关于Antenna Port的理解

经常有朋友问,什么是“Antenna Port”,怎么理解这个概念?是物理天线么?是DMRS Port么?究竟该怎么理解呢?下面介绍一下这个概念。

在3GPP协议里面,"Antenna Port"的定义如下:

“An antenna port is defined such that the channel over which a symbol on the antenna port is conveyed can be inferred from the channel over which another symbol on the same antenna port is conveyed. There is one resource grid per antenna port.”

"There is one resource grid per antenna port.The set of antenna ports supported depends on the reference signal configuration in the cell"

其实这个是个逻辑概念,它具体的含义是对应了其关联的Reference Signal.而且一个antenna port占用一个资源格。

从LTE的MIMO的演进来看,随着其关联的Reference Signal的变化,它对应的指代也有所变化:

LTE Antenna Port 的规定

从上面的定义可以看出来,LTE的MIMO的演变过程:

(1)对于常见的传输模式TM3/TM4,其Antenna Port关联的是CRS,这里的Precoding Matrix定义的是Layer 到 Antenna Port(即CRS Port)之间的转换。仅Data 进行Precoding的处理,而CRS Port并不进行Precoding处理,它们与Precoding之后的Data在频域上进行组合。如果实际的物理天线,或者TxU 有多个,可以在设计Antenna Port到物理天线转换(TxRu)的矩阵。

TM4

(2)因Beamforming的引入,到了TM7/TM8,引入了UE Specific RS, 其Antenna Port关联的是UE Specific RS,这里协议没有规定特定的Precoding Matrix,是由基站可以基于TDD的互易性来自行设计Beamforming Weight(也可以称Precoding matrix),Layer 数目等于UE Specific DMRS Port数目,Layer mapping 到 precoding 模块,数据是透传,再跟UE Specific的DMRS 进行组合后,再进行beamforming,这里的beamforming实际上是完成的 从Antenna Port(UE-Specific DMRS)到物理天线(TxRu)转换的过程,这个过程可以通过乘以 TxRu数目*Antenna Port 数目 的矩阵实现。这里的Antenna Port数目就是DMRS port数目。

从下图可以看出来,Data和UE-specific DMRS 都进行了beamforming

TM7/TM8

(3)到了TM9以后,将原来由CRS完成的两个功能拆分开来:

- UE-Specific DMRS 完成数据解调功能: 对应Antenna Port 7~14

- CSI-RS 完成信道测量功能:对应Antenna Port 15~22 (rel14 扩展到最多32 Port,15~46)

从上面更清楚的看到Antenna Port是与其关联的RS 符号相关联的。所以不要脱离关联的RS符号谈Antenna Port。

而UE上报的PMI对应指示的Precoding Matrix 其对应的antenna port是指CSI-RS ports.

其UE-Specific DMRS Port则跟Layer数目一一对应。

所以TM9 数据处理过程与TM8类似,layer到UE-Specific DMRS port是一一映射,并且同时进行beamforming,或者说这里的precoding是在layer(UE-Specific DMRS port)到Antenna Port之间的转换,这里的Antenna Port对应的是DL 发送的CSI-RS Port。如果CSI-RS Port跟TxRU 数目一致的话,那么这里的Antenna Port就对应于一个射频通道。

TM9 with PMI/RI report的工作机制如下:

发送None-BF 的CSI-RS信号给UE,UE 对CSI-RS port进行测量,遍历不同layer对应的Precoding matrix (维度为CSI-RS port number * layer number),选出对应的PMI/RI进行上报,eNB根据UE上报的PMI确定其layer 到 Antenna Port 转换的precoding matrix

TM9 with None-BF CSI-RS

NR待补充:

NR的mimo是从LTE的TM9/TM10演进的,NR完全抛弃了CRS信号,直接借用LTE后续演进的TM9/TM10, 分别定义UE-Specific DMRS和CSI-RS 对应完成不同的功能。同时也支持None-BF CSI-RS 和 BFed CSI-RS信号。

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