LTE -DCI0

DCI的全称为Downlink Control Information，是在PDCCH信道中传输的内容。DCI有多种格式，根据不同的目的和场景采用不同的格式。截至目前为止，我们已经详细的介绍了DCI1A、DCI1C、DCI2、DCI2A的使用，本文继续介绍用于上行RB动态调度的DCI0格式。DCI0格式包含的字段如图1所示。

（图1 DCI0格式内容）

下面详细介绍各个字段的含义：

（1）DCI0/DCI1A格式指示位（Flag for format0/format1A differentiation），固定占1bit。当该bit值=0时，表示当前使用DCI0格式；当该bit值=1时，表示当前使用是DCI1A格式。DCI0和DCI1A的码流长度相同是为了减少UE侧盲检的次数，这里增加一个bit的指示位，用于区分这两种不同的格式。如果在某些带宽下，计算得到的DCI0和DCI1A码流的有效长度不相等，则需要在码流的末尾添加填充0补齐至相等。 （2）跳频指示位（Frequency hopping flag），固定占1bit。当该bit值=0时，表示后续的RB资源分配字段不采用PUSCH跳频；当该bit值=1时，表示资源分配采用PUSCH跳频。 （3）RB资源分配（Resource block assignment and hopping resource allocation），固定占ceil( log2( N_UL_RB * (N_UL_RB + 1 ) / 2 ) ) bit。比如上行10MHz带宽，N_UL_RB=50，则本字段占用的bit位= ceil( log2 (50 * 51 / 2) ) = 11 bits。 如果PUSCH采用跳频，那么本字段将携带2个信息：高位N_UL_hop个比特的跳频信息和低位[ ceil（log2[N_UL_RB * (N_UL_RB + 1) / 2 ]）- N_UL_hop ]个比特的RIV资源指示字段。具体怎么解析这2个信息，博文《PUSCH上行跳频（1）-Type1频率跳频》和《PUSCH上行跳频（2）-Type2频率跳频》已经有了详细的介绍，这里不再重复。 如果PUSCH不采用跳频，那么本字段只携带 ceil（log2[N_UL_RB * (N_UL_RB + 1) / 2 ]）个bit的RIV资源指示字段，从这个RIV中可以解码得到ULRB的起始位置和长度。具体怎么将ULRB的起始位置rb_start和长度rb_length编码成RIV字段，《LTE-TDD随机接入过程（4）-RIV的解析和Preamble资源的选择》里已有介绍。而从RIV反向解码rb_start和rb_length的方法，则可以通过下面这个简单的公式得到（N_UL_RB表示上行带宽，更准确的公式请参考《LTE -UL_grant中RIV的编码和解码》）： rb_start = RIV mod N_UL_RB，rb_length = floor（RIV / N_UL_RB） + 1 比如当前是20MHz带宽，RIV=1000，那么rb_start=1000mod100=0，rb_length=floor（1000/100）+1=11；再比如RIV=4906，那么rb_start=4906mod100=6，rb_length=floor（4906/100）+1=50。 （4）MCS和RV字段（Modulation and coding scheme and redundancy version），固定占5bit。这个字段用于编码上行的MCS和RV。MCS的范围是0～31，对于上行来说，29/30/31这三个值用于自适应的重传，此时冗余版本rv分别是1/2/3。如图2所示，表中第一列I_MCS的值就是本字段5bit的值，rv_idx列就是对应的rv冗余版本号。比如DCI0中本字段值为1，那么I_MCS=1，查这个表就可以知道当前的rv_idx=0。 （图2 上行MCS和RV对应关系） 图2的进一步说明如下： （a）如果UE支持64QAM的PUSCH传输，并且RRC没有配置“仅使用QPSK和16QAM”，那么当前的调制方式Qm就使用图2中第二列Qm'对应的值。UE是否支持64QAM跟UE的能力等级有关，CAT1～CAT4能力的UE不支持上行64QAM，而CAT5支持上行64QAM。PUSCH-ConfigCommon信元里的enable64QAM用于规定UE能否使用上行64QAM，如图3所示，TRUE表示UE能够使用64QAM调制方式，FALSE表示不能使用64QAM调制方式。 （图3） （b）如果UE不支持64QAM的PUSCH传输，或者RRC配置了“仅使用QPSK和16QAM”，那么当前的调制方式Qm=min（4，Qm'）。 （c）当MCS的值等于29/30/31这三个值的时候，表示当前是自适应重传，对应的Qm值应该等于上一次的Qm值，但有一种情况例外：如果I_MCS=29，且CQI_request字段等于1，且分配的RB个数小于或等于4，那么调制方式Qm固定等于2。之所以这么规定，初衷是希望如果DCI0中的RB个数小于或等于4且MCS=29、cqi_req=1时，UE就需要在指定时序的PUSCH中上传CQI-only（即不携带PMI等）参数。从另一个角度来解析这句话，就是如果希望UE从PUSCH信道中仅携带非周期的CQI-only而不包括PMI等控制参数，那么建议eNB在第一次上行自适应重传（MCS=29，RV=1）的时候就配置给UE。 （5）NDI字段（New data indicator），固定占1bit。通过NDI参数是否发生反转（toggled）来判断当前的数据是新传还是重传：若eNB为某个上行HARQ进程分配的DCI0中的NDI参数，与上次的相比发生了反转，则表示UE本次可以进行上行新传；如果NDI参数与上次的相同，那么UE需要执行上行自适应重传。所谓NDI反转，是指NDI的值从上次的0变成本次的1，或者从1变成0。 由于上行HARQ执行同步操作，所以不需要harq-id，可以通过子帧号就可以判断是否属于同一个HARQ进程。 （6）PUSCH的TPC命令（TPC command for scheduled PUSCH），固定占2bit。这个字段用来调整指定时序PUSCH信道上的发送功率，范围是0～3，表示的含义如图4所示。 从图4的表格中可以看到，TPC值有两种不同的解读，分别表示累加值 （accumulated）和绝对值（absolute）。如果RRC将UplinkPowerControlDedicated信元中的accumulationEnabled字段设置为TRUE，则表示DCI0中的TPC字段使用累加值的含义，否则使用绝对值的含义。如果accumulationEnabled=1，TPC=2，则表示指定时序的PUSCH发送功率需要增加1dB。 （图4） （7）DM RS循环偏移（Cyclic shift for DMRS），固定占3bit。DM RS的全称是Demodulation Reference Signal，即解调参考信号。UE在生成解调参考信号序列的时候，需要用到一个名为n(2)_DMRS的参数，这个参数就是通过本字段获取的，如图5所示。如果本字段值=1，则表示UE生成DMRS解调参考信号序列的时候，参数n(2)_DMRS=6。 （图5） （8）UL index 字段，固定占2bit。这是个条件字段，只有当前是LTE-TDD制式且上下行子帧配置为0的时候才存在这个字段。这个字段用于计算PUSCH的时序是采用（n+k）的规则还是采用（n+7）的规则。博文《LTE-TDD HARQ（1）-上行HARQ时序》已经有非常详细的说明，简而言之就是： 若UL_index的高比特（MSB）=1、低比特（LSB）=0，表示DCI0和PUSCH的时序使用（n+k）的规则； 若UL_index的高比特（MSB）=0、低比特（LSB）=1，表示DCI0和PUSCH的时序使用（n+7）的规则； 若UL_index的高比特（MSB）=1、低比特（LSB）=1，表示DCI0和PUSCH的时序使用（n+k）以及（n+7）的规则，此时就是1个DCI0同时调度2个PUSCH的资源。 （9）下行分配索引DAI字段，固定占2bit。这也是个条件字段，刚好与UL index字段不同的是，DAI字段只在LTE-TDD制式且上下行子帧配置为1～6的时候才存在（因为子帧配置0的时候每个下行子帧的反馈都对应到不同的上行子帧中，不会出现1个上行子帧反馈多个下行子帧的情况）。这个字段也被称作V_UL_DAI字段，而DCI1A/2/2A等下行调度相关DCI中的DAI字段则被称作V_DL_DAI，这两种DAI都是UE侧用于检测是否有“PDSCH子帧”丢失。这里所说的“PDSCH子帧”，包括了携带有DCI的PDSCH子帧，也包括没有携带DCI的DL SPS子帧。 正如《LTE下行物理层传输机制（5）-DCI格式的选择和DCI1A》里介绍的，网侧在发出DCI之后，并不清楚终端有没有接收到这个DCI信息，或者说终端并不知道自己有没有漏掉DCI。如果UE没有检测到DCI，那么相应的数据肯定会被丢失。引入DAI字段（包括V_UL_DAI和V_DL_DAI），UE就可以用来判断当前是否有哪个PDSCH子帧丢失了。比如UE先后解码到了同个HARQ进程的2个DAI，值分别是1和3，那么就可以知道，这个HARQ进程的DAI=2的那个DCI没有被检测到。 可能这里有的同学会有疑问，DCI1A等下行DCI中的V_DL_DAI可以用来检测PDSCH子帧有没有丢失，那为什么还要在DCI0中增加这个V_UL_DAI字段呢？这是因为，如果UE收到的都是DCI1A等下行分配，那么反馈的ACK/NACK需要在PUCCH中发送，而如果希望UE也可以在PUSCH中发送ACK/NACK，那么必然需要在DCI0中增加DAI字段。 （10）CQI请求字段，固定占1bit。这个字段用于通知UE是否在指定时序的PUSCH中，执行一次非周期的CQI、PMI和RI上报过程，值等于1表示执行，值等于0表示不执行。关于非周期的CQI、PMI和RI上报过程，以后有时间再单独整理。

参考：
（1）3GPP TS 36.212 V9.4.0 (2011-09) Multiplexing and channel coding

（2）3GPP TS 36.213 V9.3.0 (2010-09) Physical layer procedures

（3）3GPP TS 36.211 V9.1.0 (2010-03) Physical Channels and Modulation 

（4）3GPP TS 36.306 V9.9.0 (2013-12) User Equipment (UE) radio access capabilities

（5）3GPP TS 36.331 V9.18.0 (2014-06) Radio Resource Control (RRC)