NR CSI-RS介绍

NR中的CSI-RS主要用于获取信道状态信息csi-SSB-Resource（CSI计算）、波束管理（L1-RSRP计算）、精确的时频追踪（Tracking Reference Signal）、移动性管理CSI-RS-Resource-Mobility、速率匹配zp-CSI-RS、干扰测量csi-IM-Resource 。由NZP-CSI-RS-Resource、CSI-RS-Resource-M

bluewhu

8237人浏览 · 2021-12-31 10:31:43

bluewhu · 2021-12-31 10:31:43 发布

一、CSI-RS简介

信道状态信息参考信号Channel State Information-Reference Signal

NZP(None Zero Power) CSI-RS用于获取信道状态

ZP(Zero Power) CSI-RS用于速率匹配

NZP CSI-RS由NZP-CSI-RS-Resource信元或者CSI-RS-Resource-Mobility信元配置。

ZP CSI-RS由ZP-CSI-RS-Resource信元配置，UE应该假设这些RE不用于PDSCH传输。除了PDSCH接收外，无论其它信道是否与ZP CSI-RS的RE重合，UE应该进行相同的测量或接收。

LTE系统从R10就开始引入了CSI-RS用于信道测量。区别于全向发送的CRS信号和只有数据传输时才发送的DMRS信号，CSI-RS信号提供更为有效的获取CSI的可能性，同时支持更多的天线端口。NR中需要进一步考虑网络频段的部署对高频段的支持，以及更加灵活的CSI-RS配置以实现多种用途。

NR中的CSI-RS主要用于以下几个方面：

①获取信道状态信息csi-SSB-Resource（CSI计算）。用于调度、链路自适应以及和MIMO相关的传输设置。

②用于波束管理（L1-RSRP计算）。UE和基站侧波束的赋形权值的获取，用于支持波束管理过程。

③精确的时频追踪。系统中通过设置TRS（Tracking Reference Signal）来实现。

④用于移动性管理CSI-RS-Resource-Mobility 。系统中通过对本小区和邻小区的CSI-RS信号获取跟踪，来完成UE的移动性管理相关的测量需求。

⑤用于速率匹配zp-CSI-RS。通过零功率的CSI-RS信号的设置完成数据信道的RE级别的速率匹配的功能。

⑥用于干扰测量csi-IM-Resource 。

TRS跟踪、CSI计算、L1-RSRP计算的NZP CSI-RS资源以及CSI-IM资源在csi-ResourceConfig中配置，移动性管理NZP CSI-RS在CSI-RS-Resource-Mobility信元配置，ZP CSI-RS资源在ZP-CSI-RS-ResourceSet中配置。

二、CSI-RS资源映射

1、序列产生

CSI-RS序列由下式产生，其中每一个OFDM符号起始的伪随机序列初始值为Cinit，其中 $n_{s,f}^{u}$ 为帧内时隙号， l为时隙内OFDM符号序号， $n_{ID}$ 等于高层参数scramblingID或者sequenceGenerationConfig。通过Cinit计算出伪随机序列c(n)，进而得到CSI-RS序列。

2、物理资源映射

当配置给UE的CSI-RS RB资源包含RE $(k,l)_{p,u}$ ，序列映射到物理资源根据下式。

k’、l’、 $\bar{k}$ 和 $\bar{l}$ RB内时域、频域位置，由38.211表7.4.1.5.3-1定义，具体含义见下一节。

k和l分别为CSI-RS的RE在频域和时域上的位置，其中k=0 的参考点是CRB0的子载波0，也即Point A。

密度ρ为CSI-RS-ResourceMapping或者 CSI-RS-CellMobility信元中的高层参数density。

wf(k')和wt(l')在38.211 7.4.1.5节定义，根据CDM-TYPE不同，确定使用表7.4.1.5.3-2~7.4.1.5.3-5。例如对于cdm4-FD2-TD2，使用表7.4.1.5.3-4。

βcsirs为NZP CSI-RS的功率偏移，由NZP-CSI-RS-Resource信元中高层参数powerControlOffsetSS确定，没有配置时假设。

三、CSI-RS资源配置

CSI-RS资源配置分时隙内资源配置和时隙配置，时隙内资源配置由ResourceMapping确定，其中CSI-FrequencyOccupation确定了占用的RB，其余参数确定了RB中具体占用的子载波和符号。时隙配置由参数 CSI-ResourcePeriodicityAndOffset 或者slotconfig确定。

