1. CSI-RS設計
LTE系統從R10就開始引入了CSI-RS用於信道測量。區別於全向發送的CRS信號和只有數據傳輸時才發送的DMRS信號，CSI-RS信號提供更爲有效的獲取CSI的可能性，同時支持更多的天線端口。NR中需要進一步考慮網絡頻段的部署對高頻段的支持，以及更加靈活的CSI-RS配置以實現多種用途。
NR中的CSI-RS主要用於以下幾個方面：
①獲取信道狀態信息。用於調度、鏈路自適應以及和MIMO相關的傳輸設置。
②用於波束管理。UE和基站側波束的賦形權值的獲取，用於支持波束管理過程。
③精確的時頻追蹤。系統中通過設置TRS（Tracking Reference Signal）來實現。
④用於移動性管理。系統中通過對本小區和鄰小區的CSI-RS信號獲取跟蹤，來完成UE的移動性管理相關的測量需求。
⑤用於速率匹配。通過零功率的CSI-RS信號的設置完成數據信道的RE級別的速率匹配的功能。
2. CSI-RS的應用方式
（1）用於信道狀態信息獲取的CSI-RS
- 此應用支持鏈路自適應和調度而獲得信道狀態信息的功能。爲了支持類似於LTE R14中的Class A（非預編碼CSI-RS）和Class B（波束賦形CSI-RS）CSI反饋，可以通過RRC信令爲UE配置一個或者多個CSI-RS資源集合。每個CSI-RS資源集合包含一個或者多個OFDM符號上。
- 考慮到不同天線端口數和未來可擴展性，NR將時域和頻域上相鄰的多個RE作爲一個基本單元，並通過基本單元的聚合構造出不同端口數的CSI-RS圖樣。
- 每x個端口CSI-RS圖樣基本單元由一個PRB內頻域上相鄰的Y個RE和時域上相鄰的Z個符號組成。
1端口：(Y,Z) = (1,1)
2端口：(Y,Z) = (2,1)
4端口：(Y,Z) = (4,1)或(2,2) - 爲了能夠靈活支持不同天線的虛擬化映射以及碼本的設計，並考慮到實際的應用部署場景，NR支持的端口數爲1、2、4、8、12、16、24、32。其中，8、12、16、24、32端口圖樣均由2或4端口圖樣組合而成。
- **CSI-RS資源映射到一個PRB內的時頻域位置通過信令來指示。**使用二維的指示來表示資源映射位置，可以保證最大的指示靈活度，但是這種方法帶來的信令開銷過大。爲了降低信令開銷，其時頻域位置收到一定限制。
- 在時域上，通過高層信令參數給出最多可能的兩個時域符號位置；
- 在頻域上，高層信令使用位圖方式來指示一個符號上子載波的佔用情況，且所有CSI-RS符號上的子載波佔用情況相同。
- 根據圖樣基本單元、端口數X和密度D的不同，頻域的位圖指示分爲以下四種情況：
① 4比特位圖指示：對應X=1,D=3
② 12比特位圖指示：對應X=1,D=1
③ 3比特位圖指示：對應X=4,D=1,N=1
④ 6比特位圖指示：對應其他所有配置
（2）用於波束管理的CSI-RS
- NR需要在高頻段上支持動態模擬波束賦形，模擬波束賦形權值獲取通常需要通過對導頻信號的波束掃描測量方式獲取。
- CSI-RS可以分別應用於收發波束同時掃描、發送波束掃描和接收波束掃描過程。當與CSI-RS相關聯的CSI上報配置爲RERP(發送波束掃描)或不進行CSI上報時，指示此CSI-RS用於波束管理。
- 由於用於波束管理的CSI-RS只進行波束的測量和選擇，從節省開銷角度考慮，可以使用更少的導頻端口（1端口或2端口）
- 與CSI-RS類似，可以通過RRC信令爲UE配置一個或者多個CSI-RS資源集合。每個CSI-RS資源集合包含一個或多個CSI-RS資源，且每個CSI-RS資源只能配置爲1端口或2端口。
