CSIRS资源映射

CSIRS（Channel-State Information Reference Signal）是一种在5G通信系统中使用的参考信号。它用于获取基站和用户设备之间的信道状态信息（CSI），以便进行信道估计和反馈。这些信息对于实现多种5G技术和功能非常重要，如波束赋形、干扰消除和自适应调制等，有助于提高5G网络的性能、容量和可靠性，从而满足日益增长的无线通信需求。
CSIRS信令结构如下，可以配置CSIRS参考信号的发送功率偏移、周期和偏移、在slot内的时频域和端口配置等。
NZP-CSI-RS-Resource ::= SEQUENCE {
nzp-CSI-RS-ResourceId NZP-CSI-RS-ResourceId,
resourceMapping CSI-RS-ResourceMapping,
powerControlOffset INTEGER (-8..15),
powerControlOffsetSS ENUMERATED{db-3, db0, db3, db6} OPTIONAL, -- Need R
scramblingID ScramblingId,
periodicityAndOffset CSI-ResourcePeriodicityAndOffset OPTIONAL, -- Cond PeriodicOrSemiPersistent
qcl-InfoPeriodicCSI-RS TCI-StateId OPTIONAL, -- Cond Periodic
...
}
 
CSI-RS-ResourceMapping ::= SEQUENCE {
frequencyDomainAllocation CHOICE {
row1 BIT STRING (SIZE (4)),
row2 BIT STRING (SIZE (12)),
row4 BIT STRING (SIZE (3)),
other BIT STRING (SIZE (6))
},
nrofPorts ENUMERATED {p1,p2,p4,p8,p12,p16,p24,p32},
firstOFDMSymbolInTimeDomain INTEGER (0..13),
firstOFDMSymbolInTimeDomain2 INTEGER (2..12) OPTIONAL, -- Need R
cdm-Type ENUMERATED {noCDM, fd-CDM2, cdm4-FD2-TD2, cdm8-FD2-TD4},
density CHOICE {
dot5 ENUMERATED {evenPRBs, oddPRBs},
one NULL,
three NULL,
spare NULL
},
freqBand CSI-FrequencyOccupation,
...
}
CSI-FrequencyOccupation ::= SEQUENCE {
startingRB INTEGER (0..maxNrofPhysicalResourceBlocks-1),
nrofRBs INTEGER (24..maxNrofPhysicalResourceBlocksPlus1),
...
}
 
CSI-ResourcePeriodicityAndOffset ::= CHOICE {
slots4 INTEGER (0..3),
slots5 INTEGER (0..4),
slots8 INTEGER (0..7),
slots10 INTEGER (0..9),
slots16 INTEGER (0..15),
slots20 INTEGER (0..19),
slots32 INTEGER (0..31),
slots40 INTEGER (0..39),
slots64 INTEGER (0..63),
slots80 INTEGER (0..79),
slots160 INTEGER (0..159),
slots320 INTEGER (0..319),
slots640 INTEGER (0..639)
}
频域RE位置
对于row1、row2、row4，bit string中置1的数量只能为1，
row1：k0 = [0..3]
row2：k0 = [0..11]
row4：k0 = [0..2]*4
其他row：k0 = [0..5]*2
端口数和码分复用
CDM（Code Division Multiplexing)
在协议中我们应该知道CSI-RS resource的port数量可以是单个port，也可以是multi-port，最多到32个port。多个CSI-RS port可以在相同时频资源上通过CDM的方式加以区分和映射。
CSIRS资源的port数 = 频分数 * CDM group num
在协议中CSI-RS的CDM种类有4种，种类可以根据RRC中的参数cdm-Type得知，{noCDM, fd-CDM2, cdm4-FD2-TD2, cdm8-FD2-TD4}，其中noCDM就是将CSI-RS只映射在一个RE上，没有码分的概念，其余3种如下所示：
FD-CDM2： 在（频域2RE*时域1符号）的2个RE上通过正交码(Orthogonal Cover Code - OCC)实现2个port的复用；
CDM4（FD2，TD2）：在（频域2RE*时域2符号）的4个RE上通过正交码实现4个port的复用；
CDM8（FD2，TD4）：在（频域2RE*时域4符号）的8个RE上通过正交码实现8个port的复用。
在无线通信系统中，发送端通过在对应端口上发送正交序列。每个端口上的信号在传播过程中会经历不同的信道影响，导致其在接收端表现出不同的变化。为了获得关于信道的信息，通常在发送端采用正交序列的方式，这样接收端可以通过对接收到的信号进行处理，并从码分组内恢复出不同端口上的信道估计。在这个过程中，正交序列的优势在于它们之间相互正交，即在接收端可以很好地分离出不同端口上的信号。因此，接收端可以对接收到的信号进行解调和信号处理，以还原出每个端口上的信道估计。