1、RB内资源配置

RB内CSI-RS占用时域、频域资源根据38.211 表7.4.1.5.3-1配置。

1、cdm-Type：码分复用方式

No CDM表示CSI-RS没有复用，即1个RE对应1个天线端口

FD-CDM2表示频域上连续两个RE码分复用，对应2个天线端口。

CDM4 (FD2,TD2)表示频域连续2个RE，时域上连续2个RE，共计4个RE码分复用，对应4个天线端口。

CDM8 (FD2,TD4) 表示频域连续2个RE，时域上连续4个RE，共计8个RE码分复用，对应8个天线端口。

2、nrofPorts天线端口数

CSI-RS天线端口数 = CDM组数×CDM组尺寸

CDM组数：7.4.1.5.3-1表中CDM组索引(CDM group index )数量，j不同索引不同。

CDM组尺寸：根据CDM类型(cdm-Type)确定。

CSI-RS天线端口P根据下式编号。其中s是表7.4.1.5.3-2~ 7.4.1.5.3-5中的索引，L∈{1,2,4,8}是

CDM组的尺寸，N是CSI-RS天线端口数量，根据表7.4.1.5.3-1中指定行的时频位置（ $\bar{k}$ ， $\bar{l}$ ），确定CDM组索引j。CDM组索引先从频域升序然后从时域升序进行编号。

例如对于表7.4.1.5.3-1中Row 6，天线端口数量为8，cdm-Type为fd-CDM2，则N=8，L=2，组索引j=0,1,2,3，序列索引s=0,1。根据下式得到，第一组天线端口为3000,3001，第二组天线端口为3002,3003，第三组天线端口为3004,3005，第四组天线端口为3006,3007。

计算wf(k')和wt(l')时，P = 3000、3002、3004、3006时使用表7.4.1.5.3-3的第一行，P = 3001、3003、3005、3007端口使用表7.4.1.5.3-3的第二行。

3、density密度

密度ρ表示1个PRB上有ρ个RE用于1个CSI-RS天线端口的发送，对于表7.4.1.5.3-1，只有第一行ρ=3，也即对于同一天线端口，在子载波k0，k0+4，k0+8同时发送。

对于其余行，ρ=1表示每个PRB只有1个RE用于1个CSI-RS天线端口发送。

对于ρ=0.5，则表示每2个PRB只有1个RE用于1个CSI-RS天线端口发送，此时需要指出是奇数PRB还是偶数PRB发送CSI-RS。

4、l0、l1：RB内时域位置

CSI-RS时域位置l0∈{0,1, …, 13}由高层参数firstOFDMSymbolInTimeDomain确定，l1∈{2, 3, …, 12}由高层参数firstOFDMSymbolInTimeDomain2确定，这两个参数在CSI-RS-ResourceMapping或者CSI-RS-ResourceConfigMobility信元中定义，表示相对时隙开始的OFDM符号数。

对于表7.4.1.5.3-1中没有l1的行，不能配置firstOFDMSymbolInTimeDomain2参数。

5、k0、k1、k2、k3：RB内频域位置

由CSI-RS-ResourceMapping或者CSI-RS-ResourceConfigMobility信元中的高层参数frequencyDomainAllocation通过位图的方式确定：

f(i)表示位图中第i个设置为1的比特在位图中的位置，注意bitmap中bit0在最右边。

例如：对于row1，位图长度为4，如果为1000，位图中第1个设置为1的比特为bit3，则k0=3，发送CSI-RS的子载波为3、7、11。

对于row6，位图长度为6，如果为111100，位图中第1个设置为1的比特为bit2，第2个设置为1的比特为bit3，第3个设置为1的比特为bit4，第4个设置为1的比特为bit5。则k0=4，k1=6，k2=8，k3=10。

6、row的设置

表7.4.1.5.3-1规定了可用的CSI-RS时隙内配置方式，但是层三配置参数的时候，并没有将row传递给终端，终端是通过nrofPorts、cdm-Type、density、frequencyDomainAllocation共同推导出适用于哪一行的配置。

例如对于nrofPorts = 8， cdm-Type = fd-CDM2，frequencyDomainAllocation = 001111

则首先根据nrofPorts = 8确定为表7.4.1.5.3-1中6、7、8行，根据cdm-Type = fd-CDM2确定为6、7行，通过frequencyDomainAllocation有四个比特为1，说明配置了k0、k1、k2、k3，则为第6行。

