对候选集较好的筛选效果，本实施例中，针对候选集在信道估计后得到数据，通过抽取解调参考信号，并基于在本地生成的对应于解调参考信号的参考序列分析二者的相关性；当相关性较高的时候，表明该候选集可能携带有物理下行控制信道；而当相关性较低时，表明该候选集所在的位置可能是噪声或与本地的物理下行控制信道无关，进而将该候选集舍弃，跳过后续的噪声估计等步骤，直接转为对下一个候选集的盲检过程。

在实施过程中，上述步骤S3在对候选集进行信道估计的过程中进行，即，候选集在进行信道估计的过程中，会抽取解调参考信号、相位跟踪参考信号(PTRS)、探测参考信号(SRS)和信道状态信息参考信号(CSI-RS)。在此过程中，通过截取候选集在完成信道估计后的解调参考信号部分并进行滤波，从而使得解调参考信号能够根据本地的参考序列进行共轭乘加等运算，将运算结果作为相关性结果与相关性门限值进行判别，从而判断出该解调参考信号是否与本地的参考序列相关。

在一个实施例中，在执行解信号矩阵之后，执行极化码译码之前，还包括一软比特判别过程，软比特判别过程用于判断解信号矩阵后的候选集是否包含物理下行控制信道，并仅对包含物理下行控制信道的候选集进行极化码译码；

如图4所示，软比特判别过程包括：

步骤B1：对候选集抽取软比特信息；

步骤B2：根据软比特信息获取候选集的调制信号信息；

步骤B3：根据调制信号信息和预先构建的调制信号门限进行比较，判断调制信号信息是否大于调制信号门限；

若是，对候选集进行译码；

若否，返回步骤S2，以获取新的候选集。

具体地，针对现有技术中，针对若干个候选集需要进行逐一、循环执行的信号抽取、信道估计、噪声估计、解MIMO、极化码译码这一流程后，才能够根据译码结果判断当前的候选集是否包含了物理下行控制信道的相关信息，其处理耗时较长，效率较低的问题，本实施例中，通过在完成解MIMO后、执行极化码译码之前通过对候选集抽取软比特信息，并基于软比特信息中映射至星座点的数值的累加值作为调制信号信息，进而和预先构建的调制信号门限进行比较；当数值的累加值较少时，一般可认为该候选集所包含的信号噪声成分较多、干扰信号强烈或信号能量过低，导致解MIMO得到的可映射的数值较少，进而判定该候选集无法用于译码得到对应的物理下行控制信道，直接转为对下一个候选集进行盲检，减少了后续极化码译码的步骤。

在一个实施例中，步骤B2中，生成调制信号信息的方法包括：

自软比特信息中确定多个待映射至星座点的待映射数值，对所有的待映射数值进行累加以获得调制信号信息。

一种5G NR系统的物理下行控制信道盲检系统，用于实施上述的物理下行控制信道盲检方法；

如图5所示，物理下行控制信道盲检系统包括：

有效性验证模块1，有效性验证模块1于搜索空间中获取多个待检测的候选集；

候选集抽取模块2，候选集抽取模块2连接有效性验证模块1，候选集抽取模块2自待检测的多个候选集中选取一个候选集；

信道估计模块3，信道估计模块3连接候选集抽取模块3，信道估计模块3用于对候选集进行信道估计；

相关性计算模块4，相关性计算模块4连接信道估计模块3，相关性计算模块4对候选集抽取解调参考信号，将解调参考信号与本地的参考序列进行相关性计算得到相关性结果，根据相关性结果判断是否允许候选集通过；

噪声估计模块5，噪声估计模块5连接相关性计算模块4，噪声估计模块5对相关性计算模块输出的候选集进行噪声估计；

解信号矩阵模块6，解信号矩阵模块6连接噪声估计模块5，解信号矩阵模块6根据噪声估计输出模块的输出结果对候选集进行解信号矩阵；

极化码译码模块7，极化码译码模块7连接解信号矩阵模块6，极化码译码模块7对解信号矩阵后的候选集进行译码，以根据译码结果筛选得到物理下行控制信道。

具体地，针对现有技术中，针对若干个候选集需要进行逐一、循环执行的信号抽取、信道估计、噪声估计、解MIMO、极化码译码这一流程后，才能够根据译码结果判断当前的候选集是否包含了物理下行控制信道的相关信息，其处理耗时较长，效率较低的问题，本实施例中，通过在信道估计模块3的后级设置相关性计算模块3，在相关性计算模块4中根据信号抽取过程中得到的解调参考信号(DM-RS)和本地预先生成的、对应于解调参考信号的参考序列(UE DM-RS)进行相关性计算，从而根据解调参考信号判断出该候选集所在的位置是否包含有对应于本地的用户设备的物理下行控制信道，并由相关性计算模块4根据判断结果选择是否让该候选集输出至后级的噪声估计模块5中，以此缩减了整体盲检过程中对错误的候选集的排除步骤，进而提高了处理效率。