1 载波配置

clear;
clc;
close all;
 
% Carrier configuration
carrier = nrCarrierConfig;
carrier.NCellID = 2; % Cell identity
carrier.SubcarrierSpacing = 30; % Carrier/BWP Subcarrier spacing
carrier.CyclicPrefix = 'normal'; % Cyclic prefix
carrier.NSlot = 0; % Slot counter
carrier.NFrame = 0; % Frame counter
carrier.NStartGrid = 0; % Carrier offset
carrier.NSizeGrid = 273; % Size of carrier in RB

2 CSIRS资源配置

csirs = nrCSIRSConfig;
csirs.CSIRSType = 'NZP'; % 'nzp' | 'zp'
csirs.CSIRSPeriod = 'on'; % 'on', 'off', [periodicity offset]
csirs.RowNumber = 18; % [1..18]
csirs.Density = 'one'; % 'one' | 'three' | 'dot5even' | 'dot5odd'
csirs.SymbolLocations = 13; % value of l_i [0..13]
csirs.SubcarrierLocations = [0;2;4;6]; % value of k_i [k0;k1;k2;k3], row1 k0 [0..3] | row2 k0 [0..3] | row4 k0 [0..3] | other k0..k5 [0..5]*2
csirs.RBOffset = 0;
csirs.NumRB = 272;
 
disp(['CSIRS资源的port数：' num2str(csirs.NumCSIRSPorts),newline,'CSIRS资源的码分多址类型：' num2str(csirs.CDMType)])
CSIRS资源的port数：8 CSIRS资源的码分多址类型：FD-CDM2

3 资源映射

indcsirs = nrCSIRSIndices(carrier,csirs);
symcsirs = nrCSIRS(carrier,csirs);
carrierGrid = nrResourceGrid(carrier,csirs.NumCSIRSPorts);
carrierGrid(indcsirs) = symcsirs;
 
sym_rb = carrierGrid(1:12,14:14,:); % 根据CSIRS时域位置调整 carrierGrid(f,t,p)
disp(reshape(sym_rb,[12,csirs.NumCSIRSPorts]));
列 1 至 5 -0.7071 - 0.7071i -0.7071 - 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.7071 - 0.7071i -0.7071 + 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i -0.7071 - 0.7071i -0.7071 - 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.7071 - 0.7071i -0.7071 + 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i -0.7071 - 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.7071 - 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 列 6 至 8 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i -0.7071 - 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i -0.7071 + 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i -0.7071 - 0.7071i -0.7071 - 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.7071 - 0.7071i -0.7071 + 0.7071i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0000i
对资源网格画图显示
fig = figure;
fig.Position = [100 100 1200 400];
for idx = 1:csirs.NumCSIRSPorts
subplot(1,csirs.NumCSIRSPorts,idx)
imagesc(abs(carrierGrid(:,:,idx)));
set(gca, 'XLim', [10.5, 14.5]);
set(gca, 'XTick', (10:14)+0.5);
set(gca, 'XTickLabel', (10:14));
set(gca, 'XGrid', 'on');
set(gca, 'GridColor', 'white');
set(gca, 'YLim', [0.5, 12.5]);
set(gca, 'YTick', (0:12)+0.5);
set(gca, 'YTickLabel', (0:12));
set(gca, 'YGrid', 'on');
set(gca, 'YDir', 'normal');
xlabel('symbol');
ylabel('RE');
title(['port: ',num2str(idx-1)])
end