本文是三星公司針對NR下行MIMO框架設(shè)計(jì)制定的原則，設(shè)計(jì)原則是根據(jù)Rel-14 eFD MIMO中可用的特性進(jìn)行構(gòu)建，包括：

1.精簡：

a.?取消與LTE向后兼容性特別相關(guān)的設(shè)計(jì)限制，比如每個(gè)子幀中都存在CRS

b.?去除冗余特性，尤其是那些導(dǎo)致不必要的規(guī)范復(fù)雜性的特性：這包括Rel.13/14 LTE中大量CSI報(bào)告模式，這些模式在實(shí)用程序中不必要地重疊。

2.介紹NR的新特性，例如：

a.?與新的子幀結(jié)構(gòu)（例如自包含子幀）以及可變TTI長度兼容的設(shè)計(jì)。

b.?與“flexible ?TDD”兼容的設(shè)計(jì)：在某種程度上，Rel.13 LAA和eIMTA施加了此類限制。然而，當(dāng)前LTE MIMO的設(shè)計(jì)可能沒有考慮到這些約束。

c.?在eNB處實(shí)現(xiàn)高分辨率CSI測量：對于DL-MIMO，這包括偏離LTE CSI報(bào)告范式（稱為隱式反饋）和采用更適合于MU-MIMO傳輸?shù)母郊臃妒健?/span>

表1總結(jié)了一些基本設(shè)計(jì)要求。

為了方便各種使用情形，例如廣泛的UE速度，提出了一種類似于Rel.14?eFD-MIMO中支持的潛在方案的基于兩層波束賦形的框架。如圖1所示，支持動態(tài)和半動態(tài)波束賦形的兩種傳輸方案。對于FDD，動態(tài)波束賦形類似于LTE閉環(huán)MIMO，而半動態(tài)波束形成類似于Rel.14 eFD MIMO中評估的半閉環(huán)MIMO。

當(dāng)在gNB處可獲得準(zhǔn)確的CSI時(shí)（例如，低UE速度和良好的小區(qū)隔離或小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)），動態(tài)波束賦形尤其適用。在這種情況下，gNB可以通過窄定向波束傳輸數(shù)據(jù)，因?yàn)樵贑SI報(bào)告中可以獲得準(zhǔn)確的定向信息?？梢酝ㄟ^PMI或包括長期和短期預(yù)編碼信息的其他預(yù)編碼相關(guān)反饋來報(bào)告該方向信息。與LTE類似，可以將短期預(yù)編碼信息報(bào)告為寬帶或子帶CSI參數(shù)。這有助于頻率選擇性預(yù)編碼/波束賦形。

由于在gNB處可以獲得準(zhǔn)確的CSI，因此可以支持最大數(shù)量的下行層（每個(gè)UE）8（參見表1）。

半動態(tài)波束賦形尤其適用于在gNB處CSI質(zhì)量受損時(shí)（例如，高速度UE和差的小區(qū)隔離，其導(dǎo)致稱為閃光燈效應(yīng)的突發(fā)性小區(qū)間干擾）。在這種情況下，gNB通過一組定向波束傳輸數(shù)據(jù)更為有利，因?yàn)閁E只能指示近似的定向信息。為此，可以采用在頻域中的一組波束內(nèi)的預(yù)編碼器（波束）循環(huán)。這種近似的方向信息可以通過PMI或其他僅包括長期預(yù)編碼信息的預(yù)編碼相關(guān)反饋來報(bào)告。這種長期預(yù)編碼信息不需要子帶PMI（或預(yù)編碼相關(guān)的）報(bào)告。

如果在gNB處沒有準(zhǔn)確的CSI，則可以支持最大下行2層（每個(gè)UE）數(shù)目，因?yàn)樵?/span>相關(guān)用例中不期望高峰值數(shù)據(jù)速率。

對于TDD場景，如果下行CSI可以通過利用上下行短期互易性來估計(jì)，那么動態(tài)和半動態(tài)波束賦形都可以在沒有預(yù)編碼相關(guān)反饋的情況下得到支持。此外，這兩種傳輸方案應(yīng)促進(jìn)SU-MIMO和MU-MIMO之間的動態(tài)切換。

上述波束賦形框架可以應(yīng)用于不同的業(yè)務(wù)。例如：

• 動態(tài)和半動態(tài)波束賦形以及動態(tài)秩自適應(yīng)和MU調(diào)度都適用于eMBB。根據(jù)UE和gNB之間的鏈路，UE可以配置為動態(tài)或半動態(tài)波束賦形。

• 低秩動態(tài)和半動態(tài)波束賦形都特別適用于URLLC（包括具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用，如V2X）。對于低秩傳輸（例如rank-1），波束賦形增益最大化。對于高移動性UE（例如對于V2I/N場景），在半動態(tài)波束賦形中長期波束賦形和波束循環(huán)的組合為基于組的多播提供了有效的基于分集的方案。對于低移動性UE，低秩動態(tài)波束賦形提供最佳性能。

• rank-1“dynamic”波束賦形特別適合于mMTC。由于mMTC UE被期望具有低移動性（其中許多是靜態(tài)的），因此具有非常低的CSI更新率的動態(tài)波束賦形使得波束賦形增益最大化。

