5G Downlink Control Indicator (DCI)

 LTE나 NR의 표준화문서를 보면, 가장 자주나오는 용어 중 하나가 DCI다. DCI가 무엇인지, NR에서는 어떤 DCI가 있는지에 대해서 정리할 필요가 있다는 생각이 들었다. DCI는 gNB가 데이터를 '언제/어떻게' 보낼지에 대한 Scheduling 정보나 추가 지시사항들을 받아서 UE가 Decoding에 사용하기 위한 정보가 담겨있다. 즉, 기본적으로는 Frequency/Time 축에서 Scheduling이 어떻게 되어있고, 어떤 Modulation을 사용하였는지 등에 대한 정보가 담겨있다.

 추가적으로, 다양한 시나리오에 맞는 Power Control에 대한 정보, CSI-Report 요청, CQI-Report 요청 같은 다양한 정보들도 담을 수 있기 때문에, 이번 글에서는 Case를 나눠서, 어떤 DCI가 어떤 방식으로 전송되는지에 대해 정리한다.

TS 38.212에 있는 DCI Format

 TS 38.212를 보면, 다음과 같은 DCI Format들이 정해져있고, 언제 각각의 DCI가 전송되는지가 나와있다. 크게는 Format_0 계열은 Uplink의 PUSCH의 Scheduling을 위해서, Format_1 계열은 Downlink의 PDSCH의 Scheduling을 위해서 전송된다. Format_2은 그 외에, Group에게 Slot format을 알려준다던지, Uplink 시의 Transmission Power Control (TPC)에 대한 정보를 담아서 보내게 된다.

Scheduling관련 DCI가 다른 DCI들에 비해 복잡하기 때문에, Format_2 계열부터 설명한다.

 

Format_2 계열

 

DCI Format_2_0

 Format_2_0은 Slot Format에 대해서 말할 때, 언급한 바 있다. Slot Format을 결정할 수 있는 Type을 크게, RRC에서 Control하는 Semi-Static 방식과 DCI를 통한 Dynamic 방식이 있다고 언급했었는데, 그 때 말한 DCI가 DCI Format_2_0이다. 간단하게, DCI에 Slot Format Indicator (SFI)를 담아서 보내면 되기 때문에, 아래와 같이 비교적 간단한 DCI가 만들어진다. 참고로 DCI Format_2_0은 SFI-RNTI와 Scarambling되어 전송된다. RNTI에 대한 설명은 별도의 페이지에서 상세히 다루도록 한다.

DCI Format_2_0

 

DCI Format_2_1

Format_2_1은 Pre-emption이라는 기술과 관련이 있다. gNB에서 PDSCH를 하다보면, 긴급 메시지 (e.g. URLLC)를 위해서, 기존 메시지가 전송되어야할 타이밍에 보내야할 경우가 생길 수 있다. 이 때, 기존 메시지를 받기로 했던 UE에게 '너가 받기로 약속되어 있던 이 메시지 (e.g., PRB/symbol 위치)는 너를 위한게 아니야'라고 알려줘야 하는데 이 정보를 Pre-emption Indicator라고 한다. 참고로, DCI FOrmat_2_1은 INT-RNTI와 Scrambling되어 전송되는데, Interrupt의 약자다.

DCI Format_2_1

 

DCI Format_2_2/2_3

 Format 2_2/2_3은 Uplink의 Transmission Power Control (TPC) Command를 위해서 만들어진 DCI다. Downlink는 gNB에서 보내는 거니까 Power를 알아서 보낼 수 있지만, Uplink는 UE에서 보내다보니, gNB입장에서는 Cell의 상황을 보고 Power에 대한 Control을 해줘야한다. 2_2는 PUCCH/PUSCH를 위한 DCI고, 2_3은 SRS를 위한 DCI다. Sounding Reference Signal (SRS)를 다시 한번 설명하면, UE가 Uplink로 보내는 Reference Signal으로, Channel 상태를 파악하기 위함이다. 따라서 gNB는 UE에게 SRS를 보내라고 요청하면서 (SRS Request), SRS에 대한 Power Control Message도 같이 보내게 되기 때문에, 다음과 같은 format으로 보내게된다.

DCI Format_2_2

 

DCI Format_2_3

 

Format 0 계열

 DCI Format_0_0/0_1은 PUSCH를 위한 Scheduling 정보들이 들어가있다. 따라서, Frequency / Time축 어디에 해당 Resource가 있는지, 어떤 Modulation Coding Scheme (MCS)를 사용하는지, HARQ는 어떤 방식을 사용하는지 (NDI), Uplink를 위한 HARQ process의 수, Transmission Power Command (TPC) 등이 담겨있다. 기본적으로, PUSCH에 대해 지정해야할 Parameter들을 여기서 지정해준다고 생각하면 된다.

DCI Format_0_0

 

Format 1 계열

DCI Format_1_0/1_1은 Downlink에 대한 Scheduling 정보를 담고 있는데, gNB에서 PDSCH를 통해서 상당히 많은 정보를 내려보내기 때문에, 1개의 Format 내에도 여러 Case가 있을 수 있고, Field의 구성이 달라질 수 있다. 어떤 Case고, 어떤 Field로 구성되어 있을지는 어떤 RNTI와 Scrambling되어있는지에 따라서 알 수 있다.

예를 들면, Random Access를 위한 DCI Format_1_0은 RA_RNTI와 Scrambling되어서 전송되고, RACH에서 Contention Resolution을 위한 Msg. 4에서는 TC_RNTI와 Scrambling되고, SIB 정보를 Scheduling할 때는 SI_RNTI와 Scrambling되는 등 다양한 Case에 DCI_Format_1이 사용된다. 따라서, 자신이 PDSCH를 통해서 Scheduling하는 DCI의 case를 본다고 했을때, 어떤 상황이기 때문에 어떤 RNTI와 Scrambling되었고, 이 때는 어떤 Field를 갖는지 표준문서 TS 38.212를 찾아봄으로써 알 수 있다.

 

Conclusion

 표준문서를 볼 때마다 지겹도록 나왔던 DCI에 대한 간략한 정리를 해보았다. DCI는 다양한 경우의 Scheduling에 사용될 수 있기 때문에, 전부 외울 필요는 없고, 상황에 맞는 Format과 어떤 RNTI와 Scrambling되어 어떤 Field를 갖게되었는지 표준문서에서 찾으면 될 것 같다.

 

Reference

[1] "NR; Multiplexing and channel coding" 3GPP TS 38.212, Release 15