LTE学习笔记之CSI（Channel State Information）

   CSI（Channel State Information）是 UE 上报给 eNodeB 的信道状态信息，由 CQI（Channel Quality Indicator）、PMI（Precoding Matrix Indicator）、 PTI（Precoding Type Indicator）和 RI（Rand Indication）组成，其所占的时频资源是由 eNodeB 来控制的。
       UE通过测量接受的到的下行参考信号（小区特定的参考信号或CSI-RS）来获取CSI信息，并上报给eNodeB。而UE特定的参考信号不能用于CSI测量的原因在于：他们仅在使用“波束赋形”传输（TM7/8/9）时的调度RB上存在。而小区特定的参考信号和CSI-RS在整个频带内发送，并独立于分配给某个 UE 的 RB 的，因此可用于 CSI 测量。

       在 Rel-10 中，是允许 UE 在同一子帧同时上报 PUCCH 和 PUSCH 的。但在之前的版本中（Rel-8/Rel-9），是不允许的；如果 UE 没有配置同时发送 PUSCH 和 PUCCH（通过 simultaneousPUCCH-PUSCH-r10 配置），并且在周期性 CSI 上报的子帧上没有分配 PUSCH 资源，则 UE 会在 PUCCH 上发送周期性 CSI。

        非周期性 CSI 只能在 PUSCH 上传输。对于非周期性的 CQI/PMI 上报，只有在配置的 CSI 反馈类型支持 RI 上报的情况下才会上报 RI。

       

      

         上图为各种TM模式下，CSI所需上报内容的一个小结。

一、RI

        RI 是 UE 建议 eNodeB 在下行传输中使用的传输阶数（rank），即建议下行传输使用的层数（layer）。只有在空分复用下，UE 才需要发送 RI 以指示可用的传输层（transmission layer）数目；而其它情况下，RI 总是等于 1。因此只有在 TM 3/4，以及配置了 PMI/RI 上报的 TM 8/9 情况下，UE 才需要上报 RI。

二、PMI

        PMI 是 UE 建议 eNodeB 在下行传输中使用的预编码矩阵（precoder matrix）。该预编码矩阵是在假设使用“上报的 RI 指示的层数”的基础上进行选择的
2.1 UE 上报 PMI

       预编码矩阵的选择是可以频率选择性的，也即 UE 可以对下行频谱的不同部分（整个下行系统带宽，或其子集）建议使用不同的预编码矩阵。 UE 可以同时上报 1 个或多个 PMI。

2.2 eNodeB 选择预编码矩阵

       对于 UE 上报的 PMI 建议，eNodeB 有 2 种选择：

       （1）eNodeB 可以采用 UE 最近一次上报的 PMI 建议，此时 eNodeB 只需要在下行 DCI 中发送一个确认比特以告诉 UE，你建议的 PMI 已经被我采纳并用于下行传输。一旦 UE 收到了这个确认信息，就会使用它自己建议的配置来解调和解码对应的 DL-SCH 传输。由于 UE 进行 PMI 计算时可以是频率选择性的，遵循 UE 建议的预编码矩阵的 eNodeB 可能需要针对不同的 RB 集合使用不同的预编码矩阵。

       （2）eNodeB 可以选择一个不同的预编码矩阵，但必须在下行 DCI 中明确地把这个信息告诉 UE。 UE 会使用这个预编码矩阵来解调和解码对应的 DL-SCH 传输。为了降低下行 DCI 的比特数，下行 DCI 只会携带一个预编码矩阵信息，也就是说，此时的预编码是非频率选择的，下行 DCI 中指示所有的 RB 都必须使用这个预编码矩阵。 eNodeB 也可以选择使用不同的层数，此时 UE 假定只使用每个建议的预编码矩阵中的部分列。

 2.3 CQI

          UE 使用 CQI 来告诉 eNodeB 的调度器，UE 所看到的下行信道质量信息。如果使用了 MIMO 传输，CQI 会包含所需的 MIMO 相关的反馈。
           使用 CQI 来反馈下行信道质量而不是其它（例如 SNR）的原因在于这里将不同 UE 的接收能力考虑在内。这同时也简化了 UE 的测试，在使用 CQI 指示的 MCS 的情况下，如果 BLER 大于10%，则测试失败。 CQI 可以看做是对 SINR 的一种测量，但又不仅仅是 SINR。 CQI 的测量需要将SINR 以及 UE 的接收机的能力考虑在内。对于那些采用了先进信号处理算法（例如：干扰消除技术）的 UE 而言，可以上报一个更高的信道质量，并且依赖于 eNodeB 的调度算法，可以接收更高的数据速率。