- 此外，爲了區別發送和接收波束掃描，可以通過高層參數指示集合中的所有CSI-RS資源是否都使用相同的下行發送波束進行傳輸。
（3）用於精確時頻跟蹤的CSI-RS
- LTE系統中由於CRS總是在每個子幀發送，因此可以通過測量每個CRS實現高精度的時頻跟蹤。
- NR系統取消了這種持續週期性發送的CRS信號，而是根據UE需要來配置和觸發用於時頻跟蹤的參考信號，這種新的時頻跟蹤參考信號被稱爲TRS信號（Tracking Reference Signal）。
- 由於CSI-RS具有靈活的結構，且可通過靈活的配置增加時頻密度，因此NR中採用一種特殊配置的CSI-RS作爲TRS的設計方案。
- NR系統支持週期性和非週期TRS。週期性TRS爲一個包含多個週期性CSI-RS資源的CSI-RS資源集合，且此資源集合配置中包含一個高層信令指示此資源集合用作TRS。
- 爲了達到一定的時間跟蹤範圍，每個CSI-RS資源爲一個密度爲3的1端口CSI-RS資源。同時爲了達到頻率跟蹤範圍，一個時隙中的TRS符號間隔爲4。TRS只支持1個端口，所以在CSI-RS資源集中配置的所有NZP CSI-RS資源包含相同的端口索引並對應同一個天線端口。
- 對於低頻段，高層給UE配置一個包含4個週期CSI-RS資源的CSI-RS資源集合，這4個資源分佈在兩個連續時隙內，每個時隙包含兩個週期CSI-RS資源，並且這兩個時隙中的CSI-RS資源在時域中的位置相同。
- 對於高頻段，高層給UE配置一個分佈在1個時隙上包含2個週期CSI-RS資源的CSI-RS資源集合，或者配置一個分佈在2個連續時隙上包含4個週期CSI-RS資源的CSI-RS資源集合，並且這兩個時隙中的CSI-RS資源在時域中的位置相同.
- 系統中有許多非週期時間和一些週期事件不能與週期的TRS對齊，會給UE的解調帶來嚴重的影響。此外，在高頻段的波束改變後，也不能接收長時間無法根據TRS進行時頻跟蹤。因此需要在週期TRS的基礎上，引入非週期的TRS信號。
- 非週期TRS與週期TRS的結構相同，如採用相同的帶寬，具有相同的頻域位置和一個TRS burst中具有相同的時隙個數。考慮與非週期CSI-RS的觸發方法的一致性，NR中使用DCI觸發非週期的TRS。
（4）用於速率匹配的CSI-RS
- NR系統採用ZP CSI-RS，即零功率CSI-RS進行速率匹配。配置了ZP CSI-RS的RE均不用作PDSCH信道的傳輸，這些RE被稱作速率匹配RE(RMRE)。
- 爲了靈活的支持對不同類型RMRE的速率匹配功能，ZP CSI-RS相應的分爲週期、半持續和非週期三種類型的配置。可以通過高層信令爲UE配置不同的ZP CSI-RS資源集合，每個集合包含多個ZP CSI-RS資源。每個ZP CSI-RS資源的時頻域指示方式與前述用於CSI獲取的CSI-RS相同。
- 爲了適配不同的應用場景，RMRE通常採用半靜態或者動態信令來指示。
- 如果需要避開其他終端的非週期發送的NZP CSI-RS，就需要使用動態信令來指示。
- 如果完全動態指示非週期NZP CSI-RS會導致DCI過大以至於系統無法支持，則採用半靜態和動態信令結合的指示方法更爲有效。此時終端會被半靜態的配置多個非週期ZP CSI-RS資源來對應可能的NZP CSI-RS資源，通過DCI指示其中的一個或者多個預定義的ZP CSI-RS資源給終端來完成PDSCH的速率匹配。