5G优化案例NR CSIRS资源配置协议解析和实际应用.docx

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5G优化案例NRCSIRS资源配置协议解析和实际应用

NRCSI-RS资源配置的协议解析和实际应用

XX

XX年XX月

NRCSI-RS资源配置的协议解析和实际应用

XX

【摘要】CSI-RS在LTER10版本就已引入，初衷是支持大于4层的空分复用，但UE有4根接收天线的情况很少，同时CRS的存在使得CSI-RS并未在现网普遍应用。

NR从减少alwayson信号的角度取消了CRS，因此CRI-RS作为除了SSB以外的主要参考信号，承担了CSI反馈、波束训练、移动性管理、干扰测量等一系列NR必要功能，重要性比LTE里大为提升，涉及参数繁多，配置较为复杂。

本文基于3GPP38系列F40版本协议，梳理各类CSI-RS资源的周期、偏置、时域、频域、码分组、密度、频带等相关参数以及配置框架，用多个示例计算了RE映射图样，并结合现网设备版本参数和实际信令，说明目前设备已实现功能和不足。

本文主要关注CSI-RS资源的配置，不涉及CSI测量上报的配置。

【关键字】NZP-CSI-RS、ZP-CSI-RS、CSI-RSfortracking、CSI-RSforL1-RSRP

computation、CSI-RSformobility、CSI-RSforCSIcomputation、CSI-IM

【业务类别】5G

一．CSI-RS分类

38.2117.4.1.5.1将CSI-RS分成2大类：

Zero-power（ZP）andnon-zero-power（NZP）

CSI-RS：

其中NZP-CSI-RS在NZP-CSI-RS-Resource或CSI-RS-ResourceConfigMobilityIE里定义，ZP-CSI-RS在ZP-CSI-RS-ResourceIE里定义。

38.2145.1.6.1说明了CSI-RS的作用，用于time/frequencytracking,CSIcomputation,L1-RSRPcomputation和mobility：

各类CSI-RS在38.214中描述如下：

NZP-CSI-RS

CSI-RSfortracking，用于时频跟踪TRS，38.2145.1.6.1.1节描述

CSI-RSforL1-RSRPcomputation，用于波束训练，38.2145.1.6.1.2节描述CSI-RSformobility，用于移动性管理，38.2145.1.6.1.3节描述

CSI-RSforCSIcomputation，用于CSI反馈，38.2145.2节描述

ZP-CSI-RS

用于PDSCH速率匹配，38.2145.1.4.2节描述

另外38.2115.2.2.4节描述了ChannelStateInformation–InterferenceMeasurement（CSI-IM），严格说CSI-IM不算NR里的下行参考信号（gNB在对应资源位置上并无实际信号发出），但其资源配置框架和NZP-CSI-RS在同一IE下，本文将其放在NZP-

CSI-RS章节中讨论。

二．NZP-CSI-RS

NZP-CSI-RS-ResourceSet、NZP-CSI-RS-Resource、csi-IM-ResourceSet、csi-IM-Resource会在CSI-MeasConfig这个IE中增加/删除：

2.1NZP-CSI-RS-ResourceSet

每个UE可以定义一个或多个NZP-CSI-RS-ResourceSet，每个NZP-CSI-RS-ResourceSet里有≥1个NZPCSI-RSresource。

