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09-5G CORESET 详解 - 控制资源集

本文档详细解释 5G NR CORESET 的配置和结构

一、CORESET 概述

1.1 什么是 CORESET？

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CORESET (Control Resource Set):
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定义：
- 5G NR 中 PDCCH 的时频资源集合
- 替代 LTE 的固定控制区域

特点:
- 时域灵活 (1-3 符号)
- 频域灵活 (可配置 RB 集合)
- 支持多个 CORESET (最多 3 个/BWP)
- 支持波束赋形
─────────────────────────────────────────────────────────

1.2 与 LTE 对比

特性 LTE Control Region 5G CORESET
时域位置 前 1-4 符号 (固定) 灵活配置
频域位置 全带宽 可配置 RB
数量 1 个/小区 最多 3 个/BWP
配置方式 PCFICH 动态 RRC 配置
波束赋形 不支持 支持

二、CORESET 配置参数

2.1 RRC 配置结构

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ControlResourceSet IE (3GPP TS 38.331):
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ControlResourceSet ::= SEQUENCE {
  controlResourceSetId      ControlResourceSetId,
  frequencyDomainResources  BIT STRING (SIZE 45),
  duration                  INTEGER (1..3),
  cce-REG-MappingType       CHOICE {
    interleaved             SEQUENCE {
      reg-BundleSize        ENUMERATED {n2, n3, n6},
      interleaverSize       ENUMERATED {n2, n3, n6},
      shiftIndex            INTEGER (0..maxNrofPhysicalResourceBlocks-1)
    },
    nonInterleaved          NULL
  },
  precoderGranularity       ENUMERATED {sameAsREG-bundle, allContiguousRBs},
  tci-StatesPDCCH           SEQUENCE (SIZE (1..maxNrofTCI-StatesPDCCH)) OF TCI-StateId,
  tci-PresentInDCI          ENUMERATED {enabled} OPTIONAL
}
─────────────────────────────────────────────────────────

2.2 关键参数说明

参数 取值范围 说明
controlResourceSetId 0-11 CORESET 标识
frequencyDomainResources 45 bits 频域 RB 位图
duration 1, 2, 3 时域符号数
cce-REG-MappingType interleaved/nonInterleaved 映射类型
reg-BundleSize n2, n3, n6 REG 捆绑大小
interleaverSize n2, n3, n6 交织器大小
precoderGranularity sameAsREG-bundle/allContiguousRBs 预编码粒度

三、时频资源结构

3.1 频域配置

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frequencyDomainResources 位图:
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45 bits 位图，每 bit 对应 6 个 RB (270 RB / 45 = 6)

位图 = '111111111111000000000000000000000000000000000'
       ↑───────────↑
       48 RBs (100MHz 示例)

实际 RB 数:
N_RB = count_ones(bitmask) × 6

示例:
12 个 1 → 12 × 6 = 72 RBs
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3.2 时域配置

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duration 配置:
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duration = 1: 1 个 OFDM 符号
duration = 2: 2 个 OFDM 符号
duration = 3: 3 个 OFDM 符号

REG 数计算:
N_REG = N_RB × duration

示例 (48 RBs, 2 符号):
N_REG = 48 × 2 = 96 REG
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3.3 CCE 容量

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CCE 数计算:
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N_CCE = floor(N_REG / 6)

示例:
N_REG = 96
N_CCE = floor(96 / 6) = 16 CCE

可用 PDCCH 容量:
AL-1: 16 个 PDCCH
AL-2: 8 个 PDCCH
AL-4: 4 个 PDCCH
AL-8: 2 个 PDCCH
AL-16: 1 个 PDCCH
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四、CCE-REG 映射类型

4.1 非交织映射 (nonInterleaved)

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非交织映射:
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特点:
- CCE 连续映射到 REG
- 适合频域调度
- 支持频率选择性增益

映射公式:
REG_bundle_i = CCE_j 的 REG
j = floor(i / 6)

示例 (CCE 0):
REG 0, 1, 2, 3, 4, 5 → CCE 0
REG 6, 7, 8, 9, 10, 11 → CCE 1
...

适用场景:
- 高频段 (FR2)
- 波束赋形
- 频率选择性调度
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4.2 交织映射 (interleaved)

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交织映射:
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特点:
- CCE 分散映射到 REG
- 获得频率分集
- 类似 LTE 设计

参数:
- reg-BundleSize: 2, 3, 或 6
- interleaverSize: 2, 3, 或 6
- shiftIndex: 偏移值

映射公式:
f(x) = (r × C + c + shift) mod (N_REG_bundle / L)

其中:
x = CCE 索引
r, c = 行列索引
C = 交织器列数
L = AL
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4.3 交织映射示例

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示例配置:
reg-BundleSize = 6
interleaverSize = 3
shiftIndex = 0

交织过程:
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1. CCE 分组 (每 6 REG 一组)
   CCE 0 → REG bundle 0
   CCE 1 → REG bundle 1
   ...

2. 写入交织矩阵 (3 列)
   列 0: bundle 0, 3, 6, 9, ...
   列 1: bundle 1, 4, 7, 10, ...
   列 2: bundle 2, 5, 8, 11, ...

