下行控制信息 - 其他用途的DCI

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我是靠谱客的博主超级蓝天，最近开发中收集的这篇文章主要介绍下行控制信息 - 其他用途的DCI，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

和LTE一样，除了用于上下行调度的DCI格式，NR还提供了用于其他用途的DCI格式。 R15版本一共有4个用于其他用途的DCI格式：DCI format 2_0/2_1/2_2/2_3。在R16版本中，又引入了3个新的DCI格式：DCI format 2_4，DCI format 2_5和DCI format 2_6，同时原有的4种DCI格式内容也做了一些扩充，下面我们一一介绍。

DCI format 2_0

DCI format 2_0具有以下用途：

用于通知终端当前的slot format；
用于通知终端COT(Channel Occupancy Time)持续时间；
用于通知终端可用的RB set以及搜索空间集组(search space set group switching)的切换。

COT是R16新引入的一个功能，用于共享频谱场景下的时频域资源的使用：具体来说，COT指的是当5G 基站(gNB)和4G 基站(eNB)共同使用一块频谱资源时，gNB/eNB以及对应的终端首先必须确定该特定的频谱资源是否可用(在3GPP中这个判断流程称之为‘Channel access procedure’)，在确定可以使用之后，这个特定的频谱资源在时域上的持续时长就称之为Channel Occupancy Time，也就是COT；gNB/eNB或者终端就可以在COT内进行下行或者上行数据传输。

COT的概念还体现在频域上，为此GPP引入了RB set的概念：一个RB set对应频域上20 MHz带宽。对于频域上的COT，3DCI format 2_0中引入了一个RB set或者多个RB set的bitmap(每一个bit对应一个RB set)来表示时域上COT持续市场内频域上可用的频率资源信息。

搜索空间集组也是R16引入的新功能，其目的是通过使用Type3-PDCCH CSS set(对应的DCI格式为DCI format 2_0)为USS set(UE专有搜索空间集)提供多个搜索空间集组，使得终端可以灵活动态地进行PDCCH的监听。

DCI format 2_0具体字段含义如下：

DCI format 2_0的长度最大可以达到128 bits。

N.B. slot format相关内容请参考博文“帧结构和物理资源(Numerologies,系统帧和子帧，时隙) ”

DCI format 2_1

DCI format 2_1从R15版本就存在，用于下行抢占处理。这个功能用于URLLC场景，我们举个例子：

如上图所示，在某一个slot中，UE A的下行调度在时域上占用了整个slot，在频域上占用了全部带宽(上图绿色部分)。此时，如果UE B有时延敏感的下行数据需要传输，而且必须在当前slot就要传输出去，由于UE A占用了全部时频域资源，UE B只有抢占UE A的部分资源(上图右半部分黄色部分)才可以完成在当前slot的下行传输。由于UE B抢占了UE A的部分资源，本次的下行传输UE A是无法正确解码的，而如果没有一个显式事件通知UE A的话，UE A是无法得知部分资源被UE B抢占，即使是多次重传，UE A也无法正确解码本次的下行数据(因为UE B所占用的资源对于UE A来说就是脏数据)。这个时候基站处理方式有以下几种：

1. 由于基站是知道UE B占用了UE A的资源，所以可以重传整个下行数据，同时设置重传的PDCCH 1_1中的字段“CBG flushing out information(CBGFI)”数值为0，表示终端之前接收到的数据受损；

2. 基站也可以在采用基于CBG的重传时只重传受影响的CBG。

以上方法都是在UE A接收到数据解码失败后的补救方法，而DCI format 2_1提供的下行抢占功能提供了更加高效的方法，可以使得UE A在第一次接收下行数据时就避开被占用的时频域无线资源：

如果终端A在一次PDSCH中存在被别的终端抢占的时频域资源，则gNB可以在该终端的下一个搜索空间周期中发送DCI format 2_1，用来通知终端A上一次PDSCH传输存在被抢占的时频域资源。3GPP对DCI format 2_1指示的时域上可能被占用的OFDM symbol也做了定义：

从终端A收到DCI format 2_1所在的CORESET的第一个OFDM开始，向前一共

其中由信令IE：tdd-UL-DL-ConfigurationCommon定义的上行OFDM符号不计入其内，剩下的OFDM符号记作 $n_{int}$ 。

DCI format 2_1中的抢占指示(Pre-emption indication)为一个14 bits的bitmap，其具体内容受信令IE：timeFrequencySet的影响：

