5G/NR CSI学习总结

1. CSI概念

       CSI(Channel State Information)是UE用于将下行信道质量反馈给gNB的信道状态信息，以便gNB对下行数据的传输选择一个合适的MCS，减少下行数据传输的BLER，其由CQI(Channel Quality Indicator, 信道质量指示符)、PMI(Precoding Matrix Indicator, 预编码矩阵指示符)、CRI(CSI-RS Resource Indicator, CSI参考信号资源指示符)、SSBRI(SS/PBCH Block Resource Indicator, SSB资源指示符)、LI(Layer Indicator, 层指示符)、RI(Rank Indicator, 秩指示符)、L1-RSRP(Layer 1 Reference Signal Received Power, 层1参考信号接收功率)组成，其传输时所需要的时频域资源由gNB控制。

2. CSI上报

2.1 CSI上报配置

        CSI可通过PUCCH或PUSCH进行上报，其上报类型分为：周期性上报(PUCCH上报)、非周期性上报(PUSCH上报)、PUCCH上半静态上报、PUSCH上半静态上报(由DCI激活)，由IE CSI-ReportConfig中参数reportConfig所指示。

       每个CSI上报 IE CSI-ReportConfig与用于信道测量的IE CSI-ResourceConfig中所关联的BWP ID所关联(可见1.2.2节中CSI资源配置，在IE CSI-ResourceConfig中会给出与之关联的BWP ID，而IE CSI-ResourceConfig中会给出CSI-ResourceConfigId，该ID用于在IE CSI-ReportConfig中确定IE CSI-ResourceConfig实例，因此三者可以关联一起)，并且每个IE CSI-ReportConfig包含如下参数：码本子集限制，时域行为，CQI和PMI的频率粒度，测量限制配置以及UE要上报的CSI相关quantities的码本配置，如：LI、L1-RSRP、CRI、SSBRI等。

       CSI上报的IE CSI-ReportConfig配置如下图1所示，其中配置中所描述的参数详情见下文。

            

                                                                         图1 CSI-ReportConfig配置

      如果UE需要上报CQI、PMI、LI、RI等相关CSI参数，其在计算相关CSI参数时，有如下依赖关系：

      1) RI将根据上报的CRI进行计算；

      2) PMI将根据上报的RI和CRI进行计算；

      3) CQI将根据上报的PMI、RI及CRI进行计算；

      4) LI将根据上报的CQI、PMI、RI及CRI进行计算。

       由于UE可通过测量接收到的下行CSI-RS来获取CSI信息，并上报给gNB，同时CSI-RS资源也可以是周期的，半静态的或非周期的，则CSI上报配置与CSI-RS资源配置有着关联关系，其中表1显示了CSI上报配置和CSI-RS资源配置的支持组合以及如何针对每个CSI-RS资源配置触发CSI报告。

         表1: Triggering/Activation of CSI Reporting for the possible CSI-RS Configurations.(38.214 Table 5.2.1.4-1)

CSI-RS Configuration	Periodic CSI Reporting	Semi-Persistent CSI Reporting	Aperiodic CSI Reporting
周期CSI-RS	非动态触发/激活	对于PUCCH上报，UE通过接收MAC CE(SP CSI reporting on PUCCH Activation/Deactivation MAC CE)激活命令进行激活；对于PUSCH上报，UE通过接收DCI进行触发。	由DCI触发。
半静态 CSI-RS	不支持	对于PUCCH上报，UE通过接收MAC CE激活命令进行激活(SP CSI reporting on PUCCH Activation/Deactivation MAC CE)；对于PUSCH上报，UE通过接收DCI进行触发。	由DCI触发。
非周期 CSI-RS	不支持	不支持	由DCI触发。

       对于关于PUCCH的周期或半静态CSI报告，周期(以时隙测量)由更参数reportSlotConfig配置；对于PUSCH上的半静态或非周期CSI报告，允许的时隙偏移由参数reportSlotOffsetList配置，在激活/触发DCI中选择偏移。

