信道狀態信息(Channel State Information,簡稱CSI),無線通信領域用語,就是通信鏈路的信道屬性。它描述了信號在每條傳輸路徑上的衰弱因子,即信道增益矩陣H中每個元素的值,如信號散射,環境衰弱,距離衰減等信息。
信道狀態信息 CSI可以使通信系統適應當前的信道條件,在多天線系統中為高可靠性高速率的通信提供了保障。完整的CSI通過三個維度描述:時、頻、空,分別對應著無線信道隨時間、載頻、空間分布不同所經歷的變化。
5G 新空口 (NR) 為 CSI 采集規定了新的波束管理框架,以減少測量結果和報告結果之間的耦合,從而動態控制不同的波束。
CSI其實描述了無線信號在發射機和接收機之間的傳播過程,其中包含了距離、散射、衰落等對信號的影響。

其中,Y為接收端的信號向量,X為發射端的信號向量,H表示信道狀態矩陣,N代表高斯白噪聲。
CSI也就是矩陣H,是每個子載波信道信息的集合:

(1)對幅度的提取
如上所述,對CSI信息只提取幅度,不進行任何其他處理的情況下,可以得到一次測量(即一個數據包)中408個子載波的幅度信息,如下圖所示。

前期有一些評估結果,LOS場景周圍環境不變的情況下,同一位置的幅度是比較穩定的。
(2)對相位的提取
CSI記錄了每個子載波的相位信息,但是原始相位信息存在誤差,主要是接收機和發射機的中心頻率往往不能精確同步(頻偏),接收機在下變頻時,往往會產生載波頻率偏移(carrier frequency offset, CFO)。另外ADC也會產生采樣頻率偏差(sampling frequency offset,SFO)。
第i個子載波相位可以表示成:

其中,φ?是真實相位信息,δ?是接收機的定時偏移,β?是未知的相位偏移,Z是相位測量噪聲。k表示第i個子載波的索引,N是FFT size。
由于上述各種誤差偏移的存在,從CSI中提取出來的原始相位信息是不能直接拿來用的。
假定測量噪聲Z的值較小,要消除掉??和??部分的誤差(可能無法確切的知道具體值是多少),可以通過線性變換的方式,令:

其中,a是接收響應的相位的斜率,b是偏移。

總結,由于無法獲取到真實的相位,只能得到校準的相位和真實相位之間的關系,相差一個跟頻率相關的常量倍數Ci。
從參考文獻中找到的經過線性處理的相位信息,與原始相位相比穩定很多。
信道狀態信息 (CSI) 指的是通信鏈路的已知屬性,它有助于提高?5G NR?波束賦形的可靠性。5G NR 為 CSI 采集規定了新的波束管理框架,以減少 CSI 測量和報告之間的耦合,從而動態控制不同的波束。CSI使用信道估計 來智能地改變預編碼,使波束適應特定用戶。CSI信息越好、越精確,鏈路適應性就越好。CSI 還可以用于均衡等其他目的,從而適應發射 (Tx) 信道 內的頻率相關變化。
信道狀態信息CSI作用
在信道狀態信息CSI測量中,CSI參考資源是非常重要的一個概念。下面介紹CSI參考資源的作用。
Indicator of Channel Quality - CQI是個啥?
5G網絡中終端(UE)在上報網絡質量及無線質量的CSI報告中包括:信道質量指示(CQl)、預編碼矩陣指示(PMI)、CSI-RS資源指示(CRI)、SS/PBCH塊資源指示(SSBRI)、層指示(L )、秩指示(RI)、L1-RSRP、L1-SINR等信息。
5G中的CQI與4G(LTE)相同,5G中CQI取值范圍0~15;CQl是無線網(gNB)提供有關最高調制方案和適合下行鏈路傳輸碼率(MCS)的基礎信息,以實現給定信道條件所需的誤塊率(BLER)。
CSI與CQI
在5G網絡中CSI參考資源是一組下行頻域和時域資源,按照 TS38.214第5.2.2.5節中的定義進行配置。gNB傳輸占用CSI參考資源的資源塊的單個物理下行鏈路共享信道(PDSCH)傳輸塊,其調制方案和目標碼率的組合對應于每個CQI索引。CQl是終端(UE)選擇調制和編碼方案最高索引,在PDSCH中進行傳輸時可被終端接收。
此外,即使是對于同一個UE,不同的數據包大小TBS,也會得到不同的BLER。例如,SINR = 10dB。如果當前傳輸的TBS為1000bit,選擇一個特定的MCS傳輸,其BLER為0.01。如果采用TBS為500bit,選擇相同的MCS傳輸,其對應的BLER可能為0.1。二者是不同的。
因此,在量化CQI的時候,就需要用到CSI參考資源這樣的概念。gNB需要知道UE的CQI是在什么情況計算得到的。
假設UE采用CSI-RS進行信道測量,得到信道狀態,例如SINR。UE會假設在CSI參考資源上傳輸一個下行數據包,且對應的信道狀態就是CSI-RS測量得到的。此時,UE從CQI表格中選擇一個CQI,該CQI能夠使假設傳輸的下行數據包在測量得到的信道狀態下傳輸時BLER小于Target BLER。Target BLER是gNB配置的。
網絡設備可以給終端設備配置周期性的測量資源。如下圖中黃色柱子所示,對于紅色標注的CSI上報,究竟會采用哪個測量資源進行測量呢。是通過CSI參考資源確定的。現有技術規定,CSI上報所對應的測量資源必須位于CSI參考資源之前。也就是說,下圖中藍色柱子標注的CSI參考資源之前的測量資源才可能用于CSI的測量。至于在紅色虛線框中哪個資源測量。網絡設備可以通過高層信令進一步配置。例如,可以配置只采用最后一個資源測量。或者可以配置支持平滑,也就是說,可以用紅色方框中的所有資源,具體怎么用,UE自我實現。
原因一方面是為了gNB需要知道UE是通過哪個/些測量資源得到的。另一方面,也是為了保證UE的實現能力。也就是說,UE只會采用CSI參考資源之前的資源進行CSI測量。這樣來看,從測量到上報UE有足夠的時間把CSI處理完。

