5G/NR CSI学习总结

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1. CSI概念

       CSI(Channel State Information)是UE用于将下行信道质量反馈给gNB的信道状态信息,以便gNB对下行数据的传输选择一个合适的MCS,减少下行数据传输的BLER,其由CQI(Channel Quality Indicator, 信道质量指示符)、PMI(Precoding Matrix Indicator, 预编码矩阵指示符)、CRI(CSI-RS Resource Indicator, CSI参考信号资源指示符)、SSBRI(SS/PBCH Block Resource Indicator, SSB资源指示符)、LI(Layer Indicator, 层指示符)、RI(Rank Indicator, 秩指示符)、L1-RSRP(Layer 1 Reference Signal Received Power, 层1参考信号接收功率)组成,其传输时所需要的时频域资源由gNB控制。

2. CSI上报

2.1 CSI上报配置

        CSI可通过PUCCH或PUSCH进行上报,其上报类型分为:周期性上报(PUCCH上报)、非周期性上报(PUSCH上报)、PUCCH上半静态上报、PUSCH上半静态上报(由DCI激活),由IE CSI-ReportConfig中参数reportConfig所指示。

       每个CSI上报 IE CSI-ReportConfig与用于信道测量的IE CSI-ResourceConfig中所关联的BWP ID所关联(可见1.2.2节中CSI资源配置,在IE CSI-ResourceConfig中会给出与之关联的BWP ID,而IE CSI-ResourceConfig中会给出CSI-ResourceConfigId,该ID用于在IE CSI-ReportConfig中确定IE CSI-ResourceConfig实例,因此三者可以关联一起),并且每个IE CSI-ReportConfig包含如下参数:码本子集限制,时域行为,CQIPMI的频率粒度,测量限制配置以及UE要上报的CSI相关quantities的码本配置,如:LIL1-RSRPCRISSBRI等。

       CSI上报的IE CSI-ReportConfig配置如下图1所示,其中配置中所描述的参数详情见下文。

            

                                                                         图1 CSI-ReportConfig配置

      如果UE需要上报CQIPMILIRI等相关CSI参数,其在计算相关CSI参数时,有如下依赖关系:

      1) RI将根据上报的CRI进行计算;

      2) PMI将根据上报的RICRI进行计算;

      3) CQI将根据上报的PMIRICRI进行计算;

      4) LI将根据上报的CQIPMIRICRI进行计算。

       由于UE可通过测量接收到的下行CSI-RS来获取CSI信息,并上报给gNB,同时CSI-RS资源也可以是周期的,半静态的或非周期的,则CSI上报配置与CSI-RS资源配置有着关联关系,其中表1显示了CSI上报配置和CSI-RS资源配置的支持组合以及如何针对每个CSI-RS资源配置触发CSI报告。

         表1: Triggering/Activation of CSI Reporting for the possible CSI-RS Configurations.(38.214 Table 5.2.1.4-1)

CSI-RS Configuration

Periodic CSI Reporting

Semi-Persistent CSI Reporting

Aperiodic CSI Reporting

周期CSI-RS

非动态触发/激活

对于PUCCH上报,UE通过接收MAC CE(SP CSI reporting on PUCCH Activation/Deactivation MAC CE)激活命令进行激活;对于PUSCH上报,UE通过接收DCI进行触发。

由DCI触发。

半静态 CSI-RS

不支持

对于PUCCH上报,UE通过接收MAC CE激活命令进行激活(SP CSI reporting on PUCCH Activation/Deactivation MAC CE);对于PUSCH上报,UE通过接收DCI进行触发。

由DCI触发。

非周期 CSI-RS

不支持

不支持

由DCI触发。

       对于关于PUCCH的周期或半静态CSI报告,周期(以时隙测量)由更参数reportSlotConfig配置;对于PUSCH上的半静态或非周期CSI报告,允许的时隙偏移由参数reportSlotOffsetList配置,在激活/触发DCI中选择偏移。

       对于CSI上报,可通过宽带或者子带进行上报,宽带定义为所配置BWP大小,而子带定义为N_{PRB}^{SB}个连续的PRB,并且子带的大小取决于BWP中PRB的总数,其中BWP与子带大小的对应关系如表2所示。对于Subband size的大小确定,UE通过高层信令指示两个可能Subband size中某一个。例如:表2中PRB个数为24-72,其对应的Subband size为4或者8,也就是说当BWP中PRB是24时,则Subband size可能是4或8,由高层信令指示。Subband size的确定通过IE CSI-ReportConfig中参数csi-ReportingBand确定(参见图1中参数csi-ReportingBand)。

       举例说明:如果BWP的PRB大小是24,csi-ReportingBand指示的是subbands3(3个子带),其只有3bits,因此每bit指示的PRB大小为8(3 * 8 = 24 PRB),对应表2中的Subband size = 8,也就是说每个bit对应一个子带,并且每个子带大小占8个PRB;如果csi-ReportingBand指示的是subbands6(6个子带),则此时的Subband size应该为4,而不是8,因为6 * 4 = 24 PRB,也就是每个子带占4个PRB,如果6 * 8 = 48PRB,会超出BWP的PRB数。

        从表2中可以看出Subband size都是偶数,而上述举例BWP中的PRB大小为24,也刚好与Subband size能够整除,如果BWP中的PRB = 25,那么Subband size应该如何确定?因为奇数个PRB为奇数时,与偶数的Subband size无法除尽,因此在确定Subband size时,第一个Subband size = N_{PRB}^{SB} - (N_{BWP,i}^{start} mod N_{PRB}^{SB} ) ,而最后一个Subband size需要判断(N_{BWP,i}^{start} + N_{BWP,i}^{size} ) mod N_{PRB}^{SB}是否等于0,也就是判断BWP中PRB个数的奇偶性,如果(N_{BWP,i}^{start} + N_{BWP,i}^{size} ) mod N_{PRB}^{SB},则最后一个Subband size = N_{PRB}^{SB},否则Subband size = (N_{BWP,i}^{start} + N_{BWP,i}^{size} ) mod N_{PRB}^{SB}

                                              表2: Configurable subband sizes(38.214 Table 5.2.1.4-2)

Bandwidth part (PRBs)

Subband size (PRBs)

 < 24

N/A

24 – 72

4, 8

73 – 144

8, 16

145 – 275

16, 32

       对于CSI上报的频率粒度由IE CSI-ReportConfig中的参数reportFreqConfiguration所指示,该参数还指示CQI和PMI上报的类型:

       1) 如果CQI上报类型为宽带CQI,则整个CSI上报频带的每个码字都会上报宽带CQI;否则整个CSI上报频带的每个子带上报每个码字的一个CQI。

       2) 如果PMI上报类型为宽带PMI,则整个CSI上报频带上报一个宽带PMI;否则PMI上报类型为子带PMI时,其根据天线端口的不同有所不同,如果子带PMI配置为2天线端口,则在CSI上报频带上的每个子带都上报PMI;而如果字段PMI配置为非2天端口,则在整个CSI上报频带上一个single宽带指示被上一个上报,并且在CSI上报频带上的每个子带上都会上报一个子带指示。

2.2 CSI上报方式

2.2.1 PUSCH上报

2.2.2 PUCCH上报

3  CSI资源配置

持续更新..........

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