在一个实施例中，如图6所示，还包括：

信号能量筛选模块21，信号能量筛选模块21的输入端连接候选集抽取模块2，信号能量筛选模块21的输出端连接信道估计模块3，信号能量筛选模块21用于判断是否向信道估计模块输出候选集；

信号能量筛选模块21包括：

信号能量计算模块211，信号能量计算模块211对候选集计算频域位置中的信号能量；

信号能量判决模块212，信号能量判决模块212将信号能量与预先设定的信号能量门限值进行比较，以判断是否向信道估计模块3输出候选集。

具体地，针对现有技术中，针对若干个候选集需要进行逐一、循环执行的信号抽取、信道估计、噪声估计、解MIMO、极化码译码这一流程后，才能够根据译码结果判断当前的候选集是否包含了物理下行控制信道的相关信息，其处理耗时较长，效率较低的问题，本实施例中，在由有效性验证模块1完成了对搜索空间中的候选集的有效性检测后，由候选集抽取模块2选择搜索空间中的一项候选集来进行正常的盲检流程；随后，通过在信道估计模块3的前级设置信号能量筛选模块21，在信号能量筛选模块21中的信号能量计算模块211上对候选集本身在频域上的信号能量进行计算，随后由信号能量判决模块212进行判断，若候选集本身的信号能量过低，即，低于信号能量门限值，则表明该候选集所在的位置包含的有效信号数量较少或仅包含了噪声，故将该候选集直接剔除，而不会输出到后级的信道估计模块3中，以此缩减了整体盲检过程中对错误的候选集的排除步骤，进而提高了处理效率。

在一个实施例中，如图7所示，相关性计算模块4包括：

滤波模块41，滤波模块41接收自信道估计模块3输出的估计结果，并对估计结果进行滤波得到解调参考信号；

相关性计算模块42，相关性计算模块42根据解调参考信号和参考序列生成相关性结果；

相关性判决模块43，相关性判决模块43连接相关性计算模块43，相关性判决模块根据相关性结果判断是否允许候选集通过。

具体地，为实现对候选集较好的筛选效果，本实施例中，针对候选集在信道估计后得到数据，通过抽取解调参考信号，并由滤波模块41进行滤波以输出可用于计算相关性的解调参考信号，随后，由相关性计算模块42基于在本地生成的对应于解调参考信号的参考序列分析二者的相关性，并采用相关性判决模块43判断是否将候选集输出至后级的噪声估计模块5中。当相关性较高的时候，表明该候选集可能携带有物理下行控制信道；而当相关性较低时，表明该候选集所在的位置可能是噪声或与本地的物理下行控制信道无关，进而将该候选集舍弃，跳过后续的噪声估计等步骤，直接转为对下一个候选集的盲检过程。

在一个实施例中，还包括软比特判别模块61，软比特判别模块61的输入端连接解信号矩阵模块6，软比特判别模块61的输出端连接极化码译码模块7，软比特判别模块61用于判断是否将候选集输入极化码译码模块7；

软比特判别模块61包括：

软比特抽取模块611，软比特抽取模块611自解信号矩阵后的候选集中抽取软比特信息；

调制信息生成模块612，调制信息生成模块612连接软比特抽取模块611，调制信息生成模块612根据软比特信息生成调制信号信息；

比较模块613，比较模块613连接调制信息生成模块612，比较模块613根据调制信息和预先设置的调制信号门限判断是否将候选集输入极化码译码模块7。

调制信息生成模块612对软比特信息中多个待映射至星座点的待映射数值进行累加以获得调制信号信息。

具体地，针对现有技术中，针对若干个候选集需要进行逐一、循环执行的信号抽取、信道估计、噪声估计、解MIMO、极化码译码这一流程后，才能够根据译码结果判断当前的候选集是否包含了物理下行控制信道的相关信息，其处理耗时较长，效率较低的问题，本实施例中，通过在解信号矩阵模块6的后级、极化码译码模块7的前级添加软比特判别模块61，通过软比特抽取模块611对候选集抽取软比特信息，并由调制信息生成模块612基于软比特信息中映射至星座点的数值的累加值作为调制信号信息，进而使得比较模块613可根据预先构建的调制信号门限进行比较；当数值的累加值较少时，一般可认为该候选集所包含的信号噪声成分较多、干扰信号强烈或信号能量过低，导致解MIMO得到的可映射的数值较少，进而判定该候选集无法用于译码得到对应的物理下行控制信道，直接转为对下一个候选集进行盲检，减少了后续极化码译码的步骤。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。