NR-MIMO的关键特性

提升高频段覆盖,使得蜂窝小区部署毫米波频段成为可能

满足ITU 5G峰值速率20Gbps的需求

多波束操作

提升系统性能

满足ITU 5G需求达到LTE 3倍的频谱效率

增强的信道状态信息设计

考虑配置场景,网络实现,可支持的频段等,提供足够的灵活性更大范围的实现5G

增强的参考信号,传输机制

NR设计统一的CSI反馈框架,将CSI测量和CSI反馈方式进行解耦,以更加灵活的方式支持不同的MIMO传输方式在多种场景和多种频带的应用

NR支持两类码本用于CSI反馈

Type-I 是为单用户MIMO优化的,上行开销较小

Type-II 是为多用户MIMO优化的,信道信息更加精细,因此上行开销更大

NR系统中,CSI包括CQI、PMI、CSI-RS资源指示(CRI)、SSB块资源指示(SSBRI)、层指示(LI)、RI以及L1-RSRP

LI用于指示PMI最强的列,用于PT-RS参考信号映射

SSBRI指示波束索引,L1-RSRP指示波束强度,用于波束管理

NR中仅支持一种下行传输模式,即基于闭环DM RS的空分复用PDSCH传输

单用户最多支持8流传输

正交DM RS端口支持最多12个多用户复用,多用户中每个用户最多4流

NR支持两种上行传输模式

基于码本的数据传输,DCI指示预编码矩阵的index

基于非码本的数据传输,DCI通过SRI(SRS资源index)指示上行数据的预编码码字

单用户最多4流

LTE 的下行参考信号CRS具有 “one size fits all” 的特性

限制了灵活的网络部署,网络能量效率低,不适用于高频段和大规模MIMO

NR 下行参考信号为特殊的功用进行设计,可以灵活适配到不同的部署场景和频段内

下行传输方案

闭环传输方案

预编码方式依赖于终端上报给基站的信道状态信息

终端测量CSI-RS获取并上报CSI

基站基于反馈的CSI进行下行预编码

基于信道互易性反馈时,基站通过对上行参考信号的测量获取信道的空域信息,然后结合终端反馈的CQI/RI等信息进行调度和预编码

准开环传输方案

基站依据优先的CSI(宽带反馈的第一级预编码矩阵)进行粗略的预编码

适用于信道变化较快的中高速场景

计算CQI时,终端假设W1取决于上报的宽带PMI,W2则随机进行切换

多用户传输方案

统一的传输模式灵活的支持多种MIMO传输方案

依赖于更加精准的CSI的反馈精度,用于在发送端最大限度的抑制和避免终端间的干扰

引入了高精度的Type II码本,有效提升多用户MIMO的系统性能

上行传输方案

支持码本和非码本发送

码本发送: 基站指示给UE上行波束方向和预编码

非码本发送: 基站只指示波束的方向


行标支持下行传输

单用户闭环传输

多用户MIMO

对16通道基站,支持至少8流的MU-MIMO

对32通道基站,支持至少12流的MU-MIMO

对64通道基站,支持至少12流的MU-MIMO

行标上行传输

基于码本的上行传输模式

基于非码本的上行传输模式

单用户上行2流传输

单用户上行4流传输(可选)

多用户MIMO

对16通道基站,支持至少8流的MU-MIMO

对32通道基站,支持至少12流的MU-MIMO

对64通道基站,支持至少12流的MU-MIMO


LTE中的CSI-RS用于信道测量,NR中的CSI-RS主要用于以下几个方面:

获取信道状态信息

波束管理

精确的时频跟踪

移动性管理(行标可选)

NR CSI-RS有两种类型:

Non-zero-power(NZP)非零功率NZP CSI-RS

时频跟踪

CSI反馈

L1-RSRP测量

移动性管理

Zero-power零功率ZP CSI-RS

PDSCH速率匹配

RRC信令为UE配置一个或者多个CSI-RS集合,每个CSI-RS集合包含一个或多个CSI-RS资源

每个CSI-RS资源最大配置32个端口,映射到1个或者多个OFDM符号上

高层信令给出最多可能的两个时域符号位置,频域用位图方式指示一个符号上子载波的占用情况

X个端口CSI-RS图样基本单元,由一个PRB内频域上相邻的Y个RE和时域上相邻的N个OFDM符号组成,D代表CSI-RS的密度( RE/PRB/port)

配置CSI-IM资源,基站不发送任何信号(ZP CSI-RS),终端在CSI-IM上测量干扰信号(来自于邻区),统计接收信号强度

多用户调度时,终端对其它终端的NZP CSI-RS进行干扰测量

对UE配置的CSI资源设置配置三种资源

CSI-IM资源

NZP CSI-RS资源用于干扰测量

NZP CSI-RS用于信道测量

取决于实现来灵活组合测量信道和干扰

终端通过扫描CSI-RS来获取模拟波束赋形的权值

发送波束扫描:CSI上报RSRP

接收波束扫描:不进行CSI上报

使用1端口或2端口CSI-RS进行波束的测量和选择

通过高层信令repetition参数配置的on/off表示资源集合中的多个resource使用相同/不同的下行波束发送

当设置为on的时候,表示CSI-RS发送的波束重复,即基站在相同波束上发送CSI-RS,UE可以扫描接收波束,进行波束训练

当设置为off的时候,表示CSI-RS发送的波束不重复,也就是基站发送波束扫描,UE可以保持接收波束不变,进行波束训练

一个resource集合中的resource使用相同的CSI-RS端口

NR采用特殊配置的CSI-RS作为TRS,用于终端进行精确的时频偏同步

TRS的资源集合可以配置为周期,也可以非周期

周期TRS为一个资源集合,包含多个周期性CSI-RS资源

每个CSI-RS资源为一个频域密度为3的1端口CSI-RS资源

一个时隙中的TRS符号间隔为4

TRS只支持1端口

非周期TRS与周期TRS的结构相同:带宽,频域位置,时隙个数

DCI触发非周期TRS

终端无需对TRS测量进行CSI上报

在ZP CSI-RS上,基站不发送CSI-RS参考信号,目的用于PDSCH信道的速率匹配

ZP CSI-RS分为周期、半持续和非周期三种类型的配置

高层信令配置不同的ZP CSI-RS资源集合,每个集合包含多个ZP CSI-RS资源

每个ZP-CSI-RS资源的时频域指示方式与信道状态信息获取的CSI-RS相同

非周期ZP CSI-RS指示

DCI触发

半静态信令触发


周期CSI反馈

周期性CSI-RS和CSI-IM分别测量信道和干扰

每个CSI上报反馈所关联的测量资源仅包含一个CSI-RS资源集合

半持续CSI反馈(SP-CSI)

周期性或者半持续CSI-RS和CSI-IM分别测量信道和干扰

PUSCH的半持续CSI上报

DCI中的CSI请求域来激活触发状态

用SP-CSI C-RNTI加扰来区分非周期CSI上报触发与SP-CSI上报激活

反馈时隙偏移由DCI指示

PUCCH的半持续CSI上报

MAC CE激活去激活

RRC配置反馈周期和时隙偏移

非周期CSI上报(AP-CSI)

MAC CE结合DCI配置和触发

基于PUSCH上报

每个CSI触发状态对应1个或者多个上报反馈设置,一个上报反馈关联1~3个资源设置

1个资源设置用于波束管理

2个资源设置,1个用于信道测量,另一个用于干扰测量

3个资源设置,1个用于信道测量,一个用于CSI-IM干扰测量,一个用于NZP CSI-RS干扰测量

周期性、半持续或者非周期CSI-RS和CSI-IM分别测量信道和干扰,支持非周期性NZP CSI-RS测量干扰

DCI指示CSI上报的时隙偏移

支持的CSI-RS类型

用于信道测量的CSI-RS

基于CSI-IM的干扰测量

适用于周期、半持续和非周期CSI上报

基于NZP CSI-RS的干扰测量(可选)

