CSI報告為網路提供當前通道狀況的相關資訊;包括:
秩指示RI;預編碼器矩陣指示PMI;通道品質指示CQI;CSI-RS資源指示CRI;
結合在一起,RI、PMI、CQI和CRI的一個組合構成了一個CSI報告;
一個CSI報告中確切包含哪些資訊決定於該終端被設定的彙報模式;
終端發給網路的不是明確的無線通道下行鏈路狀態報告,而是提供將要使用的傳輸階數和預編碼矩陣的建議,同時也會帶有一個最高可用調變和編碼方案的指示,如果網路希望保持傳輸塊出錯概率低於10%將不會使用更高的調變和編碼方案;
LTE系統有兩種型別的CSI報告:週期性和非週期性;
區別在於如何觸發:
當網路直接通過在上行鏈路排程許可中包含通道狀態請求標誌的方式直接申請時,傳送非週期性CSI,非週期性CSI報告總是採用PUSCH傳送,即動態分配資源;
網路設定的週期性CSI報告將以特定週期傳送,可能每隔2ms傳送一次,半靜態的設定PUCCH資源,與PUCCH上傳送混合ARQ確認類似,如果終端帶有一個有效的上行鏈路許可,則通道狀態報告CSI會被改道到PUSCH之上;
非週期性報告比周期性報告更大且更為詳細;
當網路請求時在PUSCH上傳送週期性CSI報告;LTE支援三種非週期性報告模式:
1、頻寬報告,採用單一CQI值反映整個小區頻寬上的平均訊號品質,儘管為整個整個頻寬提供了單一的平均CQI值,但PMI報告還是頻率選擇性的;子帶大小4-8個資源塊;
2、UE選擇的報告,其中終端選擇最好的M個子帶並進行報告,除了被選擇的子帶索引之外,還包括一個反映被選擇子帶的M個子帶之上平均通道品質的CQI和一個反映整個下行鏈路載波頻寬之上平均通道品質的頻寬CQI;子帶大小2-4個資源塊;
3、設定的報告,其中終端報告反映整個下行鏈路載波頻寬之上通道品質的頻寬CQI以及每個子帶對應的一個CQI;子帶大小4-8個資源塊;
由網路設定的週期性報告將以一個特定週期進行傳送;週期性報告在PUCCH之上傳輸;
LTE系統中支援兩種週期性報告:
1、頻寬報告,採用單一CQI值反映整個小區頻寬上的平均通道品質,如果使能PMI報告,則報告一個整個頻寬有效的PMI;
2、UE選擇的報告,與非週期性不同,整個頻寬被分為1-4個頻寬段,頻寬段的數量從小區頻寬中獲得;對於每個頻寬段,終端選擇其中最好的子帶;子帶大小4-8個資源塊;
不論非週期性或週期性,通道狀態報告都需要測量通道特性以及干擾電平;
測量干擾電平是一個CSI必須要做的,該測量會受到相鄰小區傳輸的干擾;
傳輸模式10,為網路提供了一個控制在哪些資源元素進行干擾測量的工具;基礎就是CSI干擾測量CSI-IM設定,其中CSI-IM設定是一個子幀內該終端用於干擾測量的一組資源元素;對應CSI-IM設定的資源元素上的接收功率被用作干擾的估計;規定對單一子幀進行干涉測量,從而避免終端專用的且網路未知的子幀之間干擾被平均;
一個CSI-IM資源通常對應於一個無資訊從該小區或者特定傳輸點傳送的CSI-RS資源;
由CSI-IM不會與相鄰小區的CRS發生碰撞,但是PDSCH可能會,干擾測量可以更好的反映相鄰小區中的傳輸活動,從而獲得一個低負荷時更準確的干擾估計;
第11版提供了在一個終端中支援高達4個CSI程序的可能性,其中一個CSI程序是由一個CSI-RS設定和一個CSI-IM設定來定義的;
