UE上报CSI过程

UE上报CSI(TS 38.214-5.2)

UE上报CSI总体过程

UE上报CSI的总体过程由三个步骤组成:

  • gNB根据CSI配置发送CSI-RS信号/SSB信号
  • UE对CSI-RS信号/PBCH的DMRS信号进行测量,包括信道状态测量、干扰测量、L1-RSRP测量、然后UE上报测量结果给gNB
  • gNB根据UE上报的CSI测量结果,进行波束管理,信道依赖性调度处理等

CSI总体框架

CSI总体框架包括CSI的资源设置和CSI报告设置。

  • CSI资源设置规定了CSI-RS信号的结构、CSI-RS信号的占用带宽以及CSI-RS信号在时域上的行为(周期,半周期,半持续)等。
  • CSI的报告设置规定了与测量报告相关联的CSI资源配置、报告配置类型(周期、非周期、半持续)、报告的数量、报告的频域配置等内容。
    在这里插入图片描述

CSI设置框架如图所示,gNB通过RRC层信令,为UE配置N>=1N>=1N>=1个CSIReportConfig(CSI报告配置)、M>=1M>=1M>=1个CSI-ResourceConfig(CSI资源配置),1个或两个触发列表(分别由高层参数CSI-AperiodicTriggerStateList和CSI-SemiPersistentOn-PUSCH-TriggerStateList提供)。在CSI-AperiodicTriggerStateList中的每个触发状态包括一个与之关联的CSI-ReportConfig,用于指示信道测量和干扰测量的资源集;在CSI-SemiPersistentOn-PUSCH-TriggerStateList中的每个触发状态也包括一个与之关联的CSI-ReportConfig。gNB为UE选择一个资源集用于测量,每个资源集包含了参考信号的列表,可以是NZP CSI-RS/SSB/CSI-IM。UE对资源集中的一个资源进行测量和上报。

CSI-ReportConfig个数与CSI-ResourceConfig

对于非周期CSI,每个触发状态(由高层参数CSI-AperiodicTriggerState提供)可以与一个或多个CSI-ReportConfig相关联,每个CSI-ReportConfig可以与周期,半持续或非周期的CSI-ResourceConfig相关联,规则如下:

配置资源1资源2资源3
1个CSI-ResourceConfig用于L1-RSRP计算的信道测量不适用不适用
2个CSI-ResourceConfig用于信道测量基于CSI-IM或NZP CSI-RS的干扰测量不适用
3个CSI-ResourceConfig用于信道测量基于CSI-IM的干扰测量基于NZP CSI-RS的干扰测量

对于半持续或周期CSI,每个CSI-ReportConfig与周期或半持续性的CSI-ResourceConfig相关联,规则如下:

配置资源1资源2
1个CSI-ResourceConfig用于L1-RSRP计算的信道测量不适用
2个CSI-ResourceConfig用于信道测量基于CSI-IM的干扰测量

CSI的资源设置

CSI-RS 资源有两种类型,分别是非零功率 CSI-RS (non-zero power CSI-RS, NZP CSI-RS) 和零功率 CSI-RS (Zero-Power CSI-RS, ZP CSI-RS)。NZP CSI-RS 有 4 个作用,分别是 TRS 时频域跟踪 (Time/Frequency Tracking)、CSI 计算 (CSI Computation)、L1-RSRP 计算 (L1-RSRP Computation)、移动性管理 (Mobility)。ZP CSI-RS 的作用是用于 PDSCH 的速率匹配。

当存在 MU-MIMO 时,UE 可以对其他 UE 的 NZP CSI-RS 进行干扰测量。除此之外,为了更精确地测量信道的干扰水平,3GPP 协议引入了干扰测量的 CSI (CSI Interference Measurement, CSI-IM) 资源,gNB 在 CSI-IM 资源上,并不发送任何信号,UE 通过对在 CSI-IM 资源上的接收信号强度,获得邻区的干扰信号强度。CSI-IM 在参数配置上与普通的 CSI-RS 类似,CSI-IM 也会伴随 NZP CSI-RS 使用,为了简便起见,本书把 CSI-IM 也视为 CSI-RS。

综上所述,根据用途的不同,NR 中的 CSI 资源可以分为 NZP CSI-RS 资源、ZP CSI-RS 资源和 CSI-IM 资源。其中,用于 TRS 跟踪、CSI 计算、L1-RSRP 计算的 NZP CSI-RS 资源以及 CSI-IM 资源在 IE CSI-ResourceConfig 中配置;用于移动性管理的 NZP CSI-RS 资源在 IE CSI-RS-ResourceConfigMobility 中配置;ZP CSI-RS 资源在 IE ZP-CSI-RS-ResourceSet 中配置。NZP CSI-RS 资源、CSI-IM 资源、ZP CSI-RS 资源在结构上均应与 5.4.1 节中的 CSI-RS 结构,但是在具体参数的配置方法与取值上有差异。

资源类型作用
NZP CSI-RSTRS 时频域跟踪, CSI 计算, L1-RSRP 计算, 移动性管理
ZP CSI-RS用于 PDSCH 的速率匹配
CSI-IM干扰测量
配置项资源
IE CSI-ResourceConfig用于 TRS 跟踪、CSI 计算、L1-RSRP 计算的 NZP CSI-RS 资源和 CSI-IM 资源
IE CSI-RS-ResourceConfigMobility用于移动性管理的 NZP CSI-RS 资源
IE ZP-CSI-RS-ResourceSetZP CSI-RS 资源
使用场景描述
MU-MIMOUE 对其他 UE 的 NZP CSI-RS 进行干扰测量
更精确的信道干扰测量3GPP 协议引入 CSI-IM 资源,gNB 在 CSI-IM 资源上不发送信号,UE 通过接收信号强度测量邻区干扰
CSI-IM 和 NZP CSI-RS 结合CSI-IM 在参数配置上与普通的 CSI-RS 类似,伴随 NZP CSI-RS 使用

