【5G NR】ZP CSI-RS资源配置

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前言
1. ZP CSI-RS资源配置概述
2. ZP CSI-RS资源配置框架
3. ZP CSI-RS资源的时域行为
参考文献

前言

本篇主要介绍ZP CSI-RS资源的配置。原本是将该部分内容放在CSI框架下的资源配置部分的，但是实际上ZP CSI-RS资源并不是在此框架中配置的，因此另起炉灶，另书新篇。

1. ZP CSI-RS资源配置概述

UE在接收PDSCH时，在分配给PDSCH的资源上有可能存在为其他UE配置的CSI-RS，PDSCH不能占用这些为其他UE配置CSI-RS的资源。配置ZP CSI-RS的目的就是为了通知UE，在分配给PDSCH的资源中，哪些资源是为其他UE配置CSI-RS所用，以实现速率匹配 [1] [2]。需要特别注意的是，UE不能假设配置为ZP CSI-RS的资源上就没有传输（也就是零功率）。例如，与ZP-CSI-RS相对应的资源可以用于传输为其他UE配置的NZP-CSI-RS。协议中说的是，UE不能对ZP-CSI-RS相对应的资源上的传输做出任何假设，PDSCH的传输要避开配置为ZP CSI-RS的资源而已 [2]。

ZP CSI-RS是零功率的，因此不需要生成CSI-RS序列，只需要为其配置相应的资源。ZP CSI-RS和NZP CSI-RS结构完全一样，只是在配置方式上有所不同，主要体现在RRC层IE的不同。对于ZP CSI-RS，其按照PDSCH-Config IE -> ZP-CSI-RS-ResourceSet IE -> ZP-CSI-RS-Resource的架构配置。

接下来，我们就详细介绍一下ZP CSI-RS资源的配置框架。

2. ZP CSI-RS资源配置框架

2.1 概述

每个BWP内，gNB可以通过UE特定的PDSCH-Config IE给UE配置1个或多个ZP CSI-RS资源（ZP CSI-RS资源由ZP-CSI-RS-Resource IE配置），并给UE配置1个或多个非周期性和/或半持续和/或周期性ZP CSI-RS资源集（ZP CSI-RS资源集由ZP-CSI-RS-ResourceSet IE配置），而每个ZP CSI-RS资源集包含1个或多个ZP CSI-RS资源，如下图2-1所示。

在这里插入图片描述

图2-1. ZP-CSI-RS-Resource配置框架

2.2 ZP-CSI-RS-Resource IE

ZP-CSI-RS-Resource IE用于配置ZP CSI-RS资源，其主要规定了每个ZP CSI-RS资源的结构以及发送周期和时隙偏移（如果配置为周期性和半持续ZP CSI-RS资源）。下图2-2所示是ZP-CSI-RS-Resource IE。

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图2-2. ZP-CSI-RS-Resource IE [3]

如上图2-2所示，ZP-CSI-RS-Resource IE中各个参数字段含义如下 [3]：

zp-CSI-RS-ResourceId：ZP CSI-RS资源的ID。ZP-CSI-RS-ResourceId如上图2-2所示，其中maxNrofZP-CSI-RS-Resources为32。
resourceMapping：定义了（ZP）CSI-RS的结构，包括在频域上占用的带宽，具体请参考【5G NR】CSI-RS。
periodicityAndOffset：周期性/半持续ZP CSI-RS（由PDSCH-Config IE指示）的发送周期和时隙偏移，具体请参考第3节内容。

2.3 ZP-CSI-RS-ResourceSet IE

ZP-CSI-RS-ResourceSet IE通过ZP-CSI-RS-ResourceIds与一组ZP-CSI-RS-Resource相关联。每个ZP-CSI-RS-ResourceSet IE最多包含/关联16个ZP-CSI-RS-Resource。下图2-3所示是ZP-CSI-RS-ResourceSet IE。

请添加图片描述

图2-3. ZP-CSI-RS-ResourceSet IE [3]

如上图2-3所示，ZP-CSI-RS-ResourceSet IE中各个参数字段含义如下 [3]：

zp-CSI-RS-ResourceSetId：ZP CSI-RS资源集的ID。
zp-CSI-RS-ResourceIdList：ZP CSI-RS资源集关联/引用的ZP CSI-RS资源列表，其中maxNrofZP-CSI-RS-ResourcesPerSet为16。

下图2-4总结了ZP-CSI-RS-ResourceSet IE和ZP-CSI-RS-Resource IE的结构。

在这里插入图片描述

图2-4. ZP-CSI-RS-ResourceSet IE和ZP-CSI-RS-Resource IE的结构

2.4 PDSCH-Config IE

PDSCH-Config IE用于配置UE特定的PDSCH参数，所涉字段众多，层级结构复杂，我们这里主要关注的是和ZP CSI-RS资源配置相关的参数字段。下图2-5所示是PDSCH-Config IE中和ZP CSI-RS资源配置相关的主要字段。