NZP-CSI-RS-ResourceSetIE包括以下参数：

NZP-CSI-RS-ResourceSet

fielddescriptions

含义

aperiodicTriggeringOffset

DCI触发对应aperiodicNZPCSI-RSresources的时隙偏置

nzp-CSI-RS-Resources

指示该NZP-CSI-RSresourceset里的NZP-CSI-RS-Resource，最多8

个

repetition

指示该CSI-RSresourceset里NZP-CSI-RSresource是否在同一符

号上用相同下行波束发送

trs-Info

指示该CSI-RSresourceset里所有NZP-CSI-RSresource的天线端

口是否一致

2.2NZP-CSI-RS-Resource

NZP-CSI-RS-ResourceIE包括以下参数：

NZP-CSI-RS-Resourcefield

descriptions

含义

periodicityAndOffset

时域slot级别周期和偏置

powerControlOffset

NZPCSI-RS相对于PDSCH的功率偏置

powerControlOffsetSS

NZPCSI-RS相对于SS的功率偏置

qcl-InfoPeriodicCSI-RS

QCL配置

resourceMapping

CSI-RSresource在一个PRB内的资源映射

scramblingID

扰码ID

这部分配置主要关注periodicityAndOffset、resourceMapping，功率、QCL和扰码本文不做讨论。

2.2.1PeriodicityAndOffset

CSI-ResourcePeriodicityAndOffset用于配置slot级别上周期或半静态CSI资源的周期和偏置：

周期取值从4~640个时隙，偏置相应为0~（周期-1）个时隙。

对于周期、半静态CSI-RS，实际发送时隙满足以下公式：

公式里的periodicity、slotoffset即取自CSI-ResourcePeriodicityAndOffset。

2.2.2资源映射ResourceMapping

CSI-RS-ResourceMapping用于配置CSI-RS资源在时频域对RE的映射，参数相对较多，关系较复杂：

CSI-RS-ResourceMapping

fielddescriptions

含义

cdm-Type

CDM类型

density

密度

firstOFDMSymbolInTimeDomain

2

时域起始OFDM符号位置2（当DL-DMRS-typeA-pos=3时使用）

firstOFDMSymbolInTimeDomain

时域起始OFDM符号位置

freqBand

频带

frequencyDomainAllocation

频域分配

下文逐一解释。

2.2.2.1cdm-Type

CDM是指CSI-RS资源映射时的码分复用，38.211Table7.4.1.5.3-1:

CSI-RSlocationswithinaslot.定义了NoCDM、FD-CDM2、CDM4（FD2,TD2）、CDM8（FD2,TD4）4种类型：

NoCDM：

没有CDM，占用1个RE；

FD-CDM2：

频域2个subcarrier，时域1个symbol；

CDM4（FD2,TD2）：

频域上2个subcarrier、时域2个symbol；CDM8（FD2,TD4）：

频域上2个subcarrier，时域4个symbol。

RE占用示例如下：

4种CDMgroup的大小分别为1、2、4、8，实际就是占用的RE数。

2.2.2.2nrofPorts

CSI-RS的端口号P由以下公式计算：

s是38.211Table7.4.1.5.3-2~Table7.4.1.5.3-5里CDM组内索引，4张表分别对应NoCDM、FD-CDM2、CDM4（FD2,TD2）、CDM8（FD2,TD4）4种类型：

N是CSI-RS的端口数，即nrofPorts配置的1~32个端口；L即CDMgroup的大小，分别是1、2、4、8；j是N/L计算的CDM组数。

2.2.2.3FrequencyOccupation

CSI-RS的RB带宽由CSI-FrequencyOccupation这个IE描述，包括RB数和起始RB：

CSI-FrequencyOccupation

fielddescriptions

含义

nrofRBs

CSI-RS资源的RB数，必须是4个RB的整数倍，取值min[24个RB，

BWP带宽]

startingRB

CSI-RS资源的起始RB，相对CRB#0，也必须是4个RB的整数倍

2.2.2.4firstOFDMSymbolInTimeDomain

firstOFDMSymbolInTimeDomain、firstOFDMSymbolInTimeDomain2定义了CSI-RS的起始符号位置，分别是0~13、2~12。

这2个参数即38.211Table7.4.1.5.3-1:

CSI-RSlocationswithinaslot.里的

、，并且从该表可以看出CSI-RS端口数=1、2、4、8、12、16时，只有，即1个slot内只会有1处CSI-RS的起始符号位置；CSI-RS端口数=24、32时，会出现，即1个slot内有2处CSI-RS的起始符号位置。