根據CQI而非訊雜比的反饋報告簡化了終端的測試;當採用CQI指示的調變和編碼方案時,如果一個終端傳送資料超過了10%的塊錯誤概率則認為測試失敗;多個CQI報告,每個均代表下行鏈路頻譜的特定部分內的通道品質,可作為CSI的一部分;
CSI中與多天線相關的部分由RI和PMI組成;
RI僅由設定為空間複用傳輸模式之一的終端進行報告;
PMI為eNodeB提供了更傾向採用的預編碼器的指示,以RI所指示的層數為條件;
對於預編碼器建議兩種網路選擇:
1、網路可以聽從最新的終端建議,這種情況下基站只有確認:終端推薦的預編碼器設定被用於下行鏈路傳輸;收到此類確認,終端在解調和解碼相應的DL-SCH傳輸時將使用它推薦的設定;
2、網路可以選擇不同的預編碼器,那麼採用哪個編碼器的資訊需要直接包含在下行鏈路排程分配中,那麼終端在解調和解碼的DL-SCH時將採用該設定;
由終端提供的預編碼器沒有明確表示,但作為一組預定義矩陣,一個所謂碼本的一個索引方式予以提供;終端從這組矩陣中選擇哪個作為最佳預編碼器,取決於天線埠數;
對於2或4個天線埠的情況,預編碼器集合都為基於碼本的預編碼方案提供碼本;
對於8個天線埠,碼本需要面向緊密間隔的交叉極化天線元件進行修正,並且碼本需要涵蓋8個緊密間隔的線性極化天線情況;
碼本中所有預編碼器可以分解為W=W1xW2,其中用於W1的可能條目建模了長期/頻寬方面,如波束成形;用於W2的可能條目則關注短期/頻率選擇性的特徵,如極化特性;
對於2、4、8天線埠,網路可以限制終端選擇其推薦的預編碼器的矩陣集合,來避免報告不適用於實際使用天線安裝的預編碼器;
對於大量天線元件的CSI反饋,有兩大類處理方法:單元件報告和單波束報告;
單元件報告:每個CSI參考訊號被對映到天線單元和反饋,由基於對所有不同CSI參考訊號進行測量的高維度預編碼矩陣構成;
單波束報告:意味著每個CSI參考訊號是通過所有天線單元來波束成形形成的;終端測量波束成形的並且已經設定為可以被測量的CSI參考訊號,在這些波束中推薦一個最合適的波束用於後續的資料傳輸;
CSI報告型別A(單元件報告),每個天線元件為每個極化方向傳輸一個唯一的CSI參考訊號;基於這些參考訊號的測量,終端計算出推薦的預編碼器以及該預編碼器條件下的RI和CQI;
相同的碼本結構用於8、12、16天線埠,將所有預編碼分解為W=W1xW2,其中W1建模了長期/頻寬方面,W2關注短期/頻率選擇性特徵;
每個天線元件和每個極化方向都傳送一個CSI參考訊號可能會導致覆蓋問題,因為沒有天線陣列增益而可能需要概率提升來進行彌補;
CSI報告型別B(單波束報告),終端在相對較少數量的波束成形CSI參考訊號上進行測量;可以使用任意大的天線陣列;
可以在終端中每個CSI程序設定最多8個CSI-RS資源,其中每個CSI-RS資源包含每個波束1、2、4、8個天線埠;
一旦設定了1、2、4、8天線埠的單一CSI-RS資源,則使用選用天線埠對的碼本,每個埠對應一個波束,終端可能給每個子帶選擇優選波束;
從覆蓋的角度來看,波束成形的CSI參考訊號是有益的,可用於非常大的天線陣列;帶來了波束搜尋和波束追蹤的挑戰,解決這個挑戰:
1、一種是在一大組固定波束中傳輸發現參考訊號,並利用來自終端的發現訊號測量報告來確定相關的方向;該方法適用於緩慢移動的終端;
2、一種是通過設定資源在終端中測量,並改變傳送波束成形CSI參考訊號的方向;如果關閉干擾測量在子幀間的平均,就可以實現瞬時CSI測量;