【5G NR】CSI Framework—Report Configuration

foreword

This article is a sub-chapter of [5G NR] CSI Framework and a companion chapter of [5G NR] CSI Framework-Resource Configuration , mainly related to the report configuration under the CSI framework.

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1 Overview

CSI Framework (CSI Framework) includes two parts, namely, resource configuration (Reporting Setting) and report configuration (Reporting Setting) [1] . The resource configuration is used to configure the reference signal for calculating CSI, and the report configuration is used to configure the behavior of reporting CSI.

The report configuration under the CSI framework is mainly completed through the RRC layer signaling CSI-ReportConfig IE. Each CSI-ReportConfig contains/associates 1 or more resource configurations ( CSI-ResourceConfig ), indicating resource configurations for channel measurement and/or interference measurement. In addition, each CSI-ReportConfig also includes codebook configuration, including Type I, Type II or enhanced Type II codebook and codebook restricted subset; time domain behavior, including periodic (Periodic), PUCCH-based Semi-persistent (semiPersistentOnPUCCH), PUSCH-based semi-persistent (semiPersistentOnPUSCH), aperiodic (Aperiodic); frequency domain granularity of CQI and PMI, including broadband and subband; measurement restriction configuration, including channel measurement restrictions and interference measurement restrictions ; The CSI-related indicators reported by the UE, including CQI (Channel Qualify Indicator), PMI (Precoding Matrix Indicator), CRI (CSI-RS Resource Indicator), SSBRI (SS/PBCH Block Resource Indicator), LI (Layer Indicator), RI (Rank Indicator), L1-RSRP, or L1-SINR and other related configuration parameters [1] .

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2. Configuration framework of CSI report

CSI report-related configuration is mainly done in CSI-ReportConfig IE. Each CSI-ReportConfig contains/associates with one or more CSI-ResourceConfig , indicating resource configuration for channel measurement and/or interference measurement. Each CSI-ReportConfig also includes codebook configuration (including codebook restricted subset), time domain behavior, frequency domain granularity of CQI and PMI, measurement restriction configuration, and CSI related indicators reported by UE (such as CQI, PMI, CRI, SSBRI, LI, RI, L1-RSRP, or L1-SINR) and other parameters [1] . Figure 2-1 below shows the CSI-ReportConfig IE.

图2-1. CSI-ReportConfig IE [2]  

As shown in Figure 2-1 above, the meanings of each parameter field in CSI-ReportConfig IE are as follows [1] [2] :

• reportConfigId： CSI-ReportConfig的ID。

• carrier : Indicates the serving cell where the following CSI-ResourceConfig is located. If this field is absent, the CSI-ResourceConfig is located in the same serving cell as this CSI-ReportConfig .

• resourcesForChannelMeasurement : Resources for channel measurement. Link to a CSI-ResourceConfig through CSI- ResourceConfigId . The CSI-ResourceConfig hereonly includes NZP CSI-RS resources and/or SSB resources. This is a required parameter. It should be noted that the CSI-ReportConfig is associated with the DL BWP indicated by the parameter bwp-Id in the CSI-ResourceConfig .

• csi-IM-ResourcesForInterference : CSI-IM resources for interference measurement. Link to a CSI -ResourceConfig through CSI- ResourceConfigId . The CSI-ResourceConfig hereonly includes CSI-IM resources. This is an optional parameter. It should be noted that the value of the parameter bwp-Id in the CSI-ResourceConfig here must be consistent with the value of the parameter bwp-Id in the CSI-ResourceConfig indicated by resourcesForChannelMeasurement .

• nzp-CSI-RS-ResourcesForInterference : NZP CSI-RS resources for interference measurement. Link to a CSI-ResourceConfig through CSI- ResourceConfigId . The CSI-ResourceConfig hereonly includes NZP CSI-RS resources. This is a required parameter. It should be noted that the value of the parameter bwp-Id in the CSI-ResourceConfig here must be consistent with the value of the parameter bwp-Id in the CSI-ResourceConfig indicated by resourcesForChannelMeasurement .

• reportConfigType : Reports the time-domain behavior of the configuration. It can be configured as "periodic", "semiPersistentOnPUCCH", "semiPersistentOnPUSCH" and "aperiodic".

  • periodic/semiPersistentOnPUCCH：
    • reportSlotConfig: Period and slot offset for CSI reporting.
    • pucch-CSI-ResourceList: PUCCH resources used for CSI reporting.
  • semiPersistentOnPUSCH：
    • reportSlotConfig: Same as above.
    • reportSlotOffsetList: A list of slot offsets allowed for CSI reporting using PUSCH. The length of this list is the same as that of the pusch-TimeDomainAllocationList in PUSCH-Config , and the specific applicable time slot offset value is indicated by DCI.
    • p0alpha: Index of the p0-alpha set to determine the power control for this CSI report transmission.
  • aperiodic：
    • reportSlotOffsetList: Same as above.
       

  For the parameter reportConfigType , please refer to Section 3 for details.

• reportQuantity : The number of CSI-related indications reported by the UE. For details about this parameter, please refer to Section 5.

• reportFreqConfiguration : Report the configuration in the frequency domain, including the CSI report frequency band and whether the PMI/CQI report is wideband or subband.

  • cqi-FormatIndicator: indicates whether the UE reports a single wideband CQI or multiple subband CQIs.
  • pmi-FormatIndicator: indicates whether the UE reports a single wideband PMI or multiple subband PMIs.
  • csi-ReportingBand: Indicates the continuous or non-contiguous subbands that need to report CSI in the BWP, where each bit represents a subband. The number of subbands varies from 3 to 18. This field is absent if the BWP bandwidth is less than 24 PRBs.
     

  For the parameter reportFreqConfiguration , please refer to Section 4 for details.

• timeRestrictionForChannelMeasurements : Restrictions for channel measurements in the time domain.

• timeRestrictionForInterferenceMeasurements : Restrictions for interference measurements in the time domain.

