使用CSI-RS進行波束管理
在波束管理中,CSI-RS參考信號可以起到很大的作用,這里面QCL尤其關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)支持與兩個RS資源的天線端口之間的QCL參數(shù)子集相關(guān)的QCL假設(shè)指示,比如哪些QCL參數(shù)子集由gNB配置,哪種QCL類型由gNB配置,其中預定義了多個QCL類型。而為了降低波束管理的開銷和時延,引用了IFDMA、大SCS、DFT等技術(shù)。
在多天線系統(tǒng)中,CSI測量是關(guān)鍵,但CSI-RS開銷可能會成為一個瓶頸,尤其是在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中有更多波束的情況下。在NR MIMO中,需要更多的CSI-RS來實現(xiàn)大規(guī)模連接和大量天線,因此對于CSI測量的RS開銷減少很關(guān)鍵。
對于具有模擬波束管理的MIMO系統(tǒng),可以在多個窄波束上發(fā)送第一級參考,以覆蓋廣角方向,并使用寬波束接收,以進行粗波束選擇。第二級參考可以在預先選擇的方向上發(fā)送到較窄的波束上,并與較窄的波束一起接收,以實現(xiàn)波束的精細對齊。
簡單地說,第一級參考信號可以周期性地或通過多個shot傳輸,也可以為多個用戶共享。第二級參考信號是特定于用戶且不定期發(fā)送的,并且在RB分配、端口分配、時域位置、重復次數(shù)和功率方面應(yīng)具有較高的配置靈活性。
對于單波束波束,非預編碼CSI-RS或小區(qū)特定波束賦形CSI-RS可以是第一級參考資源。第二級參考資源可以參考UE特定的波束賦形CSI-RS。
對于多波束部署,波束測量RS或一組特定于小區(qū)的波束賦形CSI-RS可用于第一級參考資源。UE??group/UE特定波束賦形CSI-RS作為第二級參考資源。
如圖1所示,用于波束管理的第一級CSI-RS使用一些波束進行傳輸,例如B1-B8。在測量第一級CSI-RS后,UE可以根據(jù)空間QCL參數(shù)(如到達角)將一些候選波束反饋給gNB,并根據(jù)分組信息進行分組。例如,發(fā)射波束B2和B3對應(yīng)于相同的接收波束RX1,B4和B5對應(yīng)于相同的接收波束RX2。然后,所選波束B2是與細化波束B2a-B2d相關(guān)聯(lián)的第二級CSI-RS的參考波束,所選波束B4是與細化波束B4a-B4d相關(guān)聯(lián)的第二級CSI-RS的參考波束。由于二級QCL化的CSI-RS中的相關(guān)波束與參考波束/端口w.r.t.進行空間QCL參數(shù),因此使用相同的RX波束。基于QCL指示中的參考波束信息,UE可以使用相應(yīng)的RX波束在第二級接收和測量CSI-RS。

更具體地說,通過先前的波束管理提供信息,包含波束細化和恢復的波束掃描是搜索與先前所需波束相鄰的波束,或從備選波束資源池中探測波束。應(yīng)當注意,用于先前波束管理的RS可能包括移動性RS、小區(qū)特定RS和CSI-RS等。先前RS端口和探測CSI-RS端口之間基于QCL的關(guān)聯(lián)用于協(xié)助UE側(cè)波束賦形/接收。然后,TRP配置一個或多個CSI-RS端口或beam ID,這些端口或beam ID使用先前需要的波束(即P2相關(guān)波束集)進行QCLed。如果TRP/UE希望執(zhí)行后續(xù)的波束掃描或波束細化,例如基于P3,則UE還需要知道應(yīng)基于與先前所需波束的關(guān)聯(lián)使用哪一組可能的Rx波束。哪些確切的Rx波束可以對TRP透明,并且只有需要掃描的Rx波束的數(shù)量應(yīng)該反饋給TRP,以便TRP知道如何發(fā)送下一級CSI-RS資源(即重復次數(shù))。隨后,TRP發(fā)送相應(yīng)的RS,例如CSI-RS或多炮DMRS,用于下行信道測量。
考慮到UE特定波束管理的CSI-RS開銷較大,CSI-RS資源設(shè)置中應(yīng)包括端口密度和測量限制設(shè)置的信令,以便以最小化RS開銷的目標服務(wù)于多個UE。
CSI-RS端口密度設(shè)置是針對每個CSI-RS資源的,并指示關(guān)于啟用CSI-RS端口的特定CSI-RS模式。它可以指示每個CSI-RS資源的重復次數(shù),以便于UE Rx波束掃描和時間/頻率跟蹤。如果一個CSI-RS資源/端口在時間/頻率域中配置的端口密度大于1,則該CSI-RS資源/端口的ID將映射到具有相同Tx波束/預編碼器的多個物理資源中。這種設(shè)計不僅有利于Rx波束掃描和時間/頻率跟蹤,而且有利于簡單的信令/反饋設(shè)計。通過這樣做,可以使用不同的波束識別不同的資源/端口。這樣UE就不需要額外的信令來區(qū)分Tx波束,并且可以簡化QCL指示。此外,由于不同的資源/端口ID可以通過Tx波束加以區(qū)分,因此也將簡化基于CRI的波束信息反饋。此外,指示資源/端口重復信息的其他參數(shù)(例如,時間/頻率偏移)可以與密度設(shè)置一起配置。
測量限制設(shè)置,例如通過使用位圖格式,描述UE可以根據(jù)UE的特定需求測量或報告哪些CSI-RS資源。此資源水平測量限制設(shè)置的用例是為了促進不同ue之間的資源共享。圖2中可以找到一個示例,其中TRP希望為UE-1訓練聯(lián)合4個Rx和2個Tx波束,為UE-2訓練聯(lián)合5個Rx和2個Tx波束??梢杂^察到,在減少任何ue的波束掃描的最大延遲的同時,將節(jié)省CSI-RS開銷。