在这里插入图片描述

图2-5. PDSCH-Config IE（部分） [3]

如上图2-5所示，每个PDSCH-Config IE最多包含/关联32个ZP-CSI-RS-Resource，即maxNrofZP-CSI-RS-Resources为32。另外，PDSCH-Config IE可以通过aperiodic-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToAddModList /sp-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToAddModList /p-ZP-CSI-RS-ResourceSet为UE配置1个或多个非周期性/半持续/周期性ZP-CSI-RS-ResourceSet。

具体地，上图2-5中各个参数字段含义如下 [3]：

zp-CSI-RS-ResourceToAddModList：用于PDSCH速率匹配的ZP CSI-RS资源列表。需要注意的是，列表中的ZP CSI-RS资源只能被aperiodic-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToAddModList、sp-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToAddModList、p-ZP-CSI-RS-ResourceSet中的一个引用。
aperiodic-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToAddModList /aperiodic-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToReleaseList：用于配置非周期性触发的ZP CSI-RS资源集的AddMod/Release列表（实际的ZP CSI-RS资源定义在zp-CSI-RS-ResourceToAddModList中）。需要注意的是，每个BWP上可配置的非周期性ZP CSI-RS资源集的数量为3，索引相应为1 ~ 3，即ZP-CSI-RS-ResourceSetId为1 ~ 3。非周期性ZP CSI-RS资源集通过DCI格式1_1/1_2触发。
sp-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToAddModList /sp-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToReleaseList：用于配置半持续ZP CSI-RS资源集的AddMod/Release列表（实际的ZP CSI-RS资源定义在zp-CSI-RS-ResourceToAddModList中）。每个BWP上可配置的半持续ZP CSI-RS资源集的数量为16，即maxNrofZP-CSI-RS-ResourceSets为16，并通过特定的MAC CE激活/去激活。
p-ZP-CSI-RS-ResourceSet：周期性ZP CSI-RS资源集（实际的ZP CSI-RS资源定义在zp-CSI-RS-ResourceToAddModList中）。该周期性ZP CSI-RS资源集的ID为0，即ZP-CSI-RS-ResourceSetId=0。

3. ZP CSI-RS资源的时域行为

本篇最后，我们详细介绍一下ZP CSI-RS资源的时域行为。

如上所述，PDSCH-Config IE可以通过aperiodic-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToAddModList /sp-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToAddModList /p-ZP-CSI-RS-ResourceSet为UE配置1个或多个非周期性/半持续/周期性ZP-CSI-RS-ResourceSet，每个ZP-CSI-RS-ResourceSet最多包含/关联16个ZP-CSI-RS-Resource。同一ZP-CSI-RS-ResourceSet内的ZP-CSI-RS-Resource应具有相同的时域行为，即为非周期性/半持续/周期性ZP CSI-RS资源。

3.1 周期性ZP CSI-RS资源

对于周期性（ZP）CSI-RS资源，其发送时隙应满足下式（3-1）[5]：
$\left( N_{\rm slot}^{\rm frame,\mu} n_{\rm f} + n_{\rm s,f}^{\mu} - T_{\rm offset} \right) {\rm mod}~T_{\rm CSI-RS}=0 \tag{3-1}$ ，其中 $N_{\rm slot}^{\rm frame,\mu}$ 是子载波间隔配置 $\mu$ 下每个帧中的时隙数， $n_{\rm f}$ 是系统帧号， $n_{\rm s,f}^{\mu}$ 是子载波间隔配置 $\mu$ 下每个帧内的时隙号， $T_{\rm offset}$ 是时隙偏移， $T_{\rm CSI-RS}$ 是（ZP）CSI-RS的发送周期（单位为时隙），如下图3-1所示。除此之外，（ZP）CSI-RS的发送时隙应满足给定的时隙配置。

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图3-1. （ZP）CSI-RS发送周期和时隙偏移示意图 [2]

对于周期性（ZP）CSI-RS资源，其发送周期 $T_{\rm CSI-RS}$ 和时隙偏移 $T_{\rm offset}$ 都是通过ZP-CSI-RS-Resource IE中的高层参数periodicityAndOffset进行配置的，如下图3-2所示。

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图3-2. ZP CSI-RS资源发送周期和时隙偏移的配置方式

如上图3-2所示，高层参数periodicityAndOffset按照CSI-ResourcePeriodicityAndOffset IE进行配置。CSI-ResourcePeriodicityAndOffset IE中，左列表示周期，右列表示时隙偏移。例如，“slots4”表示周期为4个时隙，其对应的时隙偏移可以为0~3个时隙。