• codebookConfig : Configuration information of Type I, Type II or Enhanced Type II codebooks, including codebook restricted subsets.

• dummy : This field is not used in the protocol. If this field is received by the UE, it will be directly ignored by the UE.

• groupBasedBeamReporting : Enable/disable beam group based reporting.

• cqi-Table : Indicates the CQI table used for CQI calculation.

• subbandSize : Indicates the subband size of the BWP, please refer to Section 4 for details.

• non-PMI-PortIndication : Antenna port indication for RI/CQI calculation. For each CSI-RS resource in ResourceConfig used for channel measurement , the port indication of each rank R indicates which R antenna ports are used. Applies to non-PMI feedback only. The first item in non-PMI- PortIndication corresponds to the first NZP CSI- RS resources; the second item in non-PMI-PortIndication corresponds to the first item in nzp-CSI-RS-ResourceSetList in CSI-ResourceConfig and the second item in nzp-CSI-RS-Resources in NZP-CSI-RS-ResourceSet NZP CSI-RS resource; and so on until nzp-CSI-RS-ResourceSetList in CSI-ResourceConfigThe last NZP CSI-RS resource in the nzp-CSI-RS-Resources of the first NZP-CSI-RS- ResourceSet in the NZP-CSI-RS-Resources. Then, the next item in non-PMI-PortIndication corresponds to the first NZP in nzp-CSI-RS- Resources in the second NZP-CSI-RS-ResourceSet in nzp-CSI-RS- ResourceSetList in CSI -ResourceConfig CSI-RS resources. and so on.

  For the parameter non-PMI-PortIndication , please refer to Section 5 for details.

For aperiodic CSI reporting, each trigger state configured by the high-level parameter CSI-AperiodicTriggerState can be associated with one or more CSI-ReportConfigs , and each CSI-ReportConfig can be configured/associated with one or more periodic, semi-persistent or Aperiodic CSI-ResourceConfig [1] :

• If one CSI-ResourceConfig is configured , then the resource configuration (given by the high-level parameter resourcesForChannelMeasurement ) is used for channel measurement for L1-RSRP calculation or channel and interference measurement for L1-SINR calculation.
• If two CSI-ResourceConfigs are configured , the first resource configuration (given by the high-level parameter resourcesForChannelMeasurement ) is used for channel measurement, while the second resource configuration is used for CSI-IM-based interference measurement (given by the high-level parameter csi-IM -ResourcesForInterference ) or NZP CSI-RS based interference measurements (given by the higher layer parameter nzp-CSI-RS-ResourcesForInterference ).
• If 3 CSI-ResourceConfigs are configured , the first resource configuration (given by the high-level parameter resourcesForChannelMeasurement ) is used for channel measurement, while the second resource configuration is used for CSI-IM-based interference measurement (given by the high-level parameter csi-IM -ResourcesForInterference ), the third resource configuration is used for interference measurement based on NZP CSI-RS (given by the high-level parameter nzp-CSI-RS-ResourcesForInterference ).

For semi-persistent CSI reporting, each trigger state configured by the high-level parameter CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerStateList can be associated with 1 CSI-ReportConfig , and each CSI-ReportConfig can be configured/associated with 1 or more periodic or semi-persistent CSI-ResourceConfig ; For periodic CSI reporting, each CSI-ReportConfig can be configured/associated with one or more periodic CSI-ResourceConfig [1] :

• If one CSI-ResourceConfig is configured , then the resource configuration (given by the high-level parameter resourcesForChannelMeasurement ) is used for channel measurement for L1-RSRP calculation or channel and interference measurement for L1-SINR calculation.
• If 2 CSI-ResourceConfigs are configured , the first resource configuration (given by the high-level parameter resourcesForChannelMeasurement ) is used for channel measurement, while the second resource configuration (given by the high-level parameter csi-IM-ResourcesForInterference ) is used for CSI-based - Interference measurement of IM.
  • 对于L1-SINR的计算，第2个资源配置可用于基于CSI-IM的干扰测量（由高层参数csi-IM-ResourcesForInterference给出）或基于NZP CSI-RS的干扰测量（由高层参数nzp-CSI-RS-ResourcesForInterference给出）。

除此之外，CSI-ReportConfig在配置上还有以下一些规定 [1]：

• 如果CSI-ReportConfig中的高层参数codebookType设置为“typeII”、“typeII-PortSelection”、“typeII-r16”或“typeII-PortSelection-r16”，那么用于信道测量的每个资源集中最多可以配置1个CSI-RS资源。
• 如果CSI-ReportConfig中的高层参数reportQuantity设置为“none”、“cri-RI-CQI”、“cri-RSRP”、“ssb-Index-RSRP”、“cri-SINR”或“ssb-Index-SINR”，那么用于信道测量的资源配置CSI-ResourceConfig中最多可以配置64个NZP CSI-RS资源和/或SSB资源。
• 如果在CSI-IM上进行干扰测量，那么用于信道测量的NZP CSI-RS资源和CSI-IM资源之间按照顺序一一关联。因此，用于信道测量的NZP CSI-RS资源数等于用于干扰测量的CSI-IM资源数。
• 除了L1-SINR之外，如果在NZP CSI-RS上进行干扰测量，那么用于信道测量的资源配置CSI-ResourceConfig中的关联资源集最多可以配置1个NZP CSI-RS资源，且最多配置18个NZP CSI-RS端口。
• 对于除L1-SINR之外的CSI测量，每个配置用于干扰测量的NZP CSI-RS端口对应一个干扰传输层，且用于干扰测量的NZP CSI-RS端口上的所有干扰传输层都考虑了相关的EPRE率。

