CSI Reference Signals

CSI-RS

CSI는 기존 CRS를 통한 채널 추정대신 Channel State Indicator로 망에 대한 채널 상태를 제공한다. 셀 특정이지만 UE의 RRC 신호에 의해 구성된다. CSI Referenc signal은 LTE Release 10에서 도입이 되었다. CSI RS는 복조 RS를 추정하여 UE가 채널 상태 정보를 얻기위해 사용을 한다.

LTE Rel. 8에서 셀에서의 최대 4개의 셀 특정 RS를 지원했었다. 하지만 Rel. 10으로 오면서 안테나 전송 8개 레이어 8개를 지원하는 멀티플렉싱을 하기위해 8 셀 참조 신호를 위한 CSI를 확장할 필요가 있었다.

셀 특정의 시간-주파수 밀도는 시간과 주파수 도메인 모두에서 빠른 속도로 채널 변화 등 익스트림 채널 조건과 일관된 복조를 위한 채널 추정을 할 수 있다. 맵핑의 경우 두가지 방식으로 시간 간격과 주파수 간격이 존재한다.

 

듀티 사이클(a)은 PBCH/PSS/SSS 서브 프레임에 전송되는 RB를 제외한 모든곳에 CSI-RS를 맵핑한다.
장점 : 채널 추정기의 구현이 간단하다.
서브 프레임당 채널 추정시 주파수-선택적 채널이 더 정확하다.
단점 : Rel. 8에서의 non-MBSFN의 PDSCH에서 더 많은 CSI-RS의 RE가 비어진다.

 

주파수 호핑(b)은 서브 프레임에 RB의 일부를 CSI-RS로 배치하며, 하나의 서브프레임부터 다른 서브프레임까지 CSI-RS를 구성한다. 서브 프레임에서 보내지는 CSI-RS는 주기적 혹은 비주기적으로 구성된다.
장점 :서브 프레임에서 Rel.8 DL 성능은 CSI-RS RE가 비어짐으로 인하여 충돌이 적어진다.
하나의 서브프레임은 별도의 RB에서 여러셀의 CSI-RS를 할수 있기 때문에 CoMP 측정에서의 이득이 생긴다.
단점 : 서브 프레임당 채널 추정은 채널 추정 정확성이 주파수-선택적에 비해 열세하다.그러나 CSI-RS를 포함하는 여러 서브프레임을 추정할 때는 저속 LTE-A UE를 위해 저하 보상이 가능하다.

Intra-cell pattern

그림 2는 2/3/8 port들 측면에서의 intra-cell CSI RS 패턴을 보여준다. 이 그림에서 주파수-연속적 2/4/8 RE는 단일 셀에서 CSI RS 포트에 할당되어 있는지 확인할 수 있다. CSI RS 포트는 연속적 2 RE(그림에서 파란색 곡선에 의해 포함 RE)를 차지하는 두개의 포트로 구성되어 각각의 여러 그룹으로 나누어진다. 추가로 그룹사이의 FDM 뿐만아니라 길이 2 직교 CDM 제안이 각 쌍에서 두개의 포트의 분리되서 사용된다. 다행히 두 주파수 연속 RE를 통해 채널이 CSI RS 포트간의 주파수 평면과 직교성이 많이 파괴되지 않는것으로 간주 될 수 있다.

Inter-cell pattern

2/4 포트에서, 1 OFDM 심볼은 최소 셀 클러스트중에 3 cell 직교 주파수-이동을 지원 할 수 있다. intra-cell 패턴 및 셀 특정 서브캐리어의 변화와 대응 셀간 inter-cell 다중화 패턴은 그림 3에 표시된다.

포트 8을 들어 하나의 서브프레임은 오직 하나의 셀의 CSI RS를 지원할수 있다. 셀-특정 서브프레임 변화는 다른 셀 클러스터 중 랜덤에 사용되는 셀 클러스터와 서브캐리어의 변화에서 TFDM 직교성을 지원하는데 사용된다.

추가 셀 특정 서브프레임의 변화는 다른 클러스터에서 셀간 간섭을 무작위 도입할 수 있다.

CSI-RS는 맵핑시 DM-RS에서 하나가 추가된 FDM, TDM, CDM을 지원한다. 일반적으로는 CDM-TDM의 조합과 OCC length 2가 사용이 된다

CSI-RS Inter-cell design

PDSCH Muting

RE muting에서 PDSCH의 뮤팅은 PDSCH 뮤팅과 CRS가 없는 CSI-RS에 비해 Inter-cell 채널 측정 성능과 CoMP UE 처리량 성능이 향상되며, 향후 릴리즈에서의 Inter-cell 측정에 필요로 CoMP 계획에 유용하다. 또한 Inter-cell 뿐만아니라 Intra-cell에서도 성능향상이 도움이 되는데 PDSCH를 뮤팅하지 않았을 경우 이웃 셀간의 간섭이 이루어지기 때문이다. 반면 뮤팅시 오버헤드의 증가로 인하여 데이터 속도에 대한 미미한 열화가 나타날 수 밖에 없지만 PDSCH 전송에 대한 간섭을 제거하기 위해서는 필수적인 방법이다. 이에 대해 다른 오버헤드를 줄이기 위하여 CSI-RS를 사용하지 않고 뮤팅만을 사용하는 방법등이 제안 됬지만, 이 경우 더 많은 복잡성등의 이유로 수용되지 못하였다.

Reference

Huawei R1-101954

Samsung R1-093375

NTT DOCOMO R1-101214

CATT R-104324