适用于非周期CSI上报

支持的CSI-RS端口数量

4端口

8端口

大于8端口(可选)

支持的CSI-RS资源

周期性CSI-RS资源,包括一个CSI-RS资源集合,用于信道获取

非周期CSI-RS资源(可选),包括一个CSI-RS资源集合,用于信道获取

半持续CSI-RS资源(可选)

CSI-RS反馈类型

单panel type1反馈,包括针对最大4个CSI端口和8个CSI端口

Type II反馈(可选),支持至少12个CSI-RS端口的Type II反馈

支持的CSI-RS反馈时域密度

周期性CSI-RS反馈

非周期性CSI-RS反馈(可选)

PUSCH上半持续CSI-RS反馈(可选)

PUCCH上半持续CSI-RS反馈(可选)

信道状态信息(CSI)上报内容

终端上报PMI CQI RI

终端上报RI CQI


SRS用于上行信道信息获取,满足信道互易性的下行信道信息获取以及上行波束管理

基站可以为终端配置多个SRS资源集,每个SRS资源集包含一个或多个SRS资源

每个SRS资源包含1、2或4个SRS端口

每个SRS资源可以配置在一个时隙的最后6个OFDM符号中1、2或4个连续的符号

SRS频域上支持两种梳状映射方式

Comb-2:每隔一个载波映射一个RE

Comb-4:每隔三个载波映射一个RE


SRS的时频资源针对每个SRS资源进行配置

同一个SRS资源内的不同SRS端口占用相同的符号,通过频分或者码分复用

码分采用循环以为CS复用,不同发送comb配置,支持的最大循环移位个数不同:

comb-2:CS=8,comb-4:CS=12

NR支持64种SRS带宽配置方式,一个SRS资源可配置的最小带宽为4个RB,最大带宽为272个RB

NR支持周期性的、半持续的和非周期的SRS发送方式,通过高层参数配置

一个SRS资源集内的所有SRS资源都与该SRS资源集具有相同的时域类型

周期性发送

UE根据所配置的参数进行周期性发送

半持续发送

UE在接收到关于半持续SRS资源的高层信令配置后,并且接收到MAC层发送的激活信令后,周期性的发送SRS,收到MAC层发送的去激活命令后,停止发送SRS

适用于时延较低的业务

非周期性发送

通过DCI信令激活,终端每接收到一次触发命令,进行一次SRS发送

DCI包含2比特,1个状态不触发SRS发送,其它3个状态分别表示触发第一、第二、第三个SRS资源组

一个状态可以触发一个或多个SRS资源集,一个状态对应的多个SRS资源集可以对应多个载波

SRS序列是基于ZC序列生成,长度为SRS占用的子载波数

SRS支持序列跳频或序列组跳频,通过高层配置

SRS跳频在减少SRS每次发送功率的情况下获得更大的探测

支持时隙间跳频以及时隙内符号间跳频发送SRS


SRS天线切换

TDD系统利用上下行信道互易性,通过上行sounding获取下行信道CSI

不同UE的收发天线数量不等,尤其是当发送的天线少于接收天线的时候,为了获取下行CSI的信息,基站让终端切换不同的天线端口发送SRS

终端进行物理切换过程中不能发送任何信号,为终端配置天线切换的保护间隔

SRS基本能力

支持在每个上下行转换周期配置最大4个符号的SRS资源

支持周期SRS,非周期SRS(可选)

支持2梳分/4梳分(二选一)

支持时隙内和时隙间BWP内的频域的跳频(时隙内、时隙间跳频二选一)

SRS发送端口数

1端口

2端口

4端口(可选)

SRS发送天线切换

2T4R SRS发送天线切换(对SA终端)

1T4R SRS发送天线切换(对SA终端)

1T4R SRS发送天线切换(对NSA终端)可选

1T2R SRS发送天线切换(对NSA终端)

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