下面，我们重点介绍一下CSI报告的时域配置、频域配置以及数量配置。

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3. CSI报告的时域配置

CSI报告配置的时域行为，由CSI-ReportConfig IE中的高层参数reportConfigType配置，具体包括以下四种类型：

• 周期性：在PUCCH上，周期性地发送CSI报告。
• 基于PUCCH的半持续：通过MAC层命令激活，在PUCCH上半持续地发送CSI报告。
• 基于PUSCH的半持续：通过DCI触发，在PUSCH上半持续地发送CSI报告。
• 非周期性：通过DCI触发，在PUSCH上非周期性地发送CSI报告。

CSI报告配置CSI-ReportConfig与CSI-RS资源配置CSI-ResourceConfig密切相关。下表3-1所示是协议中支持的CSI报告配置和CSI-RS资源配置的组合，以及每种CSI-RS资源配置下如何触发CSI报告。

表3-1. 可能的CSI-RS配置和CSI报告的触发/激活方式（TS 38.214 Table 5.2.1.4-1 [1]）

 

从上表3-1可以看出：

• 对于周期性CSI报告配置，其只能使用周期性CSI-RS资源。
• 对于基于PUCCH的半持续CSI报告配置，其可以使用周期性和半持续CSI-RS资源，并通过MAC控制单元（MAC Control Element，MAC CE）激活（Activate）/去激活（Deactivate）。
• 对于基于PUSCH的半持续CSI报告配置，其可以使用周期性和半持续CSI-RS资源，并通过下行控制信息（Downlink Control Information，DCI）触发。
• 对于非周期性CSI报告配置，其可以使用周期性、半持续和非周期性CSI-RS资源，并通过DCI触发。

从另一个角度看：

• 对于周期性CSI-RS资源，其可用于周期性CSI报告配置、基于PUCCH的半持续CSI报告配置、基于PUSCH的半持续CSI报告配置和非周期性CSI报告配置。
• 对于半持续CSI-RS资源，其可用于基于PUCCH的半持续CSI报告配置、基于PUSCH的半持续CSI报告配置和非周期性CSI报告配置。
• 对于非周期性CSI-RS资源，其只能用于非周期性CSI报告配置。

下面，我们主要介绍一下CSI报告配置的时域行为及CSI上报的激活/触发方式。关于CSI资源配置的时域行为及CSI-RS资源的激活/触发方式，具体请参考【5G NR】CSI框架—资源配置 。

3.1 周期性CSI报告

对于周期性CSI报告，CSI报告的发送时隙应满足 [1]：$$\left(N_{\mathrm{s}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{t}}^{\mathrm{f}\mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{e},\mu }{n}_{\mathrm{f}}+n_{\mathrm{s},\mathrm{f}}^{\mu }-T_{\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{f}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{t}}\right)\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{d}{T}_{\mathrm{C}\mathrm{S}\mathrm{I}}=0\text{\hspace{1em}(3-1)}$$，其中$\mu$是传输CSI报告的UL BWP的子载波间隔配置，$N_{\mathrm{s}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{t}}^{\mathrm{f}\mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{e},\mu }$是子载波间隔配置$\mu$下每个帧中的时隙数，$n_{\mathrm{f}}$是系统帧号，$n_{\mathrm{s},\mathrm{f}}^{\mu }$是子载波间隔配置$\mu$下每个帧内的时隙号，$T_{\mathrm{C}\mathrm{S}\mathrm{I}}$是报告周期（以时隙为单位），$T_{\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{f}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{t}}$是时隙偏移。报告周期$T_{\mathrm{C}\mathrm{S}\mathrm{I}}$和时隙偏移$T_{\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{f}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{t}}$通过CSI-ReportConfig IE中的高层参数reportSlotConfig配置，如下图3-1所示。

图3-1. 高层参数reportSlotConfig的配置 [2]  

如上图3-1所示，高层参数reportSlotConfig按照CSI-ReportPeriodicityAndOffset进行配置。CSI-ReportPeriodicityAndOffset中，左列表示报告周期，右列表示时隙偏移。例如，“slots4”表示报告周期为4个时隙，其对应的时隙偏移可以为0~3个时隙。

周期性CSI报告在RRC层信令配置后即生效，不需要MAC CE/DCI进一步激活/触发，并在满足公式（3-1）的时隙上周期性地发送CSI报告，如下图3-2所示。需要注意的是，下图3-2忽略了gNB发送CSI-RS资源给UE的过程。实际上，在UE发送CSI报告之前，gNB应先按照资源配置发送CSI-RS资源给UE，UE才能对相应的CSI-RS资源进行测量，从而计算并上报CSI报告。有关gNB发送CSI-RS资源的信令流程，具体请参考【5G NR】CSI框架—资源配置 。

图3-2. 周期性CSI报告配置的信令流程  

3.2 基于PUCCH的半持续CSI报告

和周期性CSI报告类似，基于PUCCH的半持续CSI报告的发送时隙也应该满足上式（3-1），而且报告周期$T_{\mathrm{C}\mathrm{S}\mathrm{I}}$和时隙偏移$T_{\mathrm{o}\mathrm{f}\mathrm{f}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{t}}$也通过CSI-ReportConfig IE中的高层参数reportSlotConfig配置，如上图3-1所示。

但是，和周期性CSI报告不同的是，基于PUCCH的半持续CSI报告的实际发送由MAC CE控制。一旦激活基于PUCCH的半持续CSI报告配置，那么UE会按照配置的发送周期和时隙偏移上报CSI，直到去激活。去激活之后，UE便不会再上报CSI，直到重新激活。

具体地，基于PUCCH的半持续CSI报告由基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE（SP CSI reporting on PUCCH Activation/Deactivation MAC CE）来激活/去激活。首先，通过RRC层信令为UE配置1个或多个reportConfigType为semiPersistentOnPUCCH的CSI-ReportConfig。然后，通过MAC层的基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE通知UE哪些CSI-ReportConfig被激活或去激活。下图3-3所示是基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE。

图3-3. 基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE [3]  

