在Rel-10 LTE-A中，支持緊湊的one-size-fit-all?基于碼本的上行MIMO系統(tǒng)，其中上行g(shù)rant（包含DCI?format4）包括單個(gè)PMI字段（以及RI）。此PMI表示UE用于預(yù)定UL傳輸?shù)膯蝹€(gè)預(yù)編碼矩陣。因此，采用寬帶上行預(yù)編碼。

對(duì)于NR MIMO，系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了以下設(shè)計(jì)原則，匯總見表1：

1.?在各種場景中，在爭取單一框架的同時(shí)，促進(jìn)多樣性和多路復(fù)用增益之間的靈活權(quán)衡。例如，所選MIMO傳輸方案可以配置為適應(yīng)低速到高速UE。此通用框架用于：

1)?6GHz以上及sub-6GHz：通過潛在規(guī)范支持和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的組合，可容納在6GHz以上（例如掃頻波束結(jié)構(gòu)）使用模擬/混合波束賦形施加的特定設(shè)計(jì)限制。

2.?根據(jù)LTE的設(shè)計(jì)原理，在設(shè)計(jì)MIMO組件（如CSI報(bào)告和碼本）時(shí)假定使用雙極化天線陣列。

3.?在上行mimo用例中，要求高頻譜效率的eMBB是一個(gè)明確的用例。URLLC還可以從低階上行波束賦形中獲益。另一方面，由于mMTC UE是低成本、復(fù)雜度低、功率額定值較低的UE，因此它可能與mMTC無關(guān)。

1)?如果SC-FDMA的可能用例僅為mMTC，則可以假設(shè)OFDMA設(shè)計(jì)上行NR?MIMO。

4.?DL和UL NR MIMO的最大層數(shù)與LTE保持相同。由于高階SU-MIMO傳輸?shù)念l譜效率不太可能提高，因此沒有強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)來增加每個(gè)UE的最大空間復(fù)用增益。

基于上述原則，可以進(jìn)行以下增強(qiáng)：

1.支持動(dòng)態(tài)（類似于Rel-10上行?MIMO）和半動(dòng)態(tài)波束賦形，其中UE可以配置為兩種模式中的一種

2.支持上行MIMO的頻率選擇性預(yù)編碼，以及頻率非選擇性預(yù)編碼

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類似于下行NR-MIMO，上行NR-MIMO將受益于圖1所示的動(dòng)態(tài)和半動(dòng)態(tài)波束賦形。然而，與下行不同的是，上行MIMO可能需要根據(jù)雙工方案不同地實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)在gNB或UE處可用精確的上行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(dòng)態(tài)波束賦形尤其適用。在這種情況下，UE可以通過窄定向波束傳輸數(shù)據(jù)，因?yàn)榭梢栽L問準(zhǔn)確的定向信息。對(duì)于FDD，gNB可以經(jīng)由下行控制信道（例如UL?grant）向UE發(fā)送預(yù)編碼向量/矩陣（或向量/矩陣）的選擇。在接收到這種預(yù)編碼信息時(shí)，UE應(yīng)使用相關(guān)聯(lián)的預(yù)編碼器將所請求的UL數(shù)據(jù)發(fā)送到gNB。該預(yù)編碼信息由gNB動(dòng)態(tài)地更新。

半動(dòng)態(tài)波束賦形尤其適用于在gNB或UE處上行CSI質(zhì)量受損時(shí)（例如，高UE速度和差的小區(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)。這種循環(huán)模式可以是固定的，也可以用信號(hào)通知UE。相同的碼本可用于動(dòng)態(tài)和半動(dòng)態(tài)波束形成。