• 對于eMBMS，當(dāng)需要基于組的多播時(shí)，半動態(tài)波束賦形是一種很好的方案。對于此類應(yīng)用，根據(jù)eMBMS的配置，配置一個(gè)波束組（由長期PMI表示）內(nèi)波束數(shù)的能力非常重要。

表2總結(jié)了這兩種傳輸方案的比較。

為了支持下行MIMO操作，需要兩種類似LTE的RS類型：CSI-RS和DMRS。

根據(jù)用例，UE可以被配置為測量與更寬（未壓縮）或更窄（壓縮）傳播信道相關(guān)聯(lián)的CSI。在第二種情況下，UE“放大”到頻道的較小部分。因此，gNB可以通過在具有大量端口的CSI-RS上應(yīng)用預(yù)編碼/波束賦形來增加CSI-RS的穿透，從而生成具有數(shù)量更小端口的CSI-RS。當(dāng)以特定UE的方式應(yīng)用CSI-RS波束賦形時(shí)，這種波束賦形增益最大化。為了促進(jìn)這種權(quán)衡，可以使用兩種類型的CSI-RS。

第一種類型，稱為覆蓋CSI-RS，由K構(gòu)成≥ 1 CSI-RS資源。由k個(gè)CSI-RS資源中的每一個(gè)K靜態(tài)宏波束稱為“覆蓋波束”。顯然，覆蓋CSI-RS的用例是Rel.13 NP CSI-RS和小區(qū)特定BF-CSI-RS用例的組合。第二種類型的CSI-RS類似于Rel.13 UE特定的BF CSI-RS，稱為UE特定CSI-RS。具有相同的特性，UE特定CSI-RS可以動態(tài)波束賦形，并且由比覆蓋CSI-RS的端口數(shù)量小的端口組成。圖2簡要描述了上述兩級CSI-RS設(shè)計(jì)。

CSI-RS資源分配可以從類似于Rel.13 LTE原理的通用CSI-RS資源池中提取?？梢灾С謨煞N類型的資源分配，根據(jù)UE度量和資源定義：周期性和非周期性。

為了支持每個(gè)UE最多8層，每個(gè)UE最多可分配8個(gè)DMRS端口。DMRS應(yīng)設(shè)計(jì)為便于高效的MU-MIMO復(fù)用，因此，將正交DMRS端口數(shù)增加到Rel.13FD-MIMO之外是合理的。例如，DL-NR MIMO中可以支持至少8個(gè)正交DMRS端口。

為了簡化CSI報(bào)告操作，需要減少CSI報(bào)告模式之間的功能重疊量。為此，有兩個(gè)功能類別：1）CSI內(nèi)容，2）CSI報(bào)告流程。

就CSI內(nèi)容而言，對于低于6GHz的FDD場景，有以下兩種方案：

傳統(tǒng)CSI：繼承自Rel.13 FD-MIMO，這包括CQI以及PMI、RI或CRI。這些CSI參數(shù)是假設(shè)單用戶傳輸假設(shè)來計(jì)算的。因此，需要基于碼本的反饋。這也稱為內(nèi)隱反饋。

高級CSI：這包括一個(gè)額外的CSI反饋，它可以更好地促進(jìn)MU-MIMO復(fù)用，并避免隱式反饋范式中固有的SU-MU不匹配。高級CSI的一些示例是直接（量化）信道反饋、協(xié)方差矩陣反饋或經(jīng)由上行控制信道的特征向量反饋。

就CSI報(bào)告流程而言，類似于Rel.13/14 LTE的兩種機(jī)制是：

• 定期CSI（P-CSI）報(bào)告

• 不定期CSI（A-CSI）報(bào)告

為了簡化CSI報(bào)告流程，提高測量和報(bào)告效率，建議對Rel.13?LTE進(jìn)行以下修改。

• A-CSI報(bào)告僅與非定期（NZP或ZP）CSI-RS和定期（NZP或ZP）CSI-RS的P-CSI相關(guān)聯(lián)。這是為了避免不必要的重疊，從而增加冗余功能和額外的下行信令的數(shù)量。

• A-CSI（結(jié)合非周期CSI-RS）是默認(rèn)的操作模式。因此，僅在需要時(shí)執(zhí)行CSI-RS傳輸，這降低了DL開銷（因此增加了小區(qū)吞吐量）和潛在的小區(qū)間干擾。此外，僅在需要時(shí)執(zhí)行CSI報(bào)告，這降低了UL控制資源利用率和UL干擾。

• P-CSI的目標(biāo)是鏈路維護(hù)，而不是提供更高分辨率的CSI。因此，子帶P-CSI是不必要的。為了與靈活的TDD實(shí)現(xiàn)更好的協(xié)同，應(yīng)該不惜一切代價(jià)避免P-CSI報(bào)告中的過度子幀間依賴性，這是Rel.13 LTE的特征（理想情況下，一個(gè)完整的P-CSI報(bào)告應(yīng)該包含在一個(gè)子幀中）。

• 假設(shè)NR gNodeB可以在一個(gè)CSI過程中聯(lián)合利用P-CSI和A-CSI報(bào)告。