基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE大小为16比特，包括下列字段 [3]：

• Serving Cell ID：该字段用来指示该MAC CE所适用的服务小区ID，即服务小区的物理小区标识PCI。该字段长度为5比特。
• BWP ID：该字段用来指示该MAC CE所适用的UL BWP。该字段长度为2比特。
• $S_i$：该字段用来指示CSI-MeasConfig中的csi-ReportConfigToAddModList中半持续CSI报告配置的激活/去激活状态。
  • $S_0$表示csi-ReportConfigToAddModList中CSI-ReportConfigId最小的基于PUCCH的半持续CSI报告配置，以此类推。如果csi-ReportConfigToAddModList中UL BWP关联的基于PUCCH的半持续CSI报告配置的数量小于$i+1$，那么$S_i$及后面的字段将会被忽略。
  • $S_i=1$表示对应的基于PUCCH的半持续CSI报告配置被激活；反之，则表示对应的基于PUCCH的半持续CSI报告配置被去激活。
• R：保留位，设置为0。

需要注意的是，基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE并不是即时生效的，而是存在一定时延。假设UE在收到携带基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE的PDSCH之后，在时隙$n$发送了携带HARQ-ACK的PUCCH，那么基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE直到时隙$n+3N_{\mathrm{s}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{t}}^{\mathrm{s}\mathrm{u}\mathrm{b}\mathrm{f}\mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{e},\mu }$才生效，其中$\mu$是PUCCH的子载波间隔配置 [1]。也就是说，在发送携带HARQ-ACK的PUCCH之后3 ms，基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE才生效。

下图3-4所示是基于PUCCH的半持续CSI报告配置的信令流程。同样，这里我们忽略了gNB发送CSI-RS资源给UE的过程。

图3-4. 基于PUCCH的半持续CSI报告配置的信令流程  

3.3 基于PUSCH的半持续CSI报告

对于基于PUSCH的半持续CSI报告，CSI报告的发送时隙应满足 [1]：$$\left(N_{\mathrm{s}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{t}}^{\mathrm{f}\mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{e},\mu }\left(n_{\mathrm{f}}-n_{\mathrm{f}}^{\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}}\right)+n_{\mathrm{s},\mathrm{f}}^{\mu }-n_{\mathrm{s},\mathrm{f}}^{\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}}\right)\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{d}{T}_{\mathrm{C}\mathrm{S}\mathrm{I}}=0\text{\hspace{1em}(3-2)}$$，其中$n_{\mathrm{f}}^{\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}}$和$n_{\mathrm{s},\mathrm{f}}^{\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}}$分别是DCI激活后发送首个CSI报告的PUSCH所在的系统帧号和帧内的时隙号，$T_{\mathrm{C}\mathrm{S}\mathrm{I}}$是报告周期（以时隙为单位）。

和周期性CSI报告和基于PUCCH的半持续CSI报告类似，基于PUSCH的半持续CSI报告的报告周期$T_{\mathrm{C}\mathrm{S}\mathrm{I}}$也通过CSI-ReportConfig IE中的高层参数reportSlotConfig配置。但是不同的是，其可配置的报告周期不同。具体地，对于基于PUSCH的半持续CSI报告，其报告周期$T_{\mathrm{C}\mathrm{S}\mathrm{I}}$可配置为 { 5 , 10 , 20 , 40 , 80 , 160 , 320 } \{5,10,20,40,80,160,320\} { 5,10,20,40,80,160,320}个时隙，如上图3-1所示。

另外，和基于PUCCH的半持续CSI报告不同的是，基于PUSCH的半持续CSI报告由DCI format 0_1/0_2 [4]（使用SP-CSI-RNTI对CRC进行扰码）激活/去激活。首先，gNB通过RRC信令CSI-MeasConfig IE中的高层参数CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerStateList为UE配置1个或多个触发状态CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerState。然后，ＵE监听DCI format 0_1/0_2的CSI request字段，根据CSI request字段来确定被触发的CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerState。CSI request字段的长度是0、1、2、3、4、5或6个比特，由CSI-MeasConfig IE中的高层参数reportTriggerSize配置。因此，CSI request字段最多可以对应64个触发状态。CSI request字段值为0（代码点，即codepoint，为0）时对应CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerStateList中的第1个CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerState，CSI request字段值为1（codepoint为1）时对应CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerStateList中的第2个CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerState，依此类推 [1]。

对于基于PUSCH的半持续CSI报告，只有满足以下条件时，DCI才生效 [1]：

• DCI format 0_1/0_2中的CRC校验位使用SP-CSI-RNTI（由高层参数sp-CSI-RNTI给出）进行扰码。
• DCI format 0_1/0_2中的特殊字段按照下表3-2设置时，表示激活基于PUSCH的半持续CSI报告；DCI format 0_1/0_2中的特殊字段按照下表3-3设置时，表示去激活基于PUSCH的半持续CSI报告。

表3-2. 用于半持久CSI激活PDCCH验证的特殊字段（TS 38.214 Table 5.2.1.5.2-1 [1]）

表3-3. 用于半持久CSI去激活PDCCH验证的特殊字段（TS 38.214 Table 5.2.1.5.2-2 [1]）

 

假设UE在时隙$n$监听到了包含CSI request字段的DCI format 0_1/0_2，那么UE应该在时隙$K_s$上发送PUSCH，并发送首个基于PUSCH的半持续CSI报告，$$K_s=\lfloor n\cdot \frac{2^{{\mu }_{\mathrm{P}\mathrm{U}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{H}}}}{2^{{\mu }_{\mathrm{P}\mathrm{D}\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{H}}}}\rfloor +K_2\text{\hspace{1em}(3-3)}$$，其中${\mu }_{\mathrm{P}\mathrm{U}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{H}}$和${\mu }_{\mathrm{P}\mathrm{D}\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{H}}$分别是PUSCH和PDCCH的子载波间隔配置。$K_2$是时隙偏移，单位为时隙，以PUSCH的子载波间隔配置为标准 [1]。

