2.8.3　信道狀態參考信號

由于傳輸模式TM9最大可以達到8層傳輸，在此傳輸模式下，端口數也可能達到8個。這樣就會引入一個問題，即協議TS36.211只規定了最大4端口的CRS，如果按照類似的方式將其擴充到8端口的CRS，則CRS將占據大量的固定時頻資源，降低了業務數據可利用資源，其代價較大，也違背了設計TM9提高數據速率的初衷，于是引入了CSI-RS，與CRS相比，CSI-RS是一種低密度的參考信號，只占據少量必要的時頻資源，同樣能達到測量下行信道的目的。

CSI-RS作用主要如下。

1）獲取信道狀態信息，用于調度、鏈路自適應。

2）波束管理，UE和基站側波束賦形權值的獲取。

3）移動性管理，基于服務小區和鄰區CSI-RS信號質量測量，進行移動性管理。

4）精確的時頻跟蹤，通過設置TRS實現。

CSI-RS發射模式可以配置為周期、非周期和半靜態3種。CSI-RS發送間隔越短，信道測量越準確，但CSI-RS資源開銷越大，支持的在線用戶數越少。在NR中，UE最大支持32個端口的CSI-RS測量。CSI可通過PUCCH或PUSCH進行上報，其上報類型分為周期性上報（PUCCH）、非周期性上報（PUSCH）、半靜態上報（PUCCH或PUSCH，由DCI激活），上報方式由信元CSI-ReportConfig中的參數reportConfig定義。

CSI-RS配置和上報方式如表2-21所示。

CSI-RS根據功能可細分為TRS和CSI-RS for CM兩種參考信號。

■　TRS（Tracking Reference Signal），即下行時頻偏跟蹤信號。基站在激活BWP帶寬內發送TRS，UE接收基站發送的TRS完成時頻偏跟蹤。

■　CSI-RS for CM：CSI-RS for Channel Measurement，用于下行信道狀態測量的參考信號。基站在激活BWP帶寬內發送CSI-RS for CM，UE接收基站發送的CSI-RS for CM并進行處理，測量出BWP帶寬內的CSI并上報給基站。CSI內容如下。

〇　L1-RSRP：如果CSI-RSRP被用來作為L1的參考信號，則在天線端口3000和3001傳輸的CSI參考信號用來判決CSI-RSRP，主要應用于沒有配置SSB的BWP的波束測量（類似SSB波束掃描，根據測量電平選擇最優波束）。

〇　CRI（CSI-RS Resource Indicator，CSI參考信號資源指示符）：UE根據L1-RSRP指示最好的CSI RS資源索引，對應最好的波束。

〇　RI（Rank Indicator，秩指示符）：根據CRI采用測量算法計算得到RI，用于層映射。例如，利用SVD分解法計算RI，接收端對每個子載波信道矩陣的自相關矩陣進行奇異值分解，將得到的奇異值由大到小排序，再按照約定方法將奇異值與信噪比進行比較得到最佳RI值。

〇　PMI（Precoding Matrix Indicator，預編碼矩陣指示符）：根據RI和CRI計算得到，基站根據PMI選擇預編碼矩陣進行預編碼。例如，基于性能的PMI測量算法，根據已知的RI值，遍歷碼本中與此RI相關的預編碼矩陣，測量得到信道容量最大時的PMI。

〇　CQI（Channel Quality Indicator，信道質量指示符）：根據PMI、RI和CRI計算得到，用于自適應調制編碼，基站根據CQI選擇合適的編碼和調制方式。

〇　LI（Layer Indicator，層指示符）：根據CQI、PMI、RI和CRI計算得到，指示最強的層，用于在下行最強的層上發送PTRS參考信號。

〇　SSBRI（SS/PBCH Block Resource Indicator，SSB資源指示符）：指示最好的SSB波束（類似CRI），基于SSB的L1-RSRP測量得到。

CQI、RI和PMI功能示意圖如圖2-46所示。UE首先測量L1-RSRP（下行BWP配有SSB時測量SSS同步信號電平，對于沒配置SSB的BWP測量CSI-RS）；根據L1-RSRP選擇最好的波束CRI；對選定波束的已知信號CSI-RS采用算法進行計算得到RI（如小區配置8個天線端口，但接收端UE計算后只能得到4路不相關的通道，則RI為4）；根據RI和天線端口數確定可用的PMI集合，對所有可能的PMI通過遍歷的方法計算，選擇性能最優的PMI；PMI確定后通過仿真按照容量最大的原則得到CQI。

在NR中，將時域和頻域上相鄰的多個RE作為一個基本單元，并通過基本單元的聚合構造出不同端口數的CSI-RS圖樣。NR支持的CSI-RS圖樣基本單元如表2-22所示。每X個端口CSI-RS的圖樣基本單元由一個PRB內頻域相鄰的Y個RE和時域上相鄰的Z個符號構成。

■　1端口：（X,Y）=（1,1）。

■　2端口：（X,Y）=（2,1）。

■　4端口：（X,Y）=（4,1）或（2,2）。

CSI-RS圖樣示意圖如圖2-47所示。