如果timeFrequencySet = 'set0'，字段长度为14bit的DCI format 2_1中每个Pre-emption indication字段，一一映射到14组连续symbols上，这14组连续symbols就是我们之前提到的 $n_{int}$ 个符号。这14组连续symbols中的前 $n_{int}-left lfloor n_{int}/14right rfloorcdot 14$ 组，每组的symbols个数为 $left lceil n_{int}/14 right rceil$ 个symbols；剩下的 $14-n_{int}+left lfloor n_{int}/14 right rfloorcdot 14$ 组，每组的symbols个数为 $left lfloor n_{int}/14 right rfloor$ 。这样每个bit表示一组symbols，数值0表示在对应的那组symbols中有数据传输，数值1表示在对应的那组symbols中没有数据传输；
如果timeFrequencySet = 'set1'，此时把终端所在的active DL BWP中的所有的PRB定义为 $b_{int}$ 个PRBs。字段长度为14bit的DCI format 2_1中每个Pre-emption indication字段被划分为7个pair，每个pair一一映射到7组连续symbols上。这7组symbols中的前 $n_{int}-left lfloor n_{int}/7 right rfloorcdot 7$ 组，每组的symbols个数为 $left lceil n_{int}/7 right rceil$ 个symbols；剩下的 $7-n_{int}+left lfloor n_{int}/7 right rfloorcdot 7$ 组，每组的symbols个数为 $left lfloor n_{int}/7 right rfloor$ 个symbols。这样每两个bits表示一组symbols，其中第一个bit对应 $b_{int}$ 个PRB中的前 $left lceil b_{int}/2 right rceil$ 个PRB，第二个bit对应 $b_{int}$ 个PRB中的后 $left lfloor b_{int}/2 right rfloor$ 个PRBs；数值0表示在对应的那组symbols和PRB上有数据传输，数值1表示在对应的那组symbols和PRBs上没有数据传输。

使用INT-RNTI(Interrupted Transmission RNTI)加扰的DCI format 2_0可以传输以下信息：

Pre-emption indication 1, Pre-emption indication 2, …, Pre-emption indication N

DCI format 2_1的长度最大可以到126 bits，每个pre-emption indication长度为14 bits。

DCI format 2_2

DCI format 2_2用于为一个或者多个终端传输PUCCH和PUSCH的功控命令(Transmission Power Control)。

使用TPC-PUSCH-RNTI或者TPC-PUCCH-RNTI加扰的DCI format 2_0可以传输以下信息：

blocknumber 1， block number 2,…, block number N

详细内容如下：

在一个服务小区内， DCI format 2_2 的 information bits 长度要小于或者等于在公共搜索空间接收到的 DCI format 1_0 的有效负荷长度。如果 DCI format 2_2 的 information bits 小于在公共搜索空间接收到的 DCI format 1_0 的有效负荷长度，应在 DCI format 2_2 的末尾添加 zero padding 直到等于在公共搜索空间接收到的 DCI format 1_0 的有效负荷长度。

DCI format 2_3

在一个服务小区的SRS功控和PUSCH功能没有关联性的上行载波上或者不用于进行PUCCH/PUSCH传输的上行载波上，DCI format 2_3用于为一个或者多个终端的SRS传输传送一组TPC commands。

DCI format 2_3使用TPC-SRS-RNTI加扰，并含有以下信息：

block number 1, block number 2, …, block number

一个block的起始位置由信令SRS-TPC-CommandConfig中IE:startingBitOfFormat2-3或者 startingBitOfFormat2-3SUL-v1530确定。

详细内容如下：

在一个服务小区内，DCI format 2_3的information bits 长度要小于或者等于在公共搜索空间接收到的DCI format 1_0的有效负荷长度。如果DCI format 2_3的information bits小于在公共搜索空间接收到的DCI format 1_0的有效负荷长度，应在DCI format 2_3的末尾添加zero padding直到等于在公共搜索空间接收到的DCI format 1_0的有效负荷长度。

DCI format 2_4

DCI format 2_4所支持的上行取消(UL cancelation)功能为URLLC增强功能中的一种，它主要包括以下两个方面：

用于上行终端间的传输增强功能：该场景基于多个终端所请求的上行资源或者正在进行的上行传输(i.e., 基站已发出上行DCI授权)在时间上有重叠，而此时存在具有高优先级的上行传输的终端突然插入需要传输上行数据。此时，基站会根据上行传输的优先级将某个已上行授权的终端的上行传输通过DCI format 2_4通知对应的终端它所申请的部分或者全部资源(在DCI format 2_4中给出)已经取消，收到DCI format 2_4所包含的取消指令的终端应当按照指示取消对应的上行传输。
用于工业物联网：在工业互联网场景中上行取消功能主要用于处理一个终端上在时域上相互重叠的上行资源的优先级问题。如果2个具有不同物理层优先级的PUCCHs或者2个具有不同物理层优先级的PUCCH和PUSCH在一个服务小区中时间上重叠，基站应当使用上行取消功能取消两者中较低优先级的上行传输来保证较高优先级的PUCCH或者PUSCH传输。

DCI format 2_4使用CI-RNTI加扰，并具有以下信息：

Cancellation indication 1，Cancellation indication 2，...，Cancellation indication N.