3.2 半持续ZP CSI-RS资源

和周期性（ZP）CSI-RS资源类似，半持续（ZP）CSI-RS资源的发送时隙也应该满足上式（3-1），而且发送周期 $T_{\rm CSI-RS}$ 和时隙偏移 $T_{\rm offset}$ 也通过ZP-CSI-RS-Resource IE中的高层参数periodicityAndOffset进行配置，如上图3-2所示。

但是，和周期性（ZP）CSI-RS资源不同的是，半持续（ZP）CSI-RS资源的实际发送由MAC控制单元（MAC Control Element，MAC CE）激活（Activate）/去激活（Deactivate）。一旦激活半持续（ZP）CSI-RS资源，那么其会按照配置的发送周期和时隙偏移进行发送，直到去激活。去激活之后，半持续（ZP）CSI-RS资源就不会再发送，直到重新激活。

具体地，半持续ZP CSI-RS资源集的发送通过半持续ZP CSI-RS资源集激活/去激活MAC CE（SP ZP CSI-RS Resource Set Activation/Deactivation MAC CE）来激活/去激活 [6]。首先，通过PDSCH-Config IE中的sp-ZP-CSI-RS-ResourceSetToAddModList为UE配置最多16个ZP CSI-RS资源集。然后通过半持续ZP CSI-RS资源集激活/去激活MAC CE通知UE哪些ZP CSI-RS资源集被激活/去激活。下图3-3所示是半持续ZP CSI-RS资源集激活/去激活MAC CE。

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图3-3. 半持续ZP CSI-RS资源集激活/去激活MAC CE [6]

如上图3-3所示，半持续ZP CSI-RS资源集激活/去激活MAC CE中各个字段含义如下 [6]：

A/D：该字段用来指示是激活还是去激活指定的半持续ZP CSI-RS资源集。如果该字段为1，则表示激活；反之，则表示去激活。
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。
BWP ID：该字段用来指示该MAC CE所适用的DL BWP。
SP ZP CSI-RS resource set ID：该字段为sp-ZP-CSI-RS-ResourceSetsToAddModList中的索引，指示了应被激活/去激活的半持续ZP CSI-RS资源集。该字段长度为4比特，因此可以指示16个ZP CSI-RS资源集。
R：保留位，设置为0。

需要注意的是，半持续ZP CSI-RS资源集激活/去激活MAC CE并不是即时生效的，而是存在一定的时延。假设UE在收到携带半持续ZP CSI-RS资源集激活/去激活MAC CE的PDSCH之后，在时隙 $n$ 发送了携带HARQ-ACK的PUCCH，那么半持续ZP CSI-RS资源集激活/去激活MAC CE直到时隙 $N_{\rm slot}^{\rm subframe,\mu}$ 才生效，其中 $\mu$ 是PUCCH的子载波间隔配置 [4]。也就是说，在发送携带HARQ-ACK的PUCCH之后3 ms，半持续ZP CSI-RS资源集激活/去激活MAC CE才生效。

下图3-4总结了半持续（ZP）CSI-RS资源配置的大致信令流程。

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图3-4. 半持续（ZP）CSI-RS资源配置的大致信令流程

3.3 非周期性ZP CSI-RS资源

对于非周期性ZP CSI-RS资源，其通过DCI格式1_1/1_2（DCI Format 1_1/1_2）[7]进行触发。首先，通过PDSCH-Config IE中的aperiodic-ZP-CSI-RS-ResourceSetToAddModList为UE在每个BWP内配置最多3个ZP CSI-RS资源集。然后通过DCI格式1_1/1_2中的ZP CSI-RS trigger字段通知UE哪些ZP CSI-RS资源集被触发。

DCI格式1_1/1_2中ZP CSI-RS trigger字段的长度为0/1/2个比特，具体由 $\lceil {\rm log}_{2}(n_{\rm ZP}+1) \rceil$ 决定，其中 $n_{\rm ZP}$ 为高层参数aperiodic-ZP-CSI-RS-ResourceSetToAddModList中配置的非周期性ZP CSI-RS资源集的数目。DCI格式1_1/1_2中ZP CSI-RS trigger字段的每个非零代码点（Codepoint）对应触发aperiodic-ZP-CSI-RS-ResourceSetToAddModList中配置一个非周期性ZP CSI-RS资源集。DCI代码点“01”触发ZP-CSI-RS-ResourceSetId为1的非周期性ZP CSI-RS资源集，DCI代码点“10”触发ZP-CSI-RS-ResourceSetId为2的非周期性ZP CSI-RS资源集，DCI代码点“11”触发ZP-CSI-RS-ResourceSetId为3的非周期性ZP CSI-RS资源集，DCI代码点“00”不触发任何非周期性ZP CSI-RS资源集 [4]。