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
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