详细内容如下：

DCI format 2_4的长度最大为126bits。

DCI format 2_5

DCI format 2_5适用于Integrated access-backhaul (IAB)场景。这里我们只简单介绍一下IAB，不再详细叙述(后面我可能会单独写一篇博文具体介绍IAB)：考虑到在毫米波场景下，由于LOS (Line of Sight)传输特性以及毫米波在空气中传播衰减过快的问题，必须布置大量的基站(视场景而定，每个基站之间的间距在几十米到几百米之间)才可以完成一个区域的全覆盖。这个时候有一个很大的问题，即这些基站如果都使用有线介质连接到核心网的话，考虑到大量毫米波基站的存在，势必会给整个网络的部署带来巨大的复杂度以及高额的金钱支出。有鉴于此，3GPP提出了IAB，也就是在整个5G网络中设置若干个作为终端节点的基站(也称之为IAB-donor)，这些基站与核心网之间使用有线介质连接；而5G网络中的其他中继基站(也称之为IAB-node)则通过无线与IAB-donor相连接(如果一个IAB-node通过其他的IAB-node(s)与IAB-donor相连接，称之为multiple hops；如果直接与IAB-donor相连接，则称之为single hop)，间接地获取与核心网之间的回传交互，下面是从3GPP 38.300中截取的用于SA模式的IAB的架构图：

IAB-node支持gNB-DU功能，这些功能主要用来提供对于终端和下一跳的IAB-nodes的接口连接以及提供用于gNB-CU和gNB-DU连接的F1协议的终结。在IAB-node上面的gNB-DU功能我们通常称之为IAB-DU。IAB-node同时还支持一些UE相关的功能，这些功能我们称之为IAB—MT。

对于IAB-DU小区上的slots，每个slot上的每个符号(symbol)都可以配置为hard，soft或者unavailable类型。当一个下行、上行或者flexible的符号被配置为hard类型时，IAB-DU小区可以在对应的符号中分别进行传输(DL)、接收(UL)或者传输或接收(flexible)。当一个下行、上行或者flexible的符号被配置为soft类型时，只有满足以下条件，IAB-DU小区才可以在对应的符号中分别进行传输(DL)、接收(UL)或者传输或接收(flexible)：

IAB-MT在IAB-DU小区的对应符号中没有传输或者接收数据，或者
IAB-MT将在IAB-DU小区的对应符号中传输或者接收数据，并且IAB-DU小区的对应符号期间的传输或者接收不会因为IAB-DU使用该符号而改变，或者
IAB-MT检测到一个DCI format 2_5，该DCI format 2_5中携带了一个Available indicatior字段用来指示对应的soft symbol可用。

当一个符号配置为unavailable类型时，IAB-DU小区在该符号中既不能传输也不能接收数据。

从以上叙述我们可以看出，DCI format 2_5主要用来向IAB-DU小区指示可用的soft symbol(s)。DCI format 2_5使用AI-RNTI加扰，并具有以下信息：

Availability indicator 1，Availability indicator2，...，Availability indicator N

详细内容如下：

DCI format 2_5中的Availability indicator字段用于向IAB-DU指示多个slot中的每个slot上soft symbol的可用性，IAB-DU这些slots中最早开始的lsot与IAB-MT检测到DCI format 2_5的那个slot在时域上重叠；这些时序的个数大于等于用于监听DCI format 2_5的PDCCH监听周期。

DCIformat 2_5的长度最大可配置为128 bits。

DCI format 2_6

DCI format 2_6用于通知一个或者多个配置了DRX功能的终端在DRX活动时间之外的节电信息。

这个节电功能也是R16版本新引入的功能，通常叫做“DRX adptation”(我会在后面专门介绍DRX的博文中详细分析，这里我们只大致介绍一下)。通常的DRX功能在终端进入DRX长/短周期之后都会保持一段唤醒时间(这个时间由onDurationTimer定时器确定)用于监听是否有下行数据需要接收，而如果终端长时间没有下行数据需要接收，这显然是不必要的；因此DRX adaptation功能其核心思想就是在DRX长周期开始之前，在active BWP上配置基于PDCCH的节电信号，UE监听对应的PDCCH用于获取节点信号的指示，该节电信号基于终端是否会有下行数据的接收来指示终端在接下来的DRX长周期中是保持一段唤醒时间(onDuration Timer)还是直接进入DRX周期的休眠状态。

R16版本所引入的节电功能还包括辅小区休眠(SCell Dormancy)功能。终端不需要在一个被定义为休眠的辅小区上监听PDCCH，但是可以继续执行RRM/CSI测量，AGC(Auto Gain Control)和波束管理等功能。辅小区休眠功能一样是通过DCI format 2_6来通知终端。

因此3GPP引入了一个新的DCI格式：DCI format 2_6，该DCI格式使用PS-RNTI加扰，包含唤醒指示(wakeup indication)和辅小区休眠指示(SCell dormancy inidication),其中辅小区休眠指示为可选配置：