LTE -DCI3和功率调整

1.DCI3格式

DCI0、DCI1A、DCI2、DCI2A格式虽然可以动态调整上行PUCCH和PUSCH的发送功率，但这些DCI都需要强制分配一些RB资源给UE。如果某些UE不需要使用RB资源，仅需要调整PUSCH或PUCCH的发送功率，那么这个时候使用DCI0/1A/2/2A这些格式显然就不合理了。为了能够通过PDCCH控制一组UE的PUCCH或PUSCH功率，协议引入了DCI3和3A格式。这两种格式类似，本文只介绍DCI3这种格式。

DCI3的目的仅仅是为了能够一次性动态调整多个UE的PUCCH或PUSCH的发送功率，不用于分配上行或者下行的RB资源。当小区内有多个UE同时在线，这些UE不需要分配RB资源时，如果需要对这些UE进行上行的功率控制，就可以通过DCI3或DCI3A来实现。

DCI3格式的码流由N个2bit的TPC命令单元“TPC Command”组成，如表1所示。  

组成单元	长度 (bits)	说明
TPC command number 1 （user 1）	2	每个TPC命令单元的值范围均为0～3，用于调整某个UE的PUSCH或PUCCH功率，1个DCI3可以调整N个UE的上行功率： 当DCI3用于调整PUSCH功率时，N个TPC命令单元的含义同DCI0中的TPC字段，此时参考图2，但不支持TPC绝对值调整。 当DCI3用于调整PUCCH功率时，N个TPC命令单元的含义同DCI1A中的TPC字段，此时参考图3。 关于DCI0和DCI1A中TPC字段的用法，相关博文已有描述，这里不再重复。
TPC command number 2 （use 2）	2
...	2
TPC command number N （user N）	2	N=floor(L_format0 / 2)    L_format0表示当前带宽下DCI0码流的有效长度。 如果floor(L_format0 / 2) < (L_format0 / 2)，需要在DCI3码流的末尾增加1个比特0，因为DCI3/3A的payload size需要和DCI0、DCI1A相同。

（表1）

举个例子说明一下，比如当前是10MHz带宽，TDD制式且上下行子帧配置为1，那么DCI0码流的payload长度是（1+1+11+5+1+2+3+2+1）=27，所以L_format=27，N=13。因为13<(27/2)，所以需要在DCI3码流的末尾再加一个比特0，因而DCI3的payload大小=13*2+1=27，如图1所示（这个图后面还会用到）。如果TPC command number1对应的2比特值等于（01）=1，且当前DCI3用于PUSCH的功率调整（仅支持Accumulated调整），那么通过查找图2中的表格可以知道，TPC command number1对应的UE需要调整的功率值是0dB，即意味这该UE不需要调整PUSCH的发送功率。

（图1）

（图2 调整PUSCH功率时需要查找的表）

（图3 调整PUCCH功率时需要查找的表）

2.UE如何判断当前是PUCCH调整还是PUSCH调整

既然DCI3可以调整PUSCH的功率，也可以调整PUCCH的功率，那么UE如何来区分呢？这里协议采用RNTI值的不同来进行区分。如果当前的DCI3进行的是PUCCH功率调整，那么DCI3使用PUCCH-TPC-RNTI来加扰，而如果进行的是PUSCH功率调整，则DCI3使用PUSCH-TPC-RNTI来加扰。这两种RNTI值类似于C-RNTI和TC-RNTI，也都是由RRC配置的，通过信元PhysicalConfigDedicated中的tpc-PDCCH-ConfigPUCCH和tpc-PDCCH-ConfigPUSCH携带给UE，如图4所示。

（图4）

如果当前LTE系统支持DCI3格式，那么RRC就需要为小区内的UE配置TPC-PDCCH-Config参数。由于DCI3的每个TPC命令单元都对应着1个UE，因此可以为多个不同的UE配置相同的PUCCH-TPC-RNTI和PUSCH-TPC-RNTI值。比如UE1、UE2、UE3这三个UE，配置给它们的PUSCH-TPC-RNTI可以是相同的，配置的PUCCH-TPC-RNTI也可以是相同的。

3.DCI3针对的是哪些UE

通过不同的RNTI解决了区分PUCCH和PUSCH功率调整的问题，还剩下一个问题就是，DCI3中的TPC命令单元都是为哪些UE配置的。

在上文的图4中，定义了一个叫做tpc-Index的字段，可以利用这个字段来区分不同的UE。如果当前eNB动态调度的是DCI3格式，那么tpc-Index这个字段的范围是1～15，也就是说一个DCI3可以最多为15个UE调整上行功率；而采用DCI3A格式，则最多可以为31个UE调整功率控制。

正如前文的图1所示，eNB需要为不同的UE配置不同的tpc-index，比如为UE1配置的Index等于1，那么在DCI3中index=1的位置填写的2比特TPC命令单元，就是针对UE1分配的；如果为UE2分配的index=13，那么DCI3中index=13的TPC命令单元，就是针对UE2配置的。

4.动态调整PUSCH的示例

我们已经知道，DCI0可以用于调整PUSCH的功率，DCI3/3A也可以用于PUSCH的调整，通常在实际的环境中我们会将两者相结合进行动态的调整。

（图5 PUSCH功率调整示意）

图5给出了eNB对UE-A和UE-B进行PUSCH调整的示意图，阶梯实线是每次DCI3/3A调整后的实际值，虚线是目标值。可以看到，对于频率调整较快的UE-A来说，实际值与目标值较为接近，但调整的频率越快，负载也越大；对于UE-B来说，调整的周期较长，离目标值相距较远，但负载也较小。当实际值与目标值距离过大时，可以通过DCI0进行一次绝对值的调整，这样更利于功率的快速调整。

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 36.331 V9.18.0 (2014-06) Radio Resource Control (RRC)