$K_2$有两种确定方式 [1]：

• 当UE在PUSCH上同时发送传输块和CSI报告时，$K_2$由PUSCH时域资源分配指示信息中的$K_2$值来确定。PUSCH的时域资源分配已超出本文的讨论范围，因此这里我们不作过多介绍。
• 当UE在PUSCH上只发送CSI报告而不发送传输块时，$$K_2=\underset{j}{\max }{Y}_j(m+1)\text{\hspace{1em}(3-4)}$$，其中$m$是DCI format 0_1/0_2中Time domain resource assignment字段的值，$Y_j$，$j=0,\cdots ,N_{\mathrm{R}\mathrm{e}\mathrm{p}}-1$，是高层参数reportSlotOffsetList、reportSlotOffsetListDCI-0-1或reportSlotOffsetListDCI-0-2指示的列表，$N_{\mathrm{R}\mathrm{e}\mathrm{p}}$是被触发的报告配置CSI-ReportConfig的数目，$Y_j(m+1)$表示列表$Y_j$的第$m+1$项。也就是说，如果触发了$N_{\mathrm{R}\mathrm{e}\mathrm{p}}$个报告配置CSI-ReportConfig，那么$K_2$是所有报告配置中时隙偏移的最大值。
  • 如果PUSCH由DCI format 0_2调度且配置了高层参数reportSlotOffsetListDCI-0-2，那么reportSlotOffsetListDCI-0-2适用。
  • 如果PUSCH由DCI format 0_1调度且配置了高层参数reportSlotOffsetListDCI-0-1，那么reportSlotOffsetListDCI-0-1适用。
  • 否则，reportSlotOffsetList适用。

之后，UE按照高层参数reportSlotConfig配置的发送周期在PUSCH上周期性地发送CSI报告，直到被去激活。

图3-5. 基于PUSCH的半持续CSI报告配置下，CSI request字段和Time domain resource assignment字段指示的图示说明 [5]  

下图3-6所示是基于PUSCH的半持续CSI报告配置的信令流程。同样，这里我们忽略了gNB发送CSI-RS资源给UE的过程。

图3-6. 基于PUSCH的半持续CSI报告配置的信令流程  

3.4 非周期性CSI报告

和基于PUSCH的半持续CSI报告类似，非周期性CSI报告也通过DCI format 0_1/0_2触发。首先，gNB通过RRC层信令CSI-MeasConfig IE中的高层参数CSI-AperiodicTriggerStateList为UE配置1个或多个触发状态CSI-AperiodicTriggerState。然后，UE监听DCI format 0_1/0_2的CSI request字段，根据CSI request字段来确定被触发的CSI-AperiodicTriggerState。

但是和基于PUSCH的半持续CSI报告不同的是，对于非周期性CSI报告，由于CSI-AperiodicTriggerStateList可以配置至多128个触发状态CSI-AperiodicTriggerState，因此CSI request字段与CSI-AperiodicTriggerState之间的映射关系更加复杂 [1]：

• 如果CSI request字段的所有位都为0，那么没触发状态被请求。需要注意的是，和基于PUSCH的半持续CSI报告不同的是，对于基于PUSCH的半持续CSI报告，CSI request字段为0对应的是CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerStateList中的第1个CSI-SemiPersistentOnPUSCH-TriggerState。
• 如果CSI-AperiodicTriggerStateList中配置的触发状态的数目大于$2^{N_{\mathrm{T}\mathrm{S}}}-1$，那么会先通过非周期CSI触发状态子集选择MAC CE（Aperiodic CSI Trigger State Subselection MAC CE）将至多$2^{N_{\mathrm{T}\mathrm{S}}}-1$个触发状态映射到CSI request字段的codepoint，也就是选择至多$2^{N_{\mathrm{T}\mathrm{S}}}-1$个触发状态，然后再由CSI request字段指示哪一个CSI触发状态被请求，其中$N_{\mathrm{T}\mathrm{S}}$为CSI request字段的位数，由CSI-MeasConfig IE中的高层参数reportTriggerSize配置。
• 如果CSI-AperiodicTriggerStateList中配置的触发状态的数目小于或等于$2^{N_{\mathrm{T}\mathrm{S}}}-1$，CSI request字段直接指示哪一个CSI触发状态被请求。

图3-7. 非周期CSI触发状态子集选择MAC CE [3]  

上图3-7所示是非周期CSI触发状态子集选择MAC CE，其大小可变，包括以下字段 [3]：

• $T_i$：该字段指示CSI-AperiodicTriggerStateList中触发状态的选择状态。$T_0$对应CSI-AperiodicTriggerStateList中的第1个触发状态，$T_1$对应CSI-AperiodicTriggerStateList中的第2个触发状态，依此类推。如果CSI-AperiodicTriggerStateList中没有索引为$i$的触发状态，字段$T_i$则被忽略。
  • $T_i$为1，则表示触发状态$i$被映射到DCI中的CSI request字段的codepoint上。触发状态被映射到的codepoint由该触发状态在所有$T_i$为1的触发状态中的原始顺序所决定。也就是说，第1个设置为1的$T_i$所对应的触发状态被映射到codepint 1，第2个设置为1的$T_i$所对应的触发状态被映射到codepoint 2，依此类推。被映射的非周期性触发状态的最大值为63。
• 其余字段请参考半持续CSI-RS/CSI-IM资源集激活/去激活MAC CE相应字段。

需要注意的是，和基于PUCCH的半持续CSI报告激活/去激活MAC CE一样，非周期CSI触发状态子集选择MAC CE并不是即时生效的，而是存在一定时延。假设UE在收到携带非周期CSI触发状态子集选择MAC CE的PDSCH之后，在时隙$n$发送了携带HARQ-ACK的PUCCH，那么非周期CSI触发状态子集选择MAC CE直到时隙$n+3N_{\mathrm{s}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{t}}^{\mathrm{s}\mathrm{u}\mathrm{b}\mathrm{f}\mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{e},\mu }$才生效，其中$\mu$是PUCCH的子载波间隔配置 [1]。也就是说，在发送携带HARQ-ACK的PUCCH之后3 ms，非周期CSI触发状态子集选择MAC CE才生效。