7、RB内具体时域、频域资源

通过frequencyDomainAllocation确定k0、k1、k2、k3

通过firstOFDMSymbolInTimeDomain、firstOFDMSymbolInTimeDomain2确定l0、l1

通过nrofPorts、cdm-Type、density、frequencyDomainAllocation确定row

再根据表7.4.1.5.3-1

CDM group index：与（ $\bar{k}$ 、 $\bar{l}$ ）列内的CDM组数相对应，按照先频域后时域的顺序进行编号。

$\bar{k}$ 和 $\bar{l}$ 表示一个CDM组内的CSI-RS的开始频率位置和开始符号位置，该列内如果有多个频率和时间组合表示有多个CDM组。

k′和 l′ 为CDM组内RE索引。k′表示1个CDM组内的1个或2个连续RE在频域上相对于开始频率 $\bar{k}$ 的位置。l′表示1个CDM组内的1个、2个或4个连续RE在时域上相对于开始符号 $\bar{l}$ 的位置。

例如网络配置如下图

frequencyDomainAllocation : '001111'B, =》k0 = 4,k1 = 6, k2 = 8, k3 = 10，频域起始位置分别为4,6,8,10。

天线端口数量8，N =8，CDM类型fd-CDM2 ，row=6。

k'=0,1，l'=0，则组CDM group index0占用子载波4、5，CDM group index1占用子载波6、7，CDM group index3占用子载波8、9，CDM group index4占用子载波10、11。

时域符号位置为firstOFDMSymbolInTimeDomain=13

则每个PRB内，占用的符号时域位置为13，频域位置为4~11。

2、CSI-RS占用的RB配置

startingRB：相对于CRB0的起始RB，为4的整数倍。

nrofRBs：占用RB数量，为4的整数倍，且最小为min（24，BWP RBs）。

3、CSI-RS出现的时隙位置

当CSI-RS调度类型由高层参数resourceType配置为周期或半持续，CSI-RS发送的时隙满足下式，其中的参数周期Tcsi-rs和时隙偏移Toffset来自参数 CSI-ResourcePeriodicityAndOffset 或者slotConfig。

四、CSI-RS类型配置

1、L1-RSRP计算

当NZP-CSI-RS-ResourceSet中设置了高层参数repetition后，表示NZP CSI-RS资源用于L1-RSRP计算。

如果repetition设置为on，表示NZP CSI-RS资源集中的CSI-RS资源在相同的下行空间域发送，即使用相同的下行波束发送。如果repetition设置为off，表示NZP CSI-RS资源集中的CSI-RS资源在不同的下行空间域发送，即使用不同的下行波束发送。这样设计的目的是为了区别发送波束扫描和接收波束扫描。

当NZP-CSI-RS-ResourceSet中设置了高层参数repetition后，其关联的CSI-ReportConfig中的reportQuantity要设置为"cri-RSRP"（L1 RSRP）, "cri-SINR"（L1 SINR）或者 "none"。

集合中的所有CSI-RS资源需要配置相同数量的天线端口（1或2，由nrofPorts参数配置）。

2、TRS

在RRC连接态下，必须配置TRS。当NZP-CSI-RS-ResourceSet中的高层参数trs-Info配置为true时，表示该NZP-CSI-RS-ResourceSet中的nzp-CSI-RS-Resources为TRS。

对于FR1，UE可以配置1个或多个NZP-CSI-RS-ResourceSet，每个NZP-CSI-RS-ResourceSet包括连续2个时隙，每个时隙包括2个nzp-CSI-RS-Resource，一共4个周期性nzp-CSI-RS-Resource。

对于FR2，UE可以配置1个或多个NZP-CSI-RS-ResourceSet，每个NZP-CSI-RS-ResourceSet包括1个时隙或2个连续时隙，每个时隙包括2个nzp-CSI-RS-Resource，一共2个或4个周期性nzp-CSI-RS-Resource。

用于TRS的NZP-CSI-RS-ResourceSet在时域上可以配置为周期，也可以配置为非周期。当NZP-CSI-RS-ResourceSet在时域上配置为周期时，相同NZP-CSI-RS-ResourceSet中的NZP CSI-RS资源具有相同的CSI-RS周期、带宽和子载波位置。当NZP-CSI-RS-ResourceSet在时域上配置为非周期时，非周期的NZP CSI-RS资源与周期NZP CSI-RS资源在带宽、时域位置、频域位置等方面保持一致。

