從4G以來,載波的帶寬大幅增加,從3G的5M增加到了20M,到了5G,單載波帶寬增加到了100M(Sub6G)或者400M(毫米波)。
在這麽大的帶寬上,無線傳輸環境瞬息萬變,不同頻率的衰減和受幹擾情況也不同,對這些信息不了解,數據的發送就相當于碰運氣,沒有預判沒有性能保證。那麽,在怎麽讓手機和基站隨時掌握上下行的無線信道信息呢?
基站和手機都在大家都知道的一些固定的位置發送一些固定的信號,然後雙方收到之後再進行測量,就知道了空間傳輸影響對這些信號産生了什麽變化,從而估計信道狀況。
本期的主題是下行的信道探測,大體流程就是基站發送參考信號(又叫導頻信號),由手機進行測量之後,再發回基站。這樣基站就可以根據信道質量來決定數據該怎麽發了。
1. 爲什麽5G要使用CSI-RS?
在LTE的第一個版本(R8)協議中,下行信道情況是完全通過手機對小區參考信號(Cell Reference Signal,CRS)的測量得到的。
CRS均勻地灑在LTE整個載波帶寬中,不管有沒有業務都要占用資源持續發射信號,就像是高速路中間沒有井蓋的井一樣,所有車輛必須要繞著走,造成了嚴重的資源浪費和擁堵,還對鄰區産生了持續的幹擾。
和CRS不同,CSI-RS只在給手機分配的帶寬上有效,而不必在整個帶寬上持續發送,因此即使支持8端口傳輸,也不會引起系統開銷的大幅增加。網絡會通過信令通知手機CSI-RS相關信息,如果沒有通知,則手機就認爲CSI-RS不存在。
2. CSI-RS的基本結構和時頻域特性
在5G標准中,“極簡設計”是其核心理念,像LTE的CRS這種占用固定資源的“常開(Always On)”信號理所當然地被摒棄,而把CSI-RS則被增強和擴展,用于5G的下行信道探測。
不同的複用方式可以聯合使用。上圖描述的是一種可能的32端口的CSI-RS結構,其中使用了8次的碼分複用,然後再使用了4次的頻分複用。
並且,頻分複用時子載波可以不連續,時分複用時OFDM符號也可以不連續。
通常來說,多少個端口的CSI-RS複用在一個RB或者時隙內,就會占用多少個資源單元(RE)。
在配置的CSI-RS帶寬內,可以爲每個資源塊(RB)都配置CSI-RS,這種模式成爲CSI-RS密度爲1;也可以每兩個資源塊(RB)配置一個CSI-RS,這種模式稱爲CSI-RS密度爲1/2。
時域上,CSI-RS可以配置爲周期性發送,半持續發送或者非周期性發送。
對于周期性發送,CSI-RS每隔最少4個時隙就會重複一次,最大640個時隙重複一次。
對于半持續性發送,CSI-RS也會配置一個發送周期,但具體是否真正發送取決于MAC控制信源的顯式激活,一旦激活就會持續周期性發送,知道收到顯式的去激活命令爲止。
對于非周期性發送,網絡不會配置發送周期,而是通過信令來顯式通知每一次的CSI-RS發送。如果爲一個手機調度的PSDCH裏面包含了爲其他手機配置的CSI-RS資源單元,這個手機需要跳過這些CSI-RS資源單元。
但手機並不知道它需要跳過哪些資源單元,所以協議設計了“零功率CSI-RS”,把需要手機跳過的資源單元都標記爲零功率CSI-RS,手機將認爲這些資源單元是無效的,直接跳過不進行任何處理。
CSI-RS可以測量哪些數據?一般包括三項:信道質量指示(CQI:Channel Quality Indicator),秩指示(RI:Rank Indicator)和預編碼指示(PMI:Precoder Matrix Indicator)。這三項合起來稱爲信道狀態信息(CSI:Channel State Information),也就是CSI-RS存在的意義。
好了,本期的介紹就到這裏,希望對大家有所幫助。
非常感謝能堅持看到最後。