和基于PUSCH的半持续CSI报告相同的是，UE在监听到DCI format 0_1/0_2的CSI request字段后，根据上式（3-3）确定发送CSI报告的时隙。

图3-8. 非周期性CSI报告配置下，CSI request字段和Time domain resource assignment字段指示的图示说明 [5]  

最后，我们介绍一下非周期性CSI-RS资源的触发。由于非周期性CSI-RS资源只能用于非周期性CSI报告，因此非周期性CSI-RS资源与非周期性CSI报告紧密相连，都依靠DCI format 0_1/0_2来触发。

具体地，当非周期性CSI-RS资源，包括NZP CSI-RS资源和CSI-IM资源，用于非周期性CSI报告时，CSI-RS资源的触发偏移由NZP-CSI-RS-ResourceSet中的高层参数aperiodicTriggeringOffset或aperiodicTriggeringOffset-r16按照每个资源集进行配置。关于参数aperiodicTriggeringOffset和aperiodicTriggeringOffset-r16，具体请参考【5G NR】CSI框架—资源配置 。具体地，非周期性CSI-RS资源的发送时隙需满足下式 [1]：$$K_s=n+X\text{\hspace{1em}(3-5)}$$，其中$n$是携带触发DCI的时隙，$X$是CSI-RS资源的触发偏移。$X$的单位为时隙，以PDCCH的子载波间隔配置为基准。

需要注意的是 [1]：

• 非周期性CSI-RS资源不能在携带其对应的触发DCI的OFDM符号之前传输。
• 非周期性CSI-IM资源的触发偏移和相关联的用于信道测量的NZP CSI-RS资源的触发时隙保持一致。
• 如果UE没有为任何DL BWP配置minimumSchedulingOffsetK0或为任何UL BWP配置minimumSchedulingOffsetK2，并且如果所有关联的触发状态都没有在相应的TCI状态中将高层参数qcl-Type设置为”typeD“，那么CSI-RS资源的触发偏移为0。
• 当使用最小调度时隙限制时，触发时隙小于当前最小调度时隙限制$K_{0\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}$的触发状态将无法被触发。
• 如果在非周期性NZP CSI-RS资源上进行干扰测量，那么用于干扰测量的非周期性NZP CSI-RS资源的触发时隙和相关联的用于信道测量的非周期性NZP CSI-RS资源的触发时隙要一致。

下图3-9所示是非周期性CSI-RS资源配置和非周期性CSI报告配置的信令流程。

图3-9. 非周期性CSI-RS资源配置和非周期性CSI报告配置的信令流程  

4. CSI报告的频域配置

CSI报告配置在频域上的配置，规定了CSI报告频带（CSI Reporting Band）以及PMI/CQI上报是宽带（Wideband）还是子带（Subband）。在正式介绍CSI报告的频域配置之前，我们先了解一下子带的概念。

频域上，每个BWP被划分为多个子带，每个子带定义为$N_{\mathrm{P}\mathrm{R}\mathrm{B}}^{\mathrm{S}\mathrm{B}}$个连续的PRB。子带的带宽取决于BWP的带宽，如下表4-1所示。对于每个BWP，其支持两个子带带宽。具体选择哪个子带带宽由CSI-ReportConfig IE中的高层参数subbandSize给出 [1]。

表4-1. 可配置的子带大小（TS 38.214 Table 5.2.1.4-2 [1]）

由于BWP的带宽不一定能被$N_{\mathrm{P}\mathrm{R}\mathrm{B}}^{\mathrm{S}\mathrm{B}}$整除，因此第一个和最后一个子带的带宽不一定为$N_{\mathrm{P}\mathrm{R}\mathrm{B}}^{\mathrm{S}\mathrm{B}}$。具体地，第一个子带的带宽为$N_{\mathrm{P}\mathrm{R}\mathrm{B}}^{\mathrm{S}\mathrm{B}}-\left(N_{\mathrm{B}\mathrm{W}\mathrm{P},\mathrm{i}}^{\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}}\text{mod}{N}_{\mathrm{P}\mathrm{R}\mathrm{B}}^{\mathrm{S}\mathrm{B}}\right)$。最后一个子带的带宽为$\left(N_{\mathrm{B}\mathrm{W}\mathrm{P},\mathrm{i}}^{\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}}+N_{\mathrm{B}\mathrm{W}\mathrm{P},\mathrm{i}}^{\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{z}\mathrm{e}}\right)\text{mod}{N}_{\mathrm{P}\mathrm{R}\mathrm{B}}^{\mathrm{S}\mathrm{B}}$，如果$\left(N_{\mathrm{B}\mathrm{W}\mathrm{P},\mathrm{i}}^{\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}}+N_{\mathrm{B}\mathrm{W}\mathrm{P},\mathrm{i}}^{\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{z}\mathrm{e}}\right)\text{mod}{N}_{\mathrm{P}\mathrm{R}\mathrm{B}}^{\mathrm{S}\mathrm{B}}\ne 0$；反之，最后一个子带的带宽为$N_{\mathrm{P}\mathrm{R}\mathrm{B}}^{\mathrm{S}\mathrm{B}}$，如果$\left(N_{\mathrm{B}\mathrm{W}\mathrm{P},\mathrm{i}}^{\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}}+N_{\mathrm{B}\mathrm{W}\mathrm{P},\mathrm{i}}^{\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{z}\mathrm{e}}\right)\text{mod}{N}_{\mathrm{P}\mathrm{R}\mathrm{B}}^{\mathrm{S}\mathrm{B}}=0$，如下图3-1所示 [1]。

图3-1. 子带和CSI报告频带示意图 [6]

 