IE CSI-ResourceConfig 的参数如图:
在这里插入图片描述

CSI-IM

CSI-IM作用

CSI-IM配置(TS 38.214-5.2.2.4)

UE可以配置1个或多个CSI-IM资源集,每个资源集包含K>=1K>=1K>=1个CSI-IM资源。CSI-IM资源的参数配置比较简单,CSI-IM资源的结构如图所示。CSI-IM资源时域结构上有两种图样,分别是“pattern 0”和“pattern 1”。每个CSI-IM资源只能配置一种图样,上述图样的具体介绍如下。
(1) 对于“pattern0”,在高层参数 freqBand 配置的每个 PRB 上,CSI-IM 资源位于 (k_CSI-IM,l_CSI-IM),(k_CSI-IM ,l_CSI-IM + 1),(k_CSI-IM + 1,l_CSI-IM) ,(k_CSI-IM + 1,l_CSI-IM + 1) 上。

(2) 对于“pattern1”,在高层参数 freqBand 配置的每个 PRB 上,CSI-IM 资源位于 (k_CSI-IM,l_CSI-IM),(k_CSI-IM + 1,l_CSI-IM),(k_CSI-IM + 2,l_CSI-IM) 和 (k_CSI-IM + 3,l_CSI-IM) 上。

其中,k_CSI-IM 是由高层参数 subcarrierLocation-p0 (取值为 {0, 2, 4, 6, 8, 10} 之一)或高层参数 subcarrierLocation-p1 (取值为 {0, 4, 8} 之一) 配置的频域位置。l_CSI-IM 由高层参数 symbolLocation-p0 (取值为 0~12) 或高层参数 symbolLocation-p1 (取值为 0~13) 配置的时域位置。

在这里插入图片描述
一般CSI-IM会伴随NZP CSI-RS信号

半持续性NZP CSI-RS/CSI-IM资源集的发送

半持续 NZP CSI-RS/CSI-IM 资源集的发送时隙通过 MAC CE 命令激活或去激活,分为两个步骤。

第一步,通过 RRC 层信令,在 IE CSI-ResourceConfig 中为 UE 提供 1 个 NZP-CSI-RS-ResourceSetList 列表和/或 1 个 CSI-IM-ResourceSetList 列表,NZP-CSI-RS-ResourceSetList 列表中包括 1 个或多个 NZP-CSI-RS-ResourceSet,CSI-IM-ResourceSetList 列表中包括 1 个或多个 CSI-IM-ResourceSet。

第二步,通过 MAC 层的 SP CSI-RS/CSI-IM 资源集激活/去激活 MAC CE 通知哪些 NZP CSI-RS 资源集和/或 CSI-IM 资源集激活或去激活。SP CSI-RS/CSI-IM 资源集激活/去激活 MAC CE 如图 7.4-24 所示。SP CSI-RS/CSI-IM 资源集激活/去激活 MAC CE 包含的主要字段如下。

(1) A/D:指示该 MAC CE 是用于激活还是去激活相应的 SP CSI-RS 和 CSI-IM 资源集。
(2) SP CSI-RS Resource Set ID:包含了 1 个 NZP CSI-RS 资源集的地址,用于指示哪些 NZP CSI-RS 资源集被激活或去激活。本字段共有 6 个比特,因此可以指示 26=642^6=6426=64 个地址。
(3) IM:指示 CSI-IM 资源集 ID。当 SP CSI-RS/CSI-IM 资源集被激活或去激活时,如果取值为 1,则表示 CSI-IM 资源集应该激活或去激活(依据第 1 步 A/D 域设置),如果取值为 0,则表示 SP CSI-IM Resource Set ID 字段不存在。
(4) SP CSI-IM Resource Set ID:包含了 1 个 CSI-IM 资源集的地址,用于指示哪一个 CSI-IM 资源集被激活或去激活,共有 6 个 bit,因此可以指示26=642^6=6426=64 个地址。
(5) TCI State ID:包含了 TCI-StateId,用于指示 SP CSI-RS Resource Set ID 字段对应的 NZP CSI-RS 的 QCL 资源。
在这里插入图片描述
考虑到UE的处理能力,UE并不是在接收到MAC层命令后立刻激活/去激活NZP CSI-RS/CSI-IM资源集,而是有一定的时延,类似于图7-22的ZP CSI-RS资源激活/去激活,具体规则如下。

(1) 当承载激活NZP CSI-RS/CSI-IM资源集命令的PDSCH所对应的HARQ-ACK在n时隙上发送,激活该NZP CSI-RS/CSI-IM资源集生效的时隙从n+3Nslotsubframe+1n + 3N_{slot}^{subframe} + 1n+3Nslotsubframe+1开始。

(2) 当承载去激活NZP CSI-RS/CSI-IM资源集命令的PDSCH所对应的HARQ-ACK在n时隙上发送,去激活NZP CSI-RS/CSI-IM资源集生效的时隙从n+3Nslotsubframe+1n + 3N_{slot}^{subframe} + 1n+3Nslotsubframe+1开始。

CSI的报告配置

每个CSI报告设置(CSI-ReportConfig)都有1个用于测量的下行BWP相关联,对于每个CSI报告,包括码本配置(含码本限制子集)、时域行为、CQI和PMI的频域颗粒度、测量限制配置、上报的与CSI相关的指示(如LI、L1-RSRP、CRI和SSBRI)数量。CSI-ReportConfig主要包括以下参数:

  • reportConfigID:CSI-ReportConfig的地址。
  • resourcesForChannelMeasurement:用于信道测量的CSI-ResourceConfig的地址,该CSI资源配置仅包括NZP
    CSI-RS资源和/或SRS资源,此项为必配参数。
  • CSI-IM-ResourcesForInterference:用于干扰测量的CSI-IM资源的CSI-ResourceConfig的地址,该CSI资源配置仅包括CSI-IM资源,此项为选配参数。
  • NZP-CSI-RS-ResourcesForInterference:用于干扰测量的NZP CSI-RS资源的CSI-ResourceConfig的地址,该CSI资源配置仅包括NZP CSI-RS资源,此项为选配参数。
  • reportConfigType:CSI报告在时域上的行为(非周期、基于PUCCH的半持久、周期、基于PUSCH的半持续、周期、基于PUSCH的半持续)。
  • reportQuantity:上报的与CSI相关或L1-RSRP相关的指示数量。
  • reportFreqConfiguration:在频域上的报告粒度。
  • TimeRestrictionForChannelMeasurements:对信道测量进行时域上的限制。
  • TimeRestrictionForInterferenceMeasurements:对干扰测量进行时域上的限制。
  • Codebook:包括了Type I码本或Type II码本的配置信息。

reportConfigType(CSI报告类型)

CSI报告在时域上的行为也即CSI报告类型由IE CSI-ReportConfig中的高层参数ReportConfigType通知给UE,取值如下。

  • periodic:在PUCCH上,周期性的发送CSI报告。
  • aperiodic:通过DCI格式触发,在PUSCH上非周期的发送CSI报告。
  • semiPersistentOnPUCCH:通过MAC层命令激活,在PUCCH上半持久的发送CSI报告。
  • semiPersistentOnPUSCH:通过DCI(下行控制信息)格式触发,在PUSCH上半持久的发送CSI报告。

CSI报告类型和触发方式与CSI-RS配置紧密相关,CSI-RS配置和CSI上报的激活/去激活方式见表7-6。UE周期性CSI上报只能测量周期性发送的CSI-RS资源;半持久CSI上报可以测量周期性发送的CSI-RS资源或半持久发送的CSI-RS资源;非周期CSI上报可以测量周期发送的CSI-RS资源、半持久发送的CSI-RS资源和非周期发送的CSI-RS资源。
在这里插入图片描述

reportQuantity(CSI报告的数量配置)

UE可以通过CSI-ReportConfig中的高层参数reportQuantity配置为“none”,PMI-CQI、cri-RI-i1、cri-RI-i1-CQI、cri-RI-CQI、cri-RSRP、ssb-Index-RSRP 或 cri-RI-LI-PMI-CQI:cri、RI、PMI、CQI、i1、RSRP 的含义见本书 7.4.3 节,ssb-Index 的含义见本书 5.1.1 节。上述配置中的每种取值的具体含义如下:
(1) none:UE不上报任何测量值。
(2) cri-PMI-CQI:UE上报与cri对应的RI、PMI和CQI。
(3) cri-RI-i1:UE上报与cri对应的RI、PMI和i1部分。
(4) cri-RI-i1-CQI:UE上报与cri对应的RI、PMI的i1部分和CQI。
(5) cri-RI-CQI:UE上报与cri对应的RI和CQI。
(6) cri-RSRP:UE上报与cri对应的RSRP。
(7) ssb-Index-RSRP:UE上报ssb-Index与ssb-Index对应的RSRP。
(8) cri-RI-LI-PMI-CQI:UE上报与cri对应的RI、LI、PMI和CQI。
另外,在配置reportQuantity的时候,例如以下几点需要注意:

第一,如果reportQuantity配置为cri-RI-PMI-CQI或cri-RI-LI-PMI-CQI,则UE上报带宽上首选的PMI或每个子带上首选的PMI。

第二,如果reportQuantity配置为cri-RI-i1,IE CSI-ReportConfig中的高层参数codebookType应该配置为“TypeI-Single Panel”,pmi-FormatIndicator应该配置为宽带PMI报告。

第三,如果reportQuantity配置为“cri-RI-i1-CQI”,IE CSI-ReportConfig中的高层参数codebookType应该配置为“TypeI-Single Panel”,pmi-FormatIndicator应该配置为宽带PMI报告。UE在整个CSI报告的带宽上只上报PMI的单个宽带指示;在上报的i1和具有Np>1和预编码的条件下,针对每个PRG,UE假定从Np个(对应着相同的i1,但是不同的i2)随机选择一个预编码计算CQI,用于计算CQI的PRG尺寸通过高层参数pdsch-BundleSizeFor CSI配置。

第四,如果reportQuantity配置为“cri-RSRP”或“ssb-Index-RSRP”,则可分以下两种情况。

如果高层参数groupBasedBeamReporting配置为“disabled”,UE不需要更新超过64个CSI-RS和/或SSB资源的测量,对于每个报告配置,UE在单个报告中报告的最多nrofReportedRS个不同的CRI或SSBRI及其测量结果,其中,nrofReportedRS为测量时参考信号的数量,可以配置为1个、2个或4个。

如果高层参数groupBasedBeamReporting配置为“enabled”,UE不需要更新超过64个CSI-RS和/或SSB资源的测量,对于每个报告配置,UE在单个报告中报告的不同的CRI或SSBRI及其测量结果,UE同时接收的CSI-RS和/或SSB资源,或者用单个空间域接收波束(也即波束方向相同),或者用多个空间域接收波束(也即波束方向不同)。
在这里插入图片描述