       对于CSI上报，可通过宽带或者子带进行上报，宽带定义为所配置BWP大小，而子带定义为个连续的PRB，并且子带的大小取决于BWP中PRB的总数，其中BWP与子带大小的对应关系如表2所示。对于Subband size的大小确定，UE通过高层信令指示两个可能Subband size中某一个。例如：表2中PRB个数为24-72，其对应的Subband size为4或者8，也就是说当BWP中PRB是24时，则Subband size可能是4或8，由高层信令指示。Subband size的确定通过IE CSI-ReportConfig中参数csi-ReportingBand确定(参见图1中参数csi-ReportingBand)。

       举例说明：如果BWP的PRB大小是24，BWP的起始位置为0，csi-ReportingBand指示的是subbands3(3个子带)，其只有3bits，因此每bit指示的PRB大小为8(3 * 8 = 24 PRB)，对应表2中的Subband size = 8，也就是说每个bit对应一个子带，并且每个子带大小占8个PRB；如果csi-ReportingBand指示的是subbands6(6个子带)，则此时的Subband size应该为4，而不是8，因为6 * 4 = 24 PRB，也就是每个子带占4个PRB，如果6 * 8 = 48PRB，会超出BWP的PRB数。

        从表2中可以看出Subband size都是偶数，而上述举例BWP中的PRB大小为24，也刚好与Subband size能够整除，如果BWP中的PRB = 25，BWP的起始位置为0，那么Subband size应该如何确定？因为PRB为奇数时，与偶数的Subband size无法除尽，因此在确定Subband size时，第一个Subband size =  ，而最后一个Subband size需要判断是否等于0，如果，则最后一个Subband size = ，否则Subband size = 。

                                              表2: Configurable subband sizes(38.214 Table 5.2.1.4-2)

Bandwidth part (PRBs)	Subband size (PRBs)
< 24	N/A
24 – 72	4, 8
73 – 144	8, 16
145 – 275	16, 32

       对于CSI上报的频率粒度由IE CSI-ReportConfig中的参数reportFreqConfiguration所指示，该参数还指示CQI和PMI上报的类型：

       1) 如果CQI上报类型为宽带CQI，则整个CSI上报频带的每个码字都会上报宽带CQI；否则整个CSI上报频带的每个子带上报每个码字的一个CQI。

       2) 如果PMI上报类型为宽带PMI，则整个CSI上报频带上报一个宽带PMI；否则PMI上报类型为子带PMI时，其根据天线端口的不同有所不同，如果子带PMI配置为2天线端口，则在CSI上报频带上的每个子带都上报PMI；而如果字段PMI配置为非2天端口，则在整个CSI上报频带上一个single宽带指示被上一个上报，并且在CSI上报频带上的每个子带上都会上报一个子带指示。

2.2 CSI上报方式

2.2.1 PUSCH上报

        从上文可得知，非周期性CSI由DCI进行触发。因此，如果UE成功解码触发非周期性CSI的DCI format 0_1时，UE就应该使用PUSCH执行非周期CSI上报。

       PUSCH上承载的非周期性CSI上报支持宽带和子带频率粒度，并且支持Type I和Type II CSI。

       UE成功解码激活半静态CSI触发的DCI format 0_1时，则UE应在PUSCH上执行半静态CSI上报。DCI format 0_1中有一个指示激活或去激活半静态CSI上报的CSI request字段。PUSCH上支持的半静态CSI上报，其支持具有宽带和子带频率粒度的Type I和Type II CSI。PUSCH资源和MCS应由上行DCI半静态地进行分配。

       对于在PUSCH上进行上报的CSI，其可以与PUSCH上的上行数据进行复用。如果PUSCH上没有任何上行数据进行复用，其CSI也可以在PUSCH进行上报。

       对于PUSCH上的Tyep I和Type II CSI反馈(Tyep I和Type II的配置由IE CodebookConfig进行配置)，CSI上报由两部分组成，其中Part 1具有固定的有效载荷大小，并且用于识别Part 2中的信息比特数。Part 1应在Part 2之前全部传输完毕。

       - 对于Type I CSI反馈，Part 1分包含如下信息：RI(如果上报)，CRI(如果上报)，第一个码字的CQI。Part 2包含PMI(如果上报)，并且当RI(如果上报)大于4时包含第二个码字的CQI。

      - 对于Type II CSI反馈，Part 1包含：RI(如果上报)，CQI，以及Type II CSI每层非零宽带幅度系数的指示，并且Part 1中包含的字段被单独编码。Part 2包Type II CSI的PMI。Part 1和Part 2两者是单独编码的。