2.2.2.5density

density定义了CSI-RS资源在频域PRB级别上的密度，有0.5、1、3共3种取值。

如果CSI-RS资源配置为每个PRB都发送，密度=1；如果每隔1个RB发送（有evenPRBs,

oddPRBs指示在奇/偶数PRB上发送），密度=0.5。

从38.211的Table7.4.1.5.3-1:

CSI-RSlocationswithinaslot.里可以看到，CSI-RS端口数=4、8、12时，密度只能取1；CSI-

RS端口数=1、2、16、24、32时，密度可取1或0.5。

密度=3只有1种可能：

单端口CSI-RS，且CDM类型是NOCDM，用于CSI-RSfortracking。

2.2.2.6frequencyDomainAllocation

frequencyDomainAllocation定义了频域subcarrier级别分配，取值是row1、row2、row4和other共4种，以及各自4、12、3、6比特的bitmap，其中rowXX是指38.211Table7.4.1.5.3-1:

CSI-RSlocationswithinaslot的row列某一行。

frequencyDomainAllocation的作用38.2117.4.1.5.3有如下的描述：

（）是bitmap里第i个被置1的bitnumber，且在UE被分配CSI-RS的每1/个RB上重复：

当=3或1，1/=1，（）在每1个RB上重复

当=0.5，1/=2，（）在每2个RB上重复

Table7.4.1.5.3-1:

CSI-RSlocationswithinaslot里的k,l、k、l，和最终映射到RE位置的（,）,计算关系如下（红框内公式）：

2.2.3资源映射示例

2.2.3.1frequencyDomainAllocation=row1，bitmap=0010

[…]=[0010]

=

（1）=1

cdm-Type=NoCDM，即CDMgroup大小=1

端口=1，即=1，单端口

=0,1,…,1=0，即CDMgroup就1个，对应表中“CDMgroupindexj”列

=0,1,…,1=0

端口号=3000++=3000

对于CDMgroupindex=0，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的、：

=+=+0=1，即频域从第1个subcarrier开始占用1个RE（因为是单端口）；3次重复的频域位置分别为+0、+4+0、+8+0，即频域占用1、5、

9号subcarrier

=+=+0=，时域上具体是哪个symbol，取决于firstOFDMSymbolInTimeDomain取值

图示如下（主要体现subcarrier占用）：

2.2.3.2frequencyDomainAllocation=row2，bitmap=000000010000

[…]=[000000010000]

=

（1）=4

cdm-Type=NoCDM，即CDMgroup大小=1

端口=1，即=1，单端口

=0,1,…,1=0，即CDMgroup就1个，对应表中“CDMgroupindexj”列

=0,1,…,1=0

端口号=3000++=3000

对于CDMgroupindex

=0，只计算某个PRB内（

=0）CSI-RS映射RE的

：

=+=+0=

=4

图示如下（主要体现subcarrier占用）：

2.2.3.3frequencyDomainAllocation=row3，bitmap=100000

[…]=[100000]0=2

（1）=10

cdm-Type=FD-CDM2，即CDMgroup大小=2

端口=2，即=2，2端口

=0,1,…,1=0，即CDMgroup就1个，对应表中“CDMgroupindexj”列

=0,1,…,1=0,1

端口号=3000++=3000,3001

对于CDMgroupindex=0，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=10+=10,11

图示如下（主要体现subcarrier占用）：

2.2.3.4frequencyDomainAllocation=row4，bitmap=001

[…]=[001]

=4

（1）=0

cdm-Type=FD-CDM2，即CDMgroup大小=2

端口=4，即=4，4端口

=0,1,…,1=0,1，即CDMgroup有2个，对应表中“CDMgroupindexj”列

=0,1,…,1=0,1

端口号=3000++=3000,3001,3002,3003

对于CDMgroupindex=0，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=0+=0,1

对于CDMgroupindex=1，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+2+=0+2+=2,3