CSI报告的频域配置由CSI-ReportConfig IE中的高层参数reportFreqConfiguration配置。reportFreqConfiguration可以配置上报的CQI和PMI是宽带还是子带，以及具体在哪些子带上测量上报CSI，即CSI报告频带。下图3-2所示是高层参数reportFreqConfiguration。

图3-2. CSI-ReportConfig IE中的高层参数reportFreqConfiguration [2]

 

如上图3-2所示，reportFreqConfiguration中各个字段含义如下 [1]：

• cqi-FormatIndicator：可配置为“widebandCQI”和“subbandCQI"
  • widebandCQI：宽带CQI报告，对于整个CSI报告频带，每个码字上报1个宽带CQI。
  • subbandCQI：子带CQI报告， 对于CSI报告频带上的每个子带的每个码字，都上报1个CQI。
• pmi-FormatIndicator：可配置为”widebandPMI“和”subbandPMI“
  • widebandPMI：宽带PMI报告，对于整个CSI报告频带，只上报1个宽带PMI。
  • subbandPMI：子带PMI报告
    • 对于2天线端口，对于CSI报告频带中的每个子带，都上报1个PMI。
    • 对于其他情况，对于整个CSI报告频带，上报1个宽带指示（$i_1$），而对于CSI报告频带内的每个子带，上报1个子带指示（$i_2$） 。
    • 当codebookType 设置为”typeII-r16“或”typeII-PortSelection-r16“时，UE无法配置pmi-FormatIndicator参数。
• csi-ReportingBand：以位图（Bitmap）的形式指示BWP中需要上报CSI的子带（可以连续也可以不连续）。需要注意的是
  • 子带中每个PRB上的每个CSI-RS天线端口的频域密度，不能小于配置的CSI-RS资源的密度，即每个子带必须包括所有天线端口的CSI-RS资源。
  • 如果CSI-ReportConfig中包含/关联了CSI-IM资源，那么CSI报告频带上的所有子带都必须含有CSI-IM资源单元。

我们称CSI报告配置具有宽带频率颗粒度，即宽带报告，如果 [1]

• reportQuantity设置为”cri-RI-PMI-CQI“或”cri-RI-LI-PMI-CQI“，且cqi-FormatIndicator设置为”widebandCQI“，且pmi-FormatIndicator设置为”widebandPMI“。
• reportQuantity设置为”cri-RI-i1“。
• reportQuantity设置为”cri-RI-CQI“或”cri-RI-i1-CQI“，且cqi-FormatIndicator设置为”widebandCQI“。
• reportQuantity设置为”cri-RSRP“或”ssb-Index-RSRP“或”cri-SINR“或”ssb-Index-SINR“。

其余情况下，我们称CSI报告配置具有子带频率颗粒度，即子带报告。

5. CSI报告的数量配置

CSI报告的数量配置由CSI-ReportConfig IE中的高层参数reportQuantity配置。reportQuantity可设置为“none”、“cri-RI-PMI-CQI”、“cri-RI-i1”、“cri-RI-i1-CQI”、“cri-RI-CQI”、“cri-RSRP”、“cri-SINR”、“ssb-Index-RSRP”、“ssb-Index-SINR”、或“cri-RI-LI-PMI-CQI” [1]：

• none：UE不上报任何CSI测量值。
• cri-RI-PMI-CQI：UE上报CRI与CRI对应的RI、PMI和CQI。
• cri-RI-i1：UE上报CRI与CRI对应的RI和PMI的$i_1$部分。
• cri-RI-i1-CQI：UE上报CRI与CRI对应的RI、PMI的$i_1$部分和CQI。
• cri-RI-CQI：UE上报CRI与CRI对应的RI和CQI。
• cri-RSRP：UE上报CRI与CRI对应的RSRP。
• cri-SINR：UE上报CRI与CRI对应的SINR。
• ssb-Index-RSRP：UE上报ssb-Index与ssb-Index对应的RSRP。
• ssb-Index-SINR：UE上报ssb-Index与ssb-Index对应的SINR。
• cri-RI-LI-PMI-CQI：UE上报CRI与CRI对应的LI、PMI和CQI。