CSI报告的频域配置

在频域上,把BWP划分成多个子带(subband),每个子带定义为 NPRBSBN_{PRB}^{SB}NPRBSB个连续的PRB,子带的带宽和BWP的带宽有关,可配置的子带带宽见表7-9。对于每个BWP(小于24个PRB的除外),有两个子带带宽,由IE CSI-ReportConfig中的高层参数subbandSize通知UE具体使用哪一个子带带宽。
在这里插入图片描述
第一个子带的带宽是:
NPRBSB−(NBWP,istartmod  NPRBSB)N_{\text{PRB}}^{\text{SB}} - \left( N_{\text{BWP},i}^{\text{start}} \mod N_{\text{PRB}}^{\text{SB}} \right)NPRBSB(NBWP,istartmodNPRBSB)
如果:
(NBWP,istart+NBWP,isize)mod  NPRBSB≠0\left( N_{\text{BWP},i}^{\text{start}} + N_{\text{BWP},i}^{\text{size}} \right) \mod N_{\text{PRB}}^{\text{SB}} \neq 0(NBWP,istart+NBWP,isize)modNPRBSB=0
则最后一个子带的带宽是(NBWP,istart+NBWP,isize)mod  NPRBSB\left( N_{\text{BWP},i}^{\text{start}} + N_{\text{BWP},i}^{\text{size}} \right) \mod N_{\text{PRB}}^{\text{SB}}(NBWP,istart+NBWP,isize)modNPRBSB
如果:
(NBWP,istart+NBWP,isize)mod  NPRBSB=0\left( N_{\text{BWP},i}^{\text{start}} + N_{\text{BWP},i}^{\text{size}} \right) \mod N_{\text{PRB}}^{\text{SB}} =0(NBWP,istart+NBWP,isize)modNPRBSB=0
则最后一个子带的带宽是:NPRBSBN_{PRB}^{SB}NPRBSB
UE需要测量的子带由IE CSI-ReportConfig中的高层参数csi-ReportBand以位图的方式通知给UE,CSI报告子带示意如图7-32所示。
在配置CSI报告子带的时候,由一下两点需要注意。
第一,每个PRB上的每个CSI-RS天线端口的频域密度,不能低于待测量的CSI-RS资源的频域密度,即每个子带必须包括所有天线端口的CSI-RS资源。
在这里插入图片描述
第二,对于CSI-IM干扰测量,在CSI报告的子带上的所有PRB都必须包括CSI-IM资源单元。
除了子带带宽需要上报的子带外,CSI报告的频域配置还包括以下两个参数。
(1) 宽带CQI(wideband CQI)或子带CQI(subband CQI)报告。

由IE CSI-ReportConfig中的高层参数cqi-FormatIndicator通知给UE。当配置为宽带CQI报告时,在整个CSI报告的带宽上,每个码字上报1个宽带CQI;当配置为子带CQI报告时,在CSI报告的带宽上,每个子带的每个码字上报1个CQI。

(2) 宽带PMI(wideband PMI)或子带PMI(subband PMI)报告。

由IE CSI-ReportConfig中的高层参数pmi-FormatIndicator通知给UE。当配置为宽带PMI报告时,在整个CSI报告的带宽上,上报1个宽带PMI。当配置为子带PMI报告时,对于2天线端口,在CSI报告带宽上,每个子带上报1个PMI;对于其他情况,在整个CSI报告带宽上,上报1个宽带指示(i1),在CSI报告带宽上,每个子带上报1个子带指示(i2)。

UE是按照宽带报告还是按照子带报告,除了与cqi-Format Indicator和pmi-Format Indicator这两个参数的取值有关外, 还与reportQuantity的取值有关,当下列条件被满足时,称为宽带报告。
(1) reportQuantity配置为“cri-RI-PMI-CQI”或“cri-RI-LI-PMI-CQI”,且cqi-FormatIndicator指示为单个CQI报告且pmi-FormatIndicator指示为单个PMI报告。
(2) reportQuantity配置为“cri-RI-i1”。
(3) reportQuantity配置为“cri-RI-CQI”或“cri-RI-i1-CQI”,且cqi-Format Indicator指示为单个CQI报告。
(4) reportQuantity配置为“cri-RSRP”或“ssb-Index-RSRP”。
当不满足上述条件时,称为子带报告。

CSI报告的内容

UE上报的信道状态信息(CSI)包括信道质量指示(CQI)、预编码矩阵指示(PMI)、CSI-RS资源指示(CRI)、SS/PBCH块资源指示(SSBRI)、层指示(LI)、秩指示(RI)、层1的参考信号接收功率(L-RSRP)
UE应该按照如下规则来计算CSI。
(1) 在上报的CQI、PMI、RI和CRI的条件下计算LI。
(2) 在上报的PMI、RI、CRI的条件下计算CQI。
(3) 在上报的RI、CRI的条件下计算PMI。
(4) 在上报的CRI的条件下计算RI。

CQI

CQI 是指在某个时间段内,UE 对频域的测量值,给出了 UE 在解调一定组合(调制方式、目标编码率、传输块大小)的 PDSCH 能满足 0.1 或 0.00001 的 BLER 时对应的索引值。CQI 的上报方式分为宽带 CQI 和子带 CQI。宽带 CQI 的尺寸是 4 个 bit,对应着 16 个 CQI 索引。宽带 CQI 表格共有 3 张,分别对应着

  • 最大调制方式 64QAM,BLER=0.1,4-bit CQI(a)见表 7-10
  • 最大调制方式 256QAM,BLER=0.1,4-bit CQI(b)见表 7-11
  • 最大调制方式 64QAM,BLER=0.00001,4-bit CQI(c)见表 7-12
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    子带CQI的尺寸是2个bit,共有4种取值,对于每个子带CQI索引s,子带CQI定义如下:
    子带偏移:子带COI索引(s)-宽带CQI索引
    4种取值的子带差分CQI值与子带偏移的映射关系见表7-13
    在这里插入图片描述