預(yù)編碼支持

為了支持動(dòng)態(tài)波束賦形，可以使用基于碼本的MIMO傳輸，其中UL授權(quán)（包含相關(guān)DCI）包括單個(gè)預(yù)編碼信息（PMI）字段（連同RI）。該P(yáng)MI指示UE用于調(diào)度上行傳輸?shù)膯蝹€(gè)預(yù)編碼矩陣。因此，一個(gè)預(yù)編碼器或波束賦形應(yīng)用于該UE的所有調(diào)度PRB（“wideband”或頻率非選擇性預(yù)編碼）。Rel-10 LTE支持此功能，其中DCI?format4用于此目的。因此，該方案可方便地用于NR。

當(dāng)UE被分配少量連續(xù)RB時(shí)，頻率非選擇性預(yù)編碼往往表現(xiàn)良好。然而，對(duì)于其他情況，頻率非選擇性預(yù)編碼是次優(yōu)的。例如，當(dāng)上行系統(tǒng)帶寬較大或UE被分配了多個(gè)RB集群時(shí)，使用單個(gè)預(yù)編碼向量/矩陣將導(dǎo)致顯著的性能損失。

因此，支持用于上行NR-MIMO的頻率選擇性預(yù)編碼是有益的。然而，主要的困難與下行信令有關(guān)。如果將此信令作為DCI的一部分執(zhí)行，則所需的開銷將增加，因?yàn)?/span>PMI的數(shù)量將隨著更大的資源分配而增加。因此，應(yīng)該限制每個(gè)DCI的PMI的數(shù)量，以避免過多的下行信令開銷。

對(duì)于半動(dòng)態(tài)波束賦形，盡管一組（因此多個(gè)）預(yù)編碼向量/矩陣用于預(yù)編碼器循環(huán)，但不需要在DCI上發(fā)信號(hào)通知多個(gè)PMI。相反，如果要?jiǎng)討B(tài)地用信號(hào)通知預(yù)編碼器組信息，則可以使用指示預(yù)編碼器組的選擇的PMI字段。

TDD上行MIMO

當(dāng)上下行互易性是可行的，例如對(duì)于TDD場景，UE可以從測量下行CSI-RS獲得上行信道的估計(jì)。在這種情況下，UE可以為給定的資源分配計(jì)算其自己的預(yù)編碼器。這似乎消除了經(jīng)由下行控制信道發(fā)信號(hào)發(fā)送預(yù)編碼器信息DCI字段的需要，并且不需要額外的下行控制開銷。

然而，盡管UE能夠獲得上行信道的估計(jì)以導(dǎo)出其預(yù)編碼器，但是由于缺少上行干擾信息（主要是小區(qū)內(nèi)干擾，其只能在gNB處獲得），該預(yù)編碼器計(jì)算可能不準(zhǔn)確。這在上行多用戶MIMO（MU-MIMO）時(shí)尤其相關(guān)。在這種情況下，可以使用以gNB為中心的預(yù)編碼器計(jì)算以及下行信令。

因此，使用CSI-RS通過互易性來估計(jì)上行CSI對(duì)于TDD仍然需要研究。如果可以通過CSI-RS可靠地估計(jì)UL CSI，則不需要在DCI字段中包括預(yù)編碼器信息。

參考信號(hào)

與Rel-10?LTE類似，上行信道測量和解調(diào)分別由SRS和上行DMRS來促進(jìn)。在功能方面，除了以下附加功能外，將共享LTE提供的框架。

為了便于在gNB處進(jìn)行TDD的下行CSI測量（除了上行信道測量之外），SRS應(yīng)設(shè)計(jì)為最多提供8個(gè)端口。這允許gNB在假設(shè)8個(gè)RX天線的情況下測量下行?CSI。因此，預(yù)計(jì)SRS容量將很高。另外，雖然周期性和非周期性SRS都可以被支持，但是非周期性SRS是默認(rèn)的SRS操作，特別是對(duì)于高空間分辨率上行信道測量。SRS資源利用效率和減少不必要的干擾。周期SRS主要用于鏈路維護(hù)。為了便于上行解調(diào)，上行DMRS被設(shè)計(jì)為每個(gè)UE最多4個(gè)端口。