      当高层参数reportQuantity配置为'cri-RSRP'或'ssb-Index-RSRP'之一时，CSI反馈仅由单个Part组成。

      对于为PUCCH配置的Type I和Type II上报，但却在PUSCH上传输，编码方案遵循PUCCH的编码方案，如2.2.2中所述。

      当在PUSCH上报的CSI由两个Part组成时，UE可以略去Part 2 CSI的一部分。Part 2 CSI的省略是根据表10.3中所示的优先级顺序，其中NRep是配置在PUSCH上进行上报的CSI的数量。Priority 0是最高优先级，优先级2NRep是最低优先级，并且CSI上报n对应于NRep个CSI上报中(定义在10.2.2.3节)的第n个最小Prii,CSI(y,k,s)值的CSI。对于给定CSI上报n的子带以递增顺序连续编号，其由参数csi-ReportingBand指示(参见图10.1)，并且以csi-ReportingBand的最低子带作为子带0。当略掉Part 2 CSI中的特定的优先等级信息时，UE应该略去该优先级的所有信息。

                                   表2.3: Priority reporting levels for Part 2 CSI(38.214 Table 5.2.3-1)

Priority 0: Part 2 wideband CSI for CSI reports 1 to

Priority 1: Part 2 subband CSI of even subbands for CSI report 1

Priority 2: Part 2 subband CSI of odd subbands for CSI report 1

Priority 3: Part 2 subband CSI of even subbands for CSI report 2

Priority 4: Part 2 subband CSI of odd subbands for CSI report 2

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Priority : Part 2 subband CSI of even subbands for CSI report

Priority : Part 2 subband CSI of odd subbands for CSI report

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         当UE在PUSCH上去调度传输复用一个CSI上报的TB时，仅仅当大于时，              Part 2 CSI才可被略掉，其中公式中参数如下所示：

       -  ：表示CSI Part 2的比特数；

       -  ：如果 ，则 ，否则表示CSI Part 2的CRC比特数；

       -  ：表示PUSCH偏移，其；

        -  ：表示PUSCH传输的ULSCH的码块数量；

       - ：表示PUSCH传输的ULSCH的第r个码块大小；

       - ：表示PUSCH上传输的CSI Part 1的每层编码调制符号数；

        -  ：表示高层参数scaling配置的比例因子；

       - ：如果HARQACK信息比特数大于2，则该参数表示PUSCH上传输的HARQACK的每层编码调制符号数；如果HARQACK信息比特数为1或2，则；

       - ：表示PUSCH的OFDM符号总数(包括用于DMRS的所有OFDM符号)；

       -  ：表示在PUSCH传输中，可用于在OFDM符号中传输UCI的RE数，其中 。

       而小于或等于 时，Part 2 CSI逐级略去，从最低优先级开始，直到达到最低优先级。

       当Part 2 CSI在没有TB传输的PUSCH上传输，略去较低优先级比特直到Part 2 CSI码率低于阈值码率CT(其低于1)，其中：

                                                              

       - 是CSI偏移值(根据IE PUSCH-PowerControl中参数betaOffsetCSI-Part2-Index1查表38.213 中表9.3-2)；

       - R是DCI中指示的码率。

       如果UE在PUSCH上处于激活半静态CSI上报配置中，则当DL BWP或UL BWP改变时，CSI上报应去激活，此时半静态CSI上报的激活，需要另一个激活命令来进行启用。

2.2.2 PUCCH上报

       UE由高层半静态地配置在PUCCH上执行周期性CSI上报。UE可以由高层配置用于与多个高层配置的CSI上报设置相对应的多个周期性CSI上报，其中相关联的CSI资源设置由高层配置。 PUCCH format 2,3,4上的周期性CSI上报支持具有宽带粒度的Tyep I CSI。

       在对应于携带选择命令的PDSCH的HARQ-ACK在时隙n中发送之后，UE应当对从时隙 开始应用的PUCCH执行半静态CSI上报。选择命令将包含一个或多个上报设置，其中配置了关联的CSI资源设置。 PUCCH上的半静态CSI上报支持Type I CSI。 PUCCH format 2上的半静态CSI上报支持具有宽带频率粒度的Type I CSI。PUCCH format 3或4上的半静态CSI上报支持具有宽带和子带频率粒度的Type I CSI和Tyep II CSI Part 1。