RI和LI

UE根据对CSI-RS的测量结果,得到信道矩阵的秩(rank),这个秩反映了在当前信道条件下,能够允许下行传输的最大数据流数。其尺寸分别是:

  • 0个bit(当(PCSI-RS=1( P_{\text{CSI-RS}} = 1(PCSI-RS=1) 时)
  • (min(1,⌈log⁡2nr⌉))(min(1, \lceil \log_2 n_r \rceil) )(min(1,log2nr⌉))个bit(当 (PCSI-RS=2( P_{\text{CSI-RS}} = 2(PCSI-RS=2) 时)
  • (min(2,⌈log⁡2nr⌉))(min(2, \lceil \log_2 n_r \rceil) )(min(2,log2nr⌉))个bit(当 (PCSI-RS=4( P_{\text{CSI-RS}} = 4(PCSI-RS=4) 时)
  • (ceillog⁡2nr⌉)( ceil \log_2 n_r \rceil )(ceillog2nr⌉)个bit(当 (PCSI-RS=4( P_{\text{CSI-RS}} = 4(PCSI-RS=4) 时)

其中,(PCSI-RS( P_{\text{CSI-RS}}(PCSI-RS) 是CSI-RS天线端口的数量,(nr∈{0,1,…,7})( n_r \in \{ 0, 1, \ldots, 7 \})(nr{0,1,,7})

LI是数据传输的层数,其尺寸是:

  • 0个bit(当 (PCSI-RS=1)( P_{\text{CSI-RS}} = 1)(PCSI-RS=1) 时)
  • (min(2,⌈log⁡2nr⌉))( min(2, \lceil \log_2 n_r \rceil) )(min(2,log2nr⌉))个bit(当 (PCSI-RS≥2)( P_{\text{CSI-RS}} \geq 2)(PCSI-RS2)时)
  • (PCSI-RS( P_{\text{CSI-RS}}(PCSI-RS)、RI、LI的三者的关系是(PCSI-RS≥RI≥LI)( P_{\text{CSI-RS}} \geq RI \geq LI )(PCSI-RSRILI)

    PMI

预编码算法是一种用于无线通信系统中的技术,其基本思想是通过矩阵运算将经过调制的符号信息流和信道状态信息进行有机结合,变换成适合当前信道的数据流,再通过天线发送出去。这种技术的主要目的是在发送端对数据进行处理,以提高系统的性能表现,包括增强信号质量、减少误码率和干扰。

5G NR 的码本由两个部分组成,即 W=W1×W2W = W_1 \times W_2W=W1×W2,对应的 PMI 由宽带指示 i1i_1i1 和子带指示 i2i_2i2 两个部分组成。i1i_1i1 对应着码本 W1W_1W1,包含了波束选择的结果;i2i_2i2 对应着码本 W2W_2W2,包含了共相因子。i1i_1i1i2i_2i2 可以由 UE 分阶段反馈,也可以由 UE 一次性反馈。

根据反馈的 CSI 不同,5G NR 的码本分为 Type I 和 Type II 两种类型。Type I 是普通的码本,包含的 CSI 较少,但更新较少;Type II 是增强型的码本,包含的 CSI 更为精确,但是开销较多。

根据面 NgN_gNg 的不同,Type I 的码本又可分为单面码本 (Single-Panel Codebook, SP 码本) 和多面码本 (Multi-Panel Codebook, MP 码本) 两种类型。

Type I SP 码本支持的 PCSI-RSP_{\text{CSI-RS}}PCSI-RS1,2,4,8,16,24,321, 2, 4, 8, 16, 24, 321,2,4,8,16,24,32,支持的层数是 1∼81 \sim 818 层。

对于 PCSI-RS=2P_{\text{CSI-RS}} = 2PCSI-RS=2,每个 PMI 对应着 1 个码本,PMI 的尺寸是 2n2^n2n bit (i1i_1i1n=1n = 1n=1 时) 或者 1+n1 + n1+n bit (i1=2i_1 = 2i1=2 时),其中,nnn 是数据的层数。

对于 PCSI-RS>=4P_{\text{CSI-RS}} >=4PCSI-RS>=4,PMI 的宽带指示 i1i_1i1 由 2 个指示 i1,1i_{1,1}i1,1i1,2i_{1,2}i1,2 (当 v∉2,3,4v \notin {2, 3, 4}v/2,3,4 时) 或 3 个指示 i1,1,i1,2,i1,3i_{1,1}, i_{1,2}, i_{1,3}i1,1,i1,2,i1,3 (当 v∉2,3,4v \notin {2, 3, 4}v/2,3,4 时) 组成。i1,1,i1,2i_{1,1}, i_{1,2}i1,1,i1,2 用于确定波束或波束组,i1,3i_{1,3}i1,3 用于确定波束组的正交波束; i2i_2i2是共相位系数(Co-phasing coefficient)。根据 PCSI-RSP_{\text{CSI-RS}}PCSI-RS 层数的不同,i1i_1i1 的尺寸为 3∼103 \sim 10310 个 bit,i2i_2i2 的尺寸为 1∼41 \sim 414 个 bit 子带。

