S^2: 别错过！MIMO R13&R14标准化详细解读

达坂城大豆 2017-05-19

展开全文

LTE Rel-13 MIMO技术

相比之前版本，Rel-13中MIMO技术是为了更好的应用在2D的天线阵列。

为了更好的利用天线端口资源，在Rel-13中定义了两种CSI-RS：

--Class A CSI-RS：不对CSI-RS进行波束赋形，该CSI-RS的使用与TM9中的相似，唯一的区别是需要定义最大支持16端口的2D码本；

--Class B CSI-RS：对CSI-RS进行波束赋形，在波束内天线端口数小于等于8，即在波束内复用原有的TM9传输方式；

Class A: 支持16端口的2D天线码本

对于2D的天线阵列，最大16天线端口配置有如下几种可能：

从上图不难看出，天线在2D平面内由水平天线端口和垂直天线端口组成。因此，码本的设计原则是通过将水平和垂直维度向量进行克罗内克乘积而获得。即预编码向量W的每一列可以表示为如下公式：

其中，向量v表示水平天线之间的相位差，向量u表示垂直天线之间的相位差，而Phi表示co-phasing 之间的相位差。

有了上述原则，我们就不难理解36.312中关于双极码本的定义了，即W=W1W2，其中W1表示水平和垂直维度波束的克罗内克乘积，W2表示co-phasing的相位差。

为了支持多个方向的波束，W1中的Xi可以为Li列（X1表示水平，X2表示垂直），通过对Ni个端口进行Oi倍的DFT过采样，便可以得到36.213中的码本表达式，其中m=1,2...O2N2, l=1,2...O1N1.

因此，在构成码本时，可以配置的参数包括

--两个维度的天线端口数（N1XN2）

--每个维度的波束个数

--码本子集的选择 config 1/2/3/4

码本是通过RRC信令中的参数得到的，通过配置的参数生成的码本适用于不同的天线配置和调度场景。

Class B: 波束赋形CSI-RS

Class B 是在给定波束的方向上，对每个CSI-RS资源/端口进行预编码，Class B又可以细分为三种类型：

Type1：只配置一个（K=1）CSI RS资源，在该资源上，针对一个CSI进程，为Nk（Nk>1）个天线端口进行波束赋形操作.

Type2: 配置大于1个（K>1）CSI RS资源，在每个资源上，针对一个进程，配置Nk（Nk=1,2...8）个天线端口，下图为Type2的示意图。

Type3：配置一个（K=1）CSI RS资源，针对一个CSI进程，对该CSI-RS资源进行波束赋形，资源上的天线端口Nk=1,2…8

PUCCH/PUSCH增强

为了支持Class B中对波束赋形CSI-RS资源的反馈，PUCCH/PUSCH需要反馈CRI（CSI-RS Resource Indicator），协议中规定在PUCCH中传输的CRI周期是RI周期的整数倍。在PUSCH中传输CRI时，CRI与CSI在同一个子帧中进行上报，并且CRI/RI联合解码，编码和映射与之前版本协议中RI在PUSCH中的使用的方式相同。

LTE Rel-14 MIMO技术

相比于Rel-13版本，Rel-14中MIMO技术增加了CSI 报告的准确性，支持了最大到32的天线端口，减少波束赋形CSI-RS资源的开销等。

32天线码本

Rel-14要求支持最大到32天线端口，由于天线配置与Rel-13相同，因此最直接的方法就是对16天线码本进行扩展，使其支持32端口CSI RS。但随着天线端口数目的增加，CSI-RS的开销也越来越大，为了节省开销，Rel-14中定义了1，1/2，1/3三种CSI-RS密度，

例如，所有的CSI-RS端口都在同一个RB上，但CSI-RS RE只出现在奇数RB上，此时密度为1/2。或者将16个CSI-RS端口置于奇数RB上，将另外16个CSI-RS端口置于偶数RB上，此时密度也为1/2。

非周期CSI-RS

为了减少Rel-13中定义的Class B中CSI-RS资源的开销，Rel-14中定义了非周期的CSI-RS配置，激活和资源选择的具体操作包括：

--第一步：通过RRC信令定义Aperiodic CSI-RS-Resource-Config IE，为用户配置K={1,2…8}个CSI RS资源；

--第二步：通过MAC-CE进行激活或释放机制，在每个CSI process的K个CSI-RS资源中激活N个；

--第三步：通过UL-related DCI在N个CSI RS资源进行选择；

上行DMRS增强

为了解决在上行MU中存在调度用户带宽部分重叠的问题，Rel-14在上行引入了comb-like DMRS，定义了两个comb，值得注意的是comb-like DMRS配置可以与传统的DMRS配置进行动态切换。