snr是信噪比嗎信噪比 (SIGNAL-NOISE RATIO - SNR),是指一個電子設備或者電子系統中信號與噪聲的比例。
這里面的信號指的是來自設備外部需要通過這臺設備進行處理的電子信號,噪聲是指經過該設備后產生的原信號中并不存在的無規則的額外信號(或信息),并且該種信號并不隨原信號的變化而變化。
信號失真
同樣是“原信號不存在”還有一種東西叫“失真”,失真和噪聲實際上有一定關系,二者的不同是失真是有規律的,而噪聲則是無規律的。
信噪比的計量單位是dB,SNR計算公式是

在音頻放大器中,我們希望的是該放大器除了放大信號外,不應該添加任何其它額外的東西。因此,信噪比應該越高越好。
狹義來講,信噪比SNR是指放大器的輸出信號的功率與同時輸出的噪聲功率的比,常常用分貝數表示,設備的信噪比越高表明它產生的噪聲越少。
一般來說,信噪比越大,說明混在信號里的噪聲越小,聲音回放的音質量越高,否則相反。信噪比一般不應該低于70dB,高保真音箱的信噪比應達到110dB以上。
信噪比SNR的重要意義
信噪比SNR用來衡量系統的質量。對于通信系統而言,SNR是示有效信號和噪聲之間的比率,并可是示出系統在接收時處于何種情況,以及有多少數據由噪聲和千擾所完全抹去。
信噪比SNR也可用來測量音頻信號的干凈程度。同樣,SNR 以用來提高圖像和視頻信號的質量,尤其是在處理復雜場景或圖像包含大量細節時,SNR 會表現出更加明顯的優勢。
SNR是信號噪聲比,SNR的計算或預估計都需要計算信號功率,與CSI的幅值。
需要更多信道狀態信息CSI,請閲讀白皮書:
低信噪比 (SNR) 更多帶寬并不意味著更多容量嗎?

“容量的增長率在非常高和非常低的帶寬下都會下降。 技術正在開放毫米波頻率,每個人都在尋求更高的數據吞吐量,這可以通過更寬的帶寬來實現。 那么,寬帶毫米波會成為答案嗎? 也許。?香農-哈特利定理直接將帶寬和信道容量聯系起來,而毫米頻率是最有希望找到該帶寬的地方?!?/span>
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