Type I MP 码本支持的 PCSI-RS=8,16,32P_{\text{CSI-RS}} = 8, 16, 32PCSI-RS=8,16,32,支持的层数是 1∼41 \sim 414 层。宽带指示 i1i_1i1 由 3 个指示 i1,1,i1,2,i1,3i_{1,1}, i_{1,2}, i_{1,3}i1,1,i1,2,i1,3 (v=1v = 1v=1 时) 或 4 个指示 i1,1,i1,2,i1,3,i1,4i_{1,1}, i_{1,2}, i_{1,3}, i_{1,4}i1,1,i1,2,i1,3,i1,4 (当 v∉{2,3,4}v \notin \{2, 3, 4\}v/{2,3,4} 时) 组成。其中,i1,1,i1,2,i1,3i_{1,1}, i_{1,2}, i_{1,3}i1,1,i1,2,i1,3 的作用与 SP 码本对应的参数作用相同,i1,4i_{1,4}i1,4 是面之间的共相位系数;子带指示由i2i_2i2i2,0i_{2,0}i2,0i2,1i_{2,1}i2,1i2,2i_{2,2}i2,2 组成,是子带面之间的共相位系数。根据面 NgN_gNgPCSI-RSP_{\text{CSI-RS}}PCSI-RS 层数的不同,i1i_1i1 的尺寸为 5∼145 \sim 14514 个 bit,i2i_2i2 的尺寸为 0∼20 \sim 202 个 bit /子带,i1,1,i1,2,i1,3,i2,1i_{1,1}, i_{1,2}, i_{1,3}, i_{2,1}i1,1,i1,2,i1,3,i2,1 的尺寸之和是 3∼43 \sim 434 个 bit /子带。

Type II 码本支持的 PCSI-RS=4,8,12,16,24,32P_{\text{CSI-RS}} = 4, 8, 12, 16, 24, 32PCSI-RS=4,8,12,16,24,32,支持的层数是 1∼21 \sim 212 层。该反馈模式从多个波束中选择L个波束,并且反映每层最强的波束系数 (coefficient) 指示、宽带的幅度系数指示 (amplitude coefficient indicator)、子带的幅度系数指示和子带的相位系数指示 (phase coefficient indicator)。当 PCSI-RS=4P_{\text{CSI-RS}} = 4PCSI-RS=4 时,L=2L = 2L=2;当 PCSI-RS>4P_{\text{CSI-RS}} > 4PCSI-RS>4 时,L=2,3L = 2, 3L=2,3 或 4。

Type II 码本的 PMI 宽带指示 i1i_1i1 由公式 (7-2) 组成,子带指示 i2i_2i2 由公式 (7-3) 组成。

i1={[i1,1,i1,2,i1,3,i1,4],v=1[i1,1,i1,2,i1,3,i1,4,i1,5,i1,6],v=2公式 (7-2) i_1 = \begin{cases} \left[ i_{1,1}, i_{1,2}, i_{1,3}, i_{1,4} \right], & v=1 \\ \left[ i_{1,1}, i_{1,2}, i_{1,3}, i_{1,4}, i_{1,5}, i_{1,6} \right], & v=2 \end{cases} \quad \text{公式 (7-2)} i1={[i1,1,i1,2,i1,3,i1,4],[i1,1,i1,2,i1,3,i1,4,i1,5,i1,6],v=1v=2公式 (7-2)

i2={[i2,1,i2,2],subband Amplitude=false,v=1[i2,1,i2,2],subband Amplitude=false,v=2[i2,1,i2,2,i2,3],subband Amplitude=true,v=1[i2,1,i2,2,i2,3,i2,4],subband Amplitude=true,v=2公式 (7-3) i_2 = \begin{cases} \left[ i_{2,1}, i_{2,2} \right], & \text{subband Amplitude} = \text{false}, v = 1 \\ \left[ i_{2,1}, i_{2,2} \right], & \text{subband Amplitude} = \text{false}, v = 2 \\ \left[ i_{2,1}, i_{2,2}, i_{2,3} \right], & \text{subband Amplitude} = \text{true}, v = 1 \\ \left[ i_{2,1}, i_{2,2}, i_{2,3}, i_{2,4} \right], & \text{subband Amplitude} = \text{true}, v = 2 \end{cases} \quad \text{公式 (7-3)} i2=[i2,1,i2,2],[i2,1,i2,2],[i2,1,i2,2,i2,3],[i2,1,i2,2,i2,3,i2,4],subband Amplitude=false,v=1subband Amplitude=false,v=2subband Amplitude=true,v=1subband Amplitude=true,v=2公式 (7-3)

在公式 (7-2) 和公式 (7-3) 中,i1,1,i1,2i_{1,1}, i_{1,2}i1,1,i1,2 用于选择 LLL 个波束,i1,1i_{1,1}i1,1 的尺寸与本节 5.4.1 中的表 5-3 的 Q1Q_1Q1Q2Q_2Q2 有关,等于 ⌈log⁡2Q1Q2⌉\lceil \log_2 Q_{1} Q_{2} \rceillog2Q1Q2 bit;i2i_2i2 的尺寸是 ⌈log⁡2(N1N2L)⌉\lceil \log_2 \left( \frac{{N_1}{N_2}}{L} \right) \rceillog2(LN1N2) bit;i2,3,1,i2,3,2i_{2,3,1}, i_{2,3,2}i2,3,1,i2,3,2 是最强的波束系数指示,其尺寸是 ⌈log⁡2(2L)⌉\lceil \log_2 (2L) \rceillog2(2L)⌉ bit/层;i1,4,1i_{1,4,1}i1,4,1i1,4,2i_{1,4,2}i1,4,2 是宽带的幅度系数指示,其最大尺寸是 3×(2L−1)3 \times (2L-1)3×(2L1) 个bit/层;i2,2,1i_{2,2,1}i2,2,1i2,2,2i_{2,2,2}i2,2,2 是子带的幅度系数指示,最大尺寸是 1×(K−1)1 \times (K-1)1×(K1) 个bit/子带 (对于 L=2,3,4,KL=2, 3, 4, KL=2,3,4,K 分别是 4,4,6)4, 4, 6)4,4,6)i2,1,1i_{2,1,1}i2,1,1i2,1,2i_{2,1,2}i2,1,2 是子带的相位系数指示,最大尺寸是 Z×(K−1)+2×(2L−K)Z \times (K-1)+2 \times (2L-K)Z×(K1)+2×(2LK) 个 bit/子带/层 (对于 QPSK, 8PSK, ZZZ 分别是 222333)。