图示如下（主要体现subcarrier占用）：

2.2.3.5frequencyDomainAllocation=row11，bitmap=101011

[…]=[101011]0=2

（1）=0

1=2

（2）=2

2=2（3）=6

3=2（4）=10

cdm-Type=FD-CDM2，即CDMgroup大小=2

端口=16，即=16，16个端口

=0,1,…,1=0,1,2,3,4,5,6,7，即CDMgroup共8个，对应表中“CDMgroupindexj”列

=0,1,…,1=0,1

端口号=3000++=3000,3001,3002,…,3014,3015

对于CDMgroupindex=0，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=0+=0,1

对于CDMgroupindex=1，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=2+=2,3

对于CDMgroupindex=2，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=6+=6,7

对于CDMgroupindex=3，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=10+=10,11

对于CDMgroupindex=4~7，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的，和CDMgroupindex=0~3是一样的，不同的是时域位置：

=+=+1+=+1

图示如下：

注意协议规定CDMgroup序号按先频域递增后时域递增排序：

2.2.3.6frequencyDomainAllocation=row14，bitmap=010011

[…]=[010011]0=2

（1）=0

1=2

（2）=2

2=2（3）=8

cdm-Type=CDM4，即CDMgroup大小=4

端口=24，即=24，24个端口

=0,1,…,1=0,1,2,3,4,5，即CDMgroup共6个，对应表中“CDMgroupindexj”列

=0,1,…,1=0,1,2,3

端口号=3000++=3000,3001,3002,…,3022,3023

对于CDMgroupindex=0，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=0+=0,1

对于CDMgroupindex=1，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=2+=2,3

对于CDMgroupindex=2，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=8+=8,9

对于CDMgroupindex=3~5

只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的，和CDMgroupindex=0~2是一样的

时域符号指示是，不是

图示如下：

2.2.3.7frequencyDomainAllocation=row18，bitmap=100110

[…]=[110110]0=2

（1）=2

1=2

（2）=4

2=2（3）=8

3=2（4）=10

cdm-Type=CDM8，即CDMgroup大小=8

端口=32，即=32，32个端口

=0,1,…,1=0,1,2,3，即CDMgroup共4个

=0,1,…,1=0,1,2,3,4,5,6,7

端口号=3000++=3000,3001,3002,…,3031,3032

对于CDMgroupindex=0，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=2+=2,3

对于CDMgroupindex=1，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=4+=4,5

对于CDMgroupindex=2，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=8+=8,9

对于CDMgroupindex=2，只计算某个PRB内（=0）CSI-RS映射RE的：

=+=+=10+=10,11

图示如下：

2.3csi-IM-ResourceSet

csi-IM-ResourceSet配置比较简单，就是列出csi-IM-Resource：

2.4csi-IM-Resource

csi-IM-Resource定义了时域symbol、频域subcarrier、频带、周期、偏置：

CSI-IM-Resourcefield

descriptions

含义

csi-IM-

ResourceElementPattern

CSI-IM的RE映射类型（Pattern0（2,2）orPattern1（4,1））

freqBand

CSI-IM的频带占用

periodicityAndOffset

周期/半持续CSI-IM的周期、偏置

subcarrierLocation-p0

Pattern0的子载波占用

subcarrierLocation-p1

Pattern1的子载波占用

symbolLocation-p0

Pattern0的符号占用

symbolLocation-p1

Pattern1的符号占用

freqBand、periodicityAndOffset含义、取值类似NZP-CSI-RS-Resource的同名字段；不一样的是CSI-IM的subcarrier、symbol定义。

2.4.1subcarrierLocation和symbolLocation

subcarrierLocation-p0、subcarrierLocation-p1分别定义了1个时隙内CSI-IMresource子载波配置，分别对应csi-IM-ResourceElementPattern设为pattern0、pattern1；

subcarrierLocation-p0可能取值：

s0,s2,s4,s6,s8,s10

subcarrierLocation-p1可能取值：

s0,s4,s8

symbolLo