提出了三種方法來減少CSI-RS的波束管理開銷和延遲。其中,一種降低開銷的方法是在數(shù)據(jù)和CSI-RS之間使用不同的numerology。如圖3所述,與數(shù)據(jù)相比,CSI-RS可以使用更大的子載波空間。然后在固定的持續(xù)時間內(nèi),可以傳輸更多的CSI-RS符號。該方案對于短時間內(nèi)的模擬波束切換非常有用。

此外,如果在一個頻帶內(nèi)對不同的numerology區(qū)域進行FDMed,則基于一個numerology區(qū)域中的CSI-RS的測量結(jié)果可用于另一個numerology區(qū)域。如圖4所示,F(xiàn)DM復用了兩個numerology區(qū)域。盡管從numerology區(qū)域1中的CSI-RS導出的快速/精細CSI對于numerology區(qū)域2中的服務(wù)可能不準確,但是一些長期/寬帶信道信息,例如模擬波束選擇、長期預編碼器可用于numerology區(qū)域2。

與此選項相比,選項1即基于IFDMA的方法,具有以下缺點。
1、對于Opt-1,當CSI-RS為部分頻帶時,時域信號不是填充零和IFFT后原始信號的精確復制。這種情況需要特殊考慮以及額外的UE復雜性。
2、Opt-1對Tx波束的波束切換存在缺陷。例如,很難通過CRI指示特定的Tx波束。Tx波束切換需要特殊考慮以及額外的UE復雜性。
基于以上分析,采用大SCS可以減少開銷和延遲。
在NR中,由于一個自包含時隙中下行部分的時域大小可以根據(jù)需要動態(tài)更改,因此可能沒有足夠的資源用于CSI-RS。例如,一個時隙中僅為下行數(shù)據(jù)和DMRS保留一個OFDM符號。此外,一些緊急流量(例如URLLC流量)可能會搶占和刺穿CSI-RS的傳輸,尤其是在波束管理占用整個時隙的情況下。對于NR中的周期性和半持久性CSI-RS來說,這是一個關(guān)鍵問題,因為CSI-RS資源是通過RRC保留的??梢源_定以下幾種可能的解決方案。
解決方案1:CSI-RS與DMRS或其他RS共享重疊模式。然后可以使用DMRS資源進行CSI/波束測量。對于CSI采集,這有利于更好的干擾測量。對于波束管理,它有利于通過多shot DMRS進行快速Rx波束調(diào)整。
解決方案2:CSI-RS可以位于PDCCH區(qū)域。對于周期性和半持久性CSI-RS,可以在PDCCH區(qū)域保留CSI-RS資源,DCI可以用來指示CSI-RS是在DL數(shù)據(jù)區(qū)域還是在PDCCH區(qū)域傳輸。
解決方案3:CSI-RS可以配置一組候選時隙偏移。然后,在該配置的時間窗口中,在第一個時隙中使用足夠的下行資源傳輸CSI-RS。
解決方案4:可以在CSI-RS瞬間之前或之后向受影響的UE發(fā)送禁用信令,以禁用CSI-RS的傳輸,并可能在其他瞬間觸發(fā)CSI-RS的傳輸,以補償測量。然后,在報告之前對測量進行相應(yīng)調(diào)整。