接下来以一个例子来计算 Type II 码本的负荷。假设 (N1,N2)=(4,4)(N_1, N_2) = (4, 4)(N1,N2)=(4,4), Z=3Z = 3Z=3 (8 PSK 相位):

当选择的波束L不相同时,宽带 (WB) 和 10 个子带 (SB) 的总负荷,即 Type II 码本的总负荷见表 7-14。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

SSBRI、CRI、L1-RSRP

每个 SSBRI 对应着 SS/PBCH 块所在的半帧(5ms)的一个 SS/PBCH 块,SSBRI 的尺寸是 log⁡2(KSSB)\log_2 \left( K_{\text{SSB}} \right)log2(KSSB) bit。其中,KSSBK_{\text{SSB}}KSSB 是 SSB 资源集中配置的 SS/PBCH 块的数量。

每个 CRI 对应着 CSI-RS 资源集中的一个 CSI-RS 资源,CRI 的尺寸是 log⁡2(KCSI-RS)\log_2 \left( K_{\text{CSI-RS}} \right)log2(KCSI-RS) bit。其中,KCSI-RSK_{\text{CSI-RS}}KCSI-RS 是 CSI-RS 资源集中 CSI-RS 资源的数量。

L1-RSRP 是 L1 的参考信号接收功率,包括 CRI-RS 的 RSRP 和 SSB 的 RSRP。UE 最多可以配置 16 个 CSI-RS 资源,其中每个 CSI-RS 资源集,UE 可配置最多 4 个 CSI-RS 资源,所有 CSI-RS 资源集中不同的 CSI-RS 资源数量不能超过 128 个。

如果 UE CSI-ReportConfig 中的高层参数 nrofReportedRS 设置为 1,UE 上报 1 个他的 L1-RSRP;如果高层参数 nrofReportedRS 设置大于 1 或者高层参数 groupBasedBeamReporting 设置为 “enabled”,则 UE 上报多个 L1-RSRP。最大测量值的 L1-RSRP 是 7 个 bit,其他 L1-RSRP 是 4 个 bit。7 个 bit 的 L1-RSRP 对应的 RSRP 的范围是 [−140,−44][-140, -44][140,44]dBm,步长是 1dB;4 个 bit 的 L1-RSRP 是差分 L1-RSRP,即通过计算每一最大小测量值的 L1-RSRP 的差值得到,步长是 2dB。

当生产一个 CSI 报告中,需要上报多个 CRI/RSRP 或 SSBRI/RSRP 时,CRI/RSRP 或 SSBRI/RSRP 的映射顺序见表 7-15。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

基于PUSCH的上报

UE 在 PUSCH 上支持非周期 CSI 上报和半持续 CSI 上报。非周期 CSI 上报和半持续 CSI 上报均通过 DCI 格式 0_1 触发,支持宽带粒度和子带粒度,支持 Type I 和 Type II 两种 CSI。基于 PUSCH 的 CSI 上报既可以与来自 UE 的上行数据复用,也可以不与来自 UE 的上行数据复用(通过 DCI 格式 0_1 的 UL-SCH 指示符字段通知给 UE)。

对于 Type I 和 Type II CSI 反馈,CSI 报告由两部分组成。Part 1 具有固定大小的负荷,用来通知和在 Part 2 上传输的信息的比较数量,且 Part 1 必须在 Part 2 之前完整地传输,Part 1 和 Part 2 具体的 CSI 的具体内容如下。
(1) 对于 Type I CSI 反馈
Part 1 包括 RI(如上报)、CRI(如上报)、第一 4 个码字的 CQI。Part 2 包括 PMI(如上报)、当 RI(如上报)大于 4 时,Part 2 包括第二个码字的 CQI。
(2) 对于 Type II CSI 反馈
Part 1 包括 RI(如上报)、CQI 和 Type II CSI 每层的非零宽带幅度系数的数量。Part 2 包括 Type II CSI 的 PMI。
对于基于 PUSCH 的 CSI 上报,有两点需要注意。
第一,Part 1 和 Part 2 要分别进行编码,也即 Part 1 和 Part 2 分别进行信道编码并添加上 CRC。
第二,由于基站无法预知 Part 2 CSI 的长度,可能出现部分配给 UE 的 PUSCH 无法装下 Part 2 CSI 的全部负荷,因此需要根据优先级省略一部分 Part 2 的发送。Part 2 CSI 报告的优先级别见表 7-16。其中,NRepN_{\text{Rep}}NRep 是在 PUSCH 上需要上报的 CSI 报告数量,优先级 0 具有最高的优先级,对应着 NRepN_{\text{Rep}}NRep 个 CSI 报告中的最小的 Prii, csi(y,k,c,s)Pri_{\text{i, csi}} (y, k, c, s)Prii, csi(y,k,c,s),优先级 2NRepN_{\text{Rep}}NRep 具有最低的优先级,对应着 NRepN_{\text{Rep}}NRep 个 CSI 报告中的第n个最小的 Prii, csi(y,k,c,s)Pri_{\text{i, csi}} (y, k, c, s)Prii, csi(y,k,c,s)。优先级 0 包含的内容是 CSI 报告 #1 到 KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '#' at position 1: #̲N_{\text{Rep}} 的 Part 2 宽带 CSI,也即 PMI 中的 i1i_1i1 信息;其他的 2NRepN_{\text{Rep}}NRep 个优先级包括的内容是 Part 2 的子带 CSI,也即 PMI 中的 i2i_2i2 信息。每个 CSI 报告对应 2 个优先级,即 Part 2 中的子带分成奇数子带和偶数子带两个部分,根据优先级先丢弃奇数子带部分,即部分子带 CSI 报告的丢弃粒度是子带 CSI 的一半。
在这里插入图片描述