       当PUCCH携带具有宽带频率粒度的Type I CSI时，由PUCCH format 2和PUCCH format 3或4携带的CSI有效载荷是相同的，并且相同的RI（如果报告）、CRI（如果报告）。 对于PUCCH format 3或4的Type I CSI子带上报告，其有效载荷被分成两部分：第一部分包含RI（如果报告）、CRI（如果报告），第一个码字的CQI。 第二部分包含PMI，并且当RI> 4时包含第二个码字的CQI。

       在PUCCH format 3或4上承载的半静态上报支持Type II CSI反馈，但仅支持Type II CSI反馈的第1部分。 支持PUCCH format 3或4上的Type II CSI上报是UE能力。 在PUCCH format 3或4上承载的Type II CSI上报(仅 Part 1)应独立于PUSCH上承载的任何Type II CSI上报而进行计算。

       当UE在PUCCH format 2、3或4上配置有CSI上报时，为每个候选UL BWP配置每个PUCCH资源。

       如果UE在PUCCH上处于激活半静态CSI上报配置，并且尚未接收到去激活命令，则在其中配置的BWP是激活BWP时，CSI才上报，否则CSI不进行上报。

       当配置有PUCCH format 4时，UE上报的带有UCI比特总数和CRC比特的CSI的比特数应小于115比特。对于在PUCCH上报的CSI，如果所有CSI由一个Part组成，则UE可以省略一部分CSI。CSI的省略是根据10.2.2.3中定义的Pri,CSI(y, k, c, s)值确定的优先级顺序。从最低优先级开始略掉CSI，直到CSI码率小于或等于由高层参数maxCodeRate配置的CSI上报码率。

       如果任何CSI由两部分组成，则UE可以省略第2部分CSI的一部分。第2部分CSI的省略符合表10.3中所示的优先顺序。从最低优先级开始省略第2部分CSI，直到第2部分CSI码速率小于或等于由高层参数maxCodeRate配置的CSI码率。

2.2.3  CSI上报优先级准则

       CSI上报与优先级值 相关联；

       其中，

       -  y = 0用于在PUSCH上承载的非周期CSI上报，y = 1用于PUSH上承载的半静态CSI上报，y = 2用于PUCCH上承载的半静态CSI上报以及y = 3用于PUCCH上承载的周期CSI上报；

       -  k = 0用于承载L1RSRP的CSI上报，k = 1用于不承载L1RSRP的CSI上报；

       -  c是服务小区索引，N_cells是高层参数maxNrofServingCells的值；

       -  s是reportConfigID，Ms是高层参数maxNrofCSIReportConfigurations的值。

       如果第一个CSI相关联的优先级值 低于第二个CSI相关联的优先级值 ，则第一个CSI优先于第第二个CSI，因为优先级值 值越小，优先级越高。

      如果被调度承载CSI上报的物理信道的时域占用在至少一个OFDM符号中重叠，并且在同一载波上发送，则称两个CSI上报发生冲突。当UE配置发送两个冲突的CSI时：

      - 如果上报的两个CSI之间的y值不同，除非y值中的一个为2而另一个y值为3的情况(对于在PUSCH上报的CSI，如10.2.2.1中所述；对于在PUCCH上上报的CSI，如10.2.2.2中所述)，否则一下规则使用：

          -  UE上报优先级值 较低的CSI。

      - 否则，两个上报的CSI被复用或根据优先级值丢弃。

      如果在PUSCH上报的半静态CSI在一个或多个符号中与PUSCH数据传输在时域上有重叠，并且如果这些PUSCH信道的最早符号在DCI调度PUSCH的最后一个符号之后不早于N2 + d2,1个符号开始，UE不应该上报CSI。 否则，如果不满足时间线要求，则这是一个错误情况。

      如果UE在同一时刻需要上报半静态CSI和业务数据，则UE会放弃上报半静态CSI，选择传输业务数据。UE期望同一时刻上报半静态CSI和传输业务数据时应满足用于PUSCH传输的上述时序条件，也就是上报半静态CSI和传输业务数据两者中至少一个响应与UE的DCI format检测时，PUSCH传输在时间上重叠。

3  CSI资源配置

持续更新..........

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