在配置reportQuantity时，需遵循以下规则 [1]：

• 如果reportQuantity配置为“cri-RI-PMI-CQI”或“cri-RI-LI-PMI-CQI”，那么UE应该上报整个CSI报告频带上首选的PMI或每个子带上首选的PMI。
• 如果reportQuantity配置为“cri-RI-i1”，那么
  • CSI-ReportConfig IE上的高层参数codebookType应该设置为“typeI-SinglePanel”，并且pmi-FormatIndicator应该设置为“widebandPMI”。
  • UE在整个CSI报告频带上只上报PMI的单个宽带指示，即PMI的$i_1$。
• 如果reportQuantity配置为“cri-RI-i1-CQI”，那么
  • CSI-ReportConfig IE上的高层参数codebookType应该设置为“typeI-SinglePanel”，并且pmi-FormatIndicator应该设置为“widebandPMI”。
  • UE在整个CSI报告频带上只上报PMI的单个宽带指示$i_1$。
  • CQI是在假设预编码器$N_p\ge 1$的情况下，基于上报的$i_1$计算得到（这些预编码器对应相同的$i_1$但不同的$i_2$）。针对每个PRG，UE假设从$N_p$个预编码器中随机选择一个预编码器计算CQI，其中PRG的尺寸由高层参数pdsch-BundleSizeForCSI给出。
• 如果reportQuantity配置为“cri-RI-CQI”，那么
  • 如果CSI-ReportConfig中配置了高层参数non-PMI-PortIndication，那么秩$r$的$r$个端口按照层序的顺序标识，并且CSI-ResourceConfig中的每个CSI-RS资源按照用于信道测量的CSI-ResourceConfig（由高层参数resourcesForChannelMeasurement给出）中的NZP-CSI-RS-ResourceId的顺序关联到CSI-ReportConfig。配置的高层参数non-PMI-PortIndication中包含一个天线端口索引序列$p_0^{(1)},p_0^{(2)},p_1^{(2)},p_0^{(3)},p_1^{(3)},p_2^{(3)},\cdots ,p_0^{(R)},p_1^{(R)},\cdots ,p_{R-1}^{(R)}$，其中$p_0^{(v)},p_1^{(v)},\cdots ,p_{v-1}^{(v)}$是与秩$v$相关联的CSI-RS端口索引。 R ∈ { 1 , 2 , ⋯   , P } R \in \{1,2,\cdots,P\} R∈{ 1,2,⋯,P}，其中 P ∈ { 1 , 2 , 4 , 8 } P \in \{ 1,2,4,8\} P∈{ 1,2,4,8}是CSI-RS资源的天线端口数。此外，UE只需要上报与PortIndexFor8Ranks配置字段对应的RI。
  • 如果CSI-ReportConfig中没有配置高层参数non-PMI-PortIndication，那么UE假设，对于和CSI-ReportConfig相关联的CSI-ResourceConfig中的每个CSI-RS资源，CSI-RS端口索引$p_0^{(v)},p_1^{(v)},\cdots ,p_{v-1}^{(v)}$和秩$v=1,2,\cdots ,P$相关联，其中 P ∈ { 1 , 2 , 4 , 8 } P \in \{ 1,2,4,8\} P∈{ 1,2,4,8}是CSI-RS资源的天线端口数。
  • 当计算某个秩的CQI时，UE应该使用所选CSI-RS资源的那个秩指示的端口。同时，应该假设指示端口的预编码器为单位矩阵，按照$\frac{1}{\sqrt{v}}$进行缩放。
• 如果reportQuantity配置为“cri-RSRP”或“ssb-Index-RSRP”，那么
  • 如果高层参数groupBasedBeamReporting 设置为disabled，那么UE不需要更新超过64个CSI-RS和/或SSB资源的测量。并且对于每个报告配置，UE应该在单个报告中上报nrofReportedRS个不同的CRI或SSBRI。
  • 如果高层参数groupBasedBeamReporting 设置为enabled，那么UE不需要更新超过64个CSI-RS和/或SSB资源的测量。并且对于每个报告配置，UE应该在单个报告中上报两个不同的CRI或SSBRI，其中UE同时接收到的CSI-RS和/或SSB资源，要么是用单个空间域接收滤波器（也即波束方向相同），要么是用多个空间域接收滤波器（也即波束方向不同）。
• 如果reportQuantity配置为“cri-SINR”或“ssb-Index-SINR”，那么
  • 如果高层参数groupBasedBeamReporting 设置为disabled，那么对于每个报告配置，UE应该在单个报告中上报nrofReportedRS个不同的CRI或SSBRI。
  • 如果高层参数groupBasedBeamReporting 设置为enabled，那么对于每个报告配置，UE应该在单个报告中上报两个不同的CRI或SSBRI，其中UE同时接收到的CSI-RS和/或SSB资源。
• 如果reportQuantity配置为“cri-RSRP”、“cri-RI-PMI-CQI”、“cri-RI-i1”、“cri-RI-i1-CQI”、“cri-RI-CQI”、“cri-RI-LI-PMI-CQI”或“cri-SINR”，并且用于信道测量的资源集中配置了$K_s>1$个资源，那么UE应该根据上报的CRI推导出CRI之外的CSI参数，其中CRI $k$（$k\ge 0$）对应用于信道测量的NZP-CSI-RS-ResourceSet中的第$k+1$个nzp-CSI-RS-Resource，和用于干扰测量的CSI-IM-ResourceSet（如果配置）中的第$k+1$个csi-IM-Resource或用于干扰测量的NZP-CSI-RS-ResourceSet（如果配置）中的第$k+1$个nzp-CSI-RS-Resource。如果配置了$K_s=2$个CSI-RS资源，每个资源最多包含16个CSI-RS端口；如果配置了$2<K_s\le 8$个CSI-RS资源，每个资源最多包含8个CSI-RS端口。
• 如果reportQuantity配置为“ssb-Index-RSRP”，那么UE应上报SSBRI，其中SSBRI $k$（$k\ge 0$）对应CSI-SSB-ResourceSet中的第$k+1$个SSB。
• 如果reportQuantity配置为“ssb-Index-SINR”，那么UE应根据上报的SSBRI推导出L1-SINR，其中SSBRI $k$（$k\ge 0$）对应用于信道测量的CSI-SSB-ResourceSet中的第$k+1$个SSB，和用于干扰测量的CSI-IM-ResourceSet（如果配置）中的第$k+1$个csi-IM-Resource或用于干扰测量的NZP-CSI-RS-ResourceSet（如果配置）中的第$k+1$个nzp-CSI-RS-Resource。
• 如果reportQuantity配置为“cri-RI-PMI-CQI”、“cri-RI-i1”、“cri-RI-i1-CQI”、“cri-RI-CQI”或“cri-RI-LI-PMI-CQI”，那么CSI-ResourceConfig中的每个CSI-RS资源集中最多可以配置8个CSI-RS资源。
• reportQuantity is set to "cri-RSRP", "cri-SINR or none", and the high-level parameter resourceType of CSI-ResourceConfig associated with CSI-ReportConfig is set to "aperiodic", each CSI-RS resource set in CSI-ResourceConfig can be at most Configure 16 CSI-RS resources.

references

[1]: 3GPP TS 38.214, NR; Physical layer procedures for data

[2]: 3GPP TS 38.331, NR; Radio Resource Control (RRC) protocol specification

[3]: 3GPP TS 38.321, NR; Medium Access Control (MAC) protocol specification

[4]: 3GPP TS 38.212, NR; Multiplexing and channel coding

[5]: https://blog.csdn.net/GiveMe5G/article/details/104977792

[6]: 5G NR physical layer planning and design