基于PUCCH的CSI上报

UE在PUCCH上支持周期CSI上报和半持续CSI上报,在PUCCH格式2、3、4上传的周期CSI上报支持Type ICSI的宽带粒度;在PUCCH格式2上传输的半持续CSI上报支持Type I CSI的宽带粒度,在PUCCH格式3或4上传输的半持续CSI报告支持Type I CSI的宽带和子带粒度以及Type II CSI的part 1。
虽然在PUCCH格式3或4上承载的半持续CSI报告也支持Type II CSI反馈,但是仅支持Type II CSI的Part 1。是否在PUCCH格式3或4上支持Type II CSI报告与UE能力有关,且在PUCCH格式3或4上承载的Type II CSI报告的计算独立于在PUSCH上承载的Type II CSI报告。

基于PUCCH的CSI上报对CSI报告的负荷有以下几点限制。
第一,对于PUCCH格式4,UCI和CRC的之和不能超过115个bit。
第二,如果所有的CSI报告都是由一个Part组成,UE按Pri_CSI(y, k, c, s)定义的优先级忽略CSI报告的一部分。
第三,如果CSI报告包括两个部分,UE可以根据上表7-16的优先级忽略Part 2 CSI的一部分。

参考资料

  1. 5G NR物理层规划与设计(7.4)
  2. TS 38.214-5.2
<think>好的,用户想了解NR CSI上报中Part1和Part2的配置与实现。首先,我需要回忆一下NR中的CSI框架。根据引用[1],CSI上报分为Type1和Type2,而Part1和Part2是针对Type II码本的。记得Type II更复杂,需要更多反馈信息,所以分两部分传输。 接下来,Part1和Part2的结构。Part1包含基本信息,比如RI、CQI和Type II的Part1部分。这些信息需要基站先解码,以便正确接收后续的Part2。而Part2则包含更详细的PMI信息,尤其是子带的预编码矩阵。这部分的大小依赖于Part1中的RI值,所以需要先传Part1。 然后是资源配置。用户提到的引用[1]指出,PUCCH格式2/3/4支持不同的上报类型。例如,SPS CSI使用PUCCH格式2时支持Type1的宽带上报,而格式3/4支持Type1的宽带/子带以及Type II的Part1。这说明不同的PUCCH格式对应不同的上报容量,需要根据需求选择合适的格式。 物理层处理方面,编码时可能需要分段,特别是当载荷超过一定大小时。引用[1]提到Type II的Part1在PUCCH格式3/4中支持,而Part2可能需要更大的容量,比如PUSCH。这里需要注意资源分配,避免分段导致的信息不完整。 另外,用户可能没有明确提到的,但需要注意的部分是CSI-RS的配置。引用[2]提到NZP CSI-RS用于CSI计算,所以基站需要正确配置CSI-RS资源,确保UE能准确测量信道。这可能影响Part1和Part2的内容,比如RI和CQI的准确性。 最后,应用场景方面,Type II多用于高频段和大规模天线,这对Part2的PMI详细度要求更高,可能需要在配置时考虑更多的子带划分和码本参数。同时,移动性管理(如引用[2]提到的)可能影响CSI上报的频率和资源配置,需要动态调整。 总结用户的问题,他们可能是在配置CSI上报时遇到如何分配Part1和Part2的资源,或者理解两者的区别和实现方式。需要明确两者的内容、传输顺序以及对应的物理信道格式,结合实际场景选择合适的配置参数。</think>在5G NR系统中,CSI(信道状态信息)上报的Part1和Part2配置是实现高效信道反馈的核心机制,主要涉及以下关键技术: ### 一、CSI Part1与Part2的结构划分 1. **Part1内容** - 包含RI(秩指示)、CQI(信道质量指示)及Type II码本中与子带无关的PMI(预编码矩阵指示)参数 - 固定比特长度(最大为22比特),支持基站快速解码以确定后续资源分配[^1] 2. **Part2内容** - 包含Type II码本中子带相关的PMI参数 - 比特长度动态变化,依赖Part1中RI值的计算结果 $$ \text{Part2比特数} = f(\text{RI}, \text{子带数}, \text{码本配置参数}) $$ ### 二、物理信道资源配置 | PUCCH格式 | 支持内容类型 | 最大载荷(比特) | |-----------|-----------------------------|----------------| | Format 2 | Type1宽带CSI | ≤256 | | Format 3 | Type1宽带/子带 + Type II Part1 | ≤384 | | Format 4 | Type1宽带/子带 + Type II Part1 | ≤348 | ▲ 表1 PUCCH格式与CSI上报能力对应关系[^1] ### 三、实现流程 1. **触发机制** - 半静态上报(SPS)通过RRC信令配置周期 - 动态上报通过DCI触发非周期CSI 2. **编码规则** - Part1采用独立信道编码,Part2的编码依赖Part1结果 - 当总载荷超过物理信道容量时,Part2会进行分段传输[^1] ```python # 简化的分段逻辑示例 def csi_segment(part1, part2, max_capacity): segments = [] header = encode_header(part1) payload = encode_part2(part2) while len(payload) > 0: segments.append(header + payload[:max_capacity]) payload = payload[max_capacity:] return segments ``` ### 四、典型应用场景 1. **毫米波通信** Type II码本通过Part2提供精细化的波束赋形信息,支持28GHz频段的波束追踪[^2] 2. **Massive MIMO** 当基站配置64T64R天线时,Part2需反馈多面板码本信息
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值