5G NR - CSI-RS学习笔记2 - Basic Structure Overview

楔子

很多年以前看过一个华为关于软件架构的PPT,里面的细节早就忘了,但是十几年过去了,对那个PPT的封面依然记忆犹新,这个封面贴了两张图(类似于如下),左边是石墨的原子结构,右边是金刚石(构成钻石的原石)的原子结构:

5G NR - CSI-RS学习笔记2 - Basic Structure Overview_第1张图片

石墨和金刚石有什么共同点呢?都是由碳原子组成。

但是二者价值却差异巨大,为什么呢?因为其结构不同。

对于软件也是一样,同样由二进制组成,好的软件架构具备可扩展、可维护、可复用、易测量等优点,而差的软件结构则反之,对程序员来说简直是噩梦。

因此这个封面配了一句点睛的话:架构决定价值!

对于CSI-RS也一样,其时频资源结构的设计也会影响系统的方方面面,比如与其他下行信道/信号资源(CORESET/DMRS/SSB)的和谐共处(不冲突)、频谱效率(开销大小)、功耗高低、对不同天线端口数的支持及将来的扩展(massive MIMO)、CSI获取精度、资源映射指示的信令开销、时频跟踪精度(TRS)、如何灵活配置以实现上篇笔记<5G NR - CSI-RS学习笔记1 - In a Nutshell>提到的CSI-RS的多种用途等等…

NR CSI-RS时频结构设计

上篇笔记讲到,NR里CSI-RS比LTE里CSI-RS有更多用途(应用场景),因此NR里CSI-RS的配置要求更高也更灵活:

- 时域上

CSI-RS可以在一个时隙(slot)的内的14个符号的任何一个开始, 而LTE则只能在一个子帧(sub-frame: 注意,LTE以sub-frame为调度单位而非slot)内的6个(最多)指定的OFDM符号开始。(后面讲CSI-RS时频资源映射会详细讲解)。

NR这种灵活的时域配置允许CSI-RS Resource在某个时隙的起点发送,在时隙的结尾收到CSI反馈(取决于UE的处理能力),这种快速的反馈让CSI信息更精确(比如快速移动时,信道随时间变化很快).

- 频域上

LTE里,为避开位置固定的小区级的CRS和DMRS,CSI-RS只能映射到有限的固定RE位置。NR无此限制,CSI-RS可以映射到任意RE位置,不过NR的CSI-RS的Port按CDM Group来分组,因此这里说的位置是指某个CSI-RS的各个CDM Group所占用的连续频域资源的第一个RE的位置,CDM Group的介绍请看:

- 支持天线端口的码分复用组(CDM Group – Code Division Multiplexing Group)

NR支持将CSI-RS的所有端口进行分组 – CDM Grouping, 每个CDM Group的各个Port占用相同的时频资源,通常包含至少两个并且连续的RE,用正交码(OCC - Orthogonal Cover Code)来区分各Port,而且到时频资源的映射可以灵活配置,更多细节会在在CDM Group和时频资源映射笔记讲到,现在只需要知道一个多端口的CSI-RS可以包含多个CDM Group,每个CDM Group包含多个端口,即:CSI-RS Port数 = CDM Group数 * 每个Group包含的端口数,比如32 Port(38.211: Table 7.4.1.5.3-1 - Row17)

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- CSI-RS密度(Density)

CSI-RS密度是指REs/Port/RB(1个Port在1个RB内占的RE数),LTE的三种CSI-RS密度是1/3, 1/21,NR的三种CSI-RS密度是1/213. 其中1/2仅用于CSI获取(CSI Acquisiton),可以降低导频的开销,仅在奇数或偶数PRB传输CSI-RS. 新增的Density 3主要用于上篇我们提到的TRS – 精细化时频跟踪(38.211: Table 7.4.1.5.3-1 - Row1).

- CSI-RS带宽

NR里CSI-RS带宽始终在BWP内配置,可以配置为整个BWP带宽或小于BWP的一段带宽,但是分配的RB必须是连续的,基站通过RRC配置RB起始位置(相对于CRB#0)和RB数(starting RB, number of RB)来指示给UE. 而LTE则跨越整个系统带宽。

//38.311 - CSI-FrequencyOccupation

一个例子

1) CSI-RS Port数为8,包含2个CDM Group

2) TRS density3(时域属性见上篇<5G NR - CSI-RS学习笔记1 - In a Nutshell>提到的TRS部分)

3) 顺便回顾一下PDCCH

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                                                                      一起努力,蒸蒸日上

​References

[1] 3GPP TS.38211(NR; Physical channels and modulation)

[2] 3GPP TS.38214(NR; Physical layer procedures for data)

[3] 3GPP TS.38331(NR; Radio Resource Control (RRC) protocol specification)

[4] 5G无线系统设计与国际标准(刘晓峰,孙韶辉,杜忠达,沈祖康,徐晓东,宋兴华)

[5] 大规模天线波束赋形技术原理与设计(陈山枝,孙韶辉,苏昕,王东明,李立华,高秋彬等) 

[6] 5G NR The Next Generation Wireless Access Technology(Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Sko¨ld)

[7] 5G New Radio in Bullets(Chris Johnson)

[8]NR Physical Layer Specifications in 5G(NTT DOCOMO)

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