3. 按行读出
   输出：bundle 0, 1, 2, 3, 4, 5, ...

4. 映射到物理 REG
   获得频率分集
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五、REG Bundle

5.1 REG Bundle 定义

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REG Bundle:
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定义:
- 多个 REG 捆绑为一组
- 作为 CCE 映射的基本单位

大小配置:
reg-BundleSize ∈ {2, 3, 6}

示例 (reg-BundleSize = 6):
REG bundle 0: REG 0, 1, 2, 3, 4, 5
REG bundle 1: REG 6, 7, 8, 9, 10, 11
...

1 CCE = 6 REG = 1 REG bundle (当 bundleSize=6)
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5.2 预编码粒度

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precoderGranularity 配置:
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sameAsREG-bundle:
- 预编码粒度 = REG bundle 大小
- 每个 bundle 独立预编码
- 适合波束赋形

allContiguousRBs:
- 预编码粒度 = 所有连续 RB
- 整个 CORESET 相同预编码
- 适合分集传输

选择建议:
- 交织映射 → sameAsREG-bundle
- 非交织映射 → allContiguousRBs
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六、TCI 状态与波束

6.1 TCI 状态

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TCI (Transmission Configuration Indicator):
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作用:
- 指示 PDCCH 的波束/准共址信息
- UE 用于信道估计

配置:
tci-StatesPDCCH: TCI 状态列表

每个 TCI 状态包含:
- QCL 类型 (Type A/B/C/D)
- 参考信号 (CSI-RS, SSB)
- QCL 参数 (时延、多普勒、空间)
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6.2 波束赋形

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PDCCH 波束赋形:
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优势:
- 提升覆盖
- 减少干扰
- 支持多波束

实现:
- DMRS 预编码
- TCI 状态指示
- 波束扫描 (多 CORESET)

示例配置:
CORESET 0: TCI 状态 0 (波束 0)
CORESET 1: TCI 状态 1 (波束 1)
CORESET 2: TCI 状态 2 (波束 2)
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七、CORESET 配置实例

7.1 初始接入 CORESET

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# CORESET 0 (初始接入，由 MIB 配置)
ControlResourceSet #0:
  controlResourceSetId: 0
  frequencyDomainResources: '1111111111110000...' (48 RBs)
  duration: 2
  cce-REG-MappingType: interleaved
  reg-BundleSize: n6
  interleaverSize: n3
  shiftIndex: 0
  precoderGranularity: sameAsREG-bundle

7.2 UE 专用 CORESET

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# CORESET 1 (UE 专用)
ControlResourceSet #1:
  controlResourceSetId: 1
  frequencyDomainResources: '0000000000001111111111110000...' (72 RBs)
  duration: 3
  cce-REG-MappingType: nonInterleaved
  precoderGranularity: allContiguousRBs
  tci-StatesPDCCH: [TCI-State #5]
  tci-PresentInDCI: enabled

7.3 多波束 CORESET

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# CORESET 2 (多波束)
ControlResourceSet #2:
  controlResourceSetId: 2
  frequencyDomainResources: '1111111111111111...' (96 RBs)
  duration: 1
  cce-REG-MappingType: interleaved
  reg-BundleSize: n3
  interleaverSize: n3
  shiftIndex: 10
  precoderGranularity: sameAsREG-bundle
  tci-StatesPDCCH: [TCI-State #1, TCI-State #2, TCI-State #3]

八、Search Space 与 CORESET 关联

8.1 关联配置

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SearchSpace 配置:
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SearchSpace #1:
  searchSpaceId: 1
  controlResourceSetId: 1  # 关联 CORESET 1
  monitoringSlotPeriodicityAndOffset: sl2
  monitoringSymbolsWithinSlot: '10000000000000'
  nrofCandidates:
    aggregationLevel1: n6
    aggregationLevel2: n6
    aggregationLevel4: n2
    aggregationLevel8: n2
  searchSpaceType: ue-Specific
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8.2 监测时机

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监测时机计算:
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时隙条件:
(sfn × N_slot_per_frame + slot_idx) mod T = offset

符号条件:
monitoringSymbolsWithinSlot 位图指示

示例:
周期 T = 2 时隙
偏移 offset = 0
符号位图 = '10000000000000' (符号 0)

监测时隙：0, 2, 4, 6, ...
监测符号：每时隙符号 0
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九、本章小结

关键要点

  1. CORESET: 5G 灵活控制区域，替代 LTE 固定控制区
  2. 配置参数: 频域位图、时域符号数、映射类型
  3. CCE-REG 映射: 交织 (分集) vs 非交织 (选择性)
  4. REG Bundle: 映射基本单位，大小可配置
  5. TCI 状态: 波束指示，支持波束赋形
  6. 关联 Search Space: 定义监测时机和候选数

下一章预告

下一章 10-5G-波束与参考信号.md 将深入讲解: - DMRS 结构与配置 - 波束管理流程 - TCI 状态激活 - 实例分析

文档版本：v1.0
最后更新：2026-03-27
作者：AI Assistant