TRS特殊要求(TS 38.214)：

1个时隙内的2个NZP CSI-RS资源或2个连续时隙内的4个NZP CSI-RS资源，在时域上的位置是下列数对之一。

对于FR1和FR2，l∈{4,8}，l∈{5,9}， l∈{6,10}

对于FR2，l∈{0,4}，l∈{1,5}，l∈{2,6}，l∈{3,7}，，l∈{7,11}，l∈{8,12}，l∈{9,13}

单端口NZP CSI-RS资源且密度ρ=3。

高层参数TRS-Info配置的CSI-RS资源集，周期性CSI-RS资源在一个集合，非周期性CSI-RS资源在第二个集合，周期和非周期CSI-RS资源有相同的带宽，相同的RB位置，并且'QCL-Type-A' and 'QCL-TypeD准共址。

对于FR2，从接收触发DCI的PDCCH的最后一个符号到非周期CSI-RS资源接收的第一个符号间间隔应大于UE上报的beamSwitchTiming（见TS 38.306，取值为{14, 28, 48} ）。资源集中周期性CSI-RS资源和非周期CSI-RS资源数量应相同，且同一时隙中周期性和非周期CSI-RS资源数量也应相同。如果触发了非周期CSI-RS资源集，并且对应的周期性CSI-RS资源集在两个连续的时隙内配置4个周期CSI-RS资源，高层参数aperiodicTriggeringOffset指示了第一个周期性CSI-RS资源发送时隙的偏移。

对于非周期NZP CSI-RS 资源集配置为trs-Info，CSI-ReportConfig只能将reportQuantity设置为'none'。

配置了trs-Info的周期性NZP CSI-RS资源集不能与CSI-ReportConfig关联。

NZP-CSI-RS-ResourceSet不能同时配置trs-Info和repetition

CSI-RS资源带宽由高层参数FreqBand配置，取 $N_{RB}^{BWP,i}$ 和52的最小值，或者等于 $N_{RB}^{BWP,i}$ ；对于共享频谱接入，freqBand取48 和 $N_{RB}^{BWP,i}$ 的最小值，或者等于 $N_{RB}^{BWP,i}$ 。

如果CSI-RS资源带宽大于52个RB，则周期不能配置为10ms ；

周期及偏移，由高层参数csi-RS-timeConfig配置，周期为10，20，40或80 ms。

3）移动性管理NZP CSI-RS

对于移动性管理CSI-RS资源，UE假设cdm-Type为'noCDM'，且只有一个天线端口。

CSI-RS密度density为1或3，也即表7.4.1.5.3-1中第1或2行。

如果UE收到高层参数CSI-RS-Resource-Mobility并且没有配置associatedSSB，UE基于服务小区的时序根据CSI-RS-Resource-Mobility的配置进行测量。

如果UE收到高层参数CSI-RS-Resource-Mobility以及associatedSSB，UE基于CSI-RS资源配置（Cell_ID）指示的小区时序进行测量。另外，对于一个CSI-RS资源，如果UE没有检测到对应的SS/PBCH，则UE不监听该CSI-RS资源。高层参数isQuasiColocated指示CSI-RS资源与对应的SS/PBCH在'QCL-TypeD'维度是否信道相关。

如果所有的CSI-RS资源配置了associatedSSB，则同一MeasObjectNR最多配置96个CSI-RS资源。

如果所有的CSI-RS资源都没有配置associatedSSB，或者只有部分CSI-RS资源配置了associatedSSB，则同一MeasObjectNR最多配置64个CSI-RS资源。对于FR1，每个CSI-RS资源的associatedSSB是可选的，对于FR2，同一MeasObjectNR配置的CSI-RS资源要么都配置associatedSSB，要么都不配置associatedSSB。

associatedSSB：包含该字段时，CSI-RS资源的定时基于由CSI-RS-CellMobility中的cellid指示小区的定时。这种情况下，如果UE无法检测到由该associatedSSB和cellId指示的SSB，UE不需要监测该CSI-RS资源。不包含该字段时，CSI-RS资源定时基于refServCellIndex指示的服务小区的定时。这种情况下，即使cellid对应的SSB未检测到，UE依旧需要测量CSI-RS资源。

refServCellIndex： CSI-RS-Resource-Mobility没有配置associatedSSB时，指示服务小区为CSI-RS资源提供时域参考。只有在至少一个CSI-RS资源没有配置associatedSSB时才配置。如果没有该域，也没有配置associatedSSB ，UE应该使用PCell的时域信息测量CSI-RS资源。CSI-RS资源和refServCellIndex 指示的服务小区应该同BAND。