5G NR的CSI-RS参考信号相比LTE系统中的CSI-RS参考信号内涵更加丰富，主要功能分为两大类，其中一大类是为了辅助接收下行PDSCH共享信道，主要涵盖如下三种作用，时频域的追踪定位、RRC连接态下物理信道的覆盖电平RSRP计算以及基于波束级别的移动性测量；另外一大类的作用就和LTE系统中所定义的CSI-RS类似，对下行信道质量进行测量并进行信道状态上报以供基站进行链路自适应调整。LTE系统中无论在空闲态还是连接态都可以通过CRS的位置进行OFDM符号以及子载波间的同步,而5GNR系统中并没有使用小区级的CRS参考信号,因此时频资源间的同步就需要利用CSI-RS予以代替。5G NR为了满足CSI-RS的多种功能需求，在设计时可以进行CSI-RS的多样性配置，最大配置数量为112，每种CSI配置又可包含CSI资源分组，一种CSI配置最多包含16个CSI-RS（NZP/ZP）资源集合，而每个小区资源集合最多为64个（ZP模式为16个）。CSI-RS资源集合进一步可配置为多个CSI-RS资源，一个资源集合最多可配置为64个CSI-RS资源（ZP模式为16个），而一个CSI配置则最多包含192个CSI-RS资源（ZP模式为32个）。之所以可以配置的CSI-RS如此之多，主要是为了预留给波束级别测量和移动性管理使用。
UE预期通过高层信令配置参数trs-Info{ture}所配置UE专属CSI-RS资源集合实现连接状态下的时频细颗粒度同步。为了实现时频同步，对于sub 6G（FR1）的频率范围，UE可以被配置1个或者多个NZP CSI-RS资源集合，每个资源集合包含4个周期NZP CSI-RS资源，4个周期NZP CSI-RS资源在连续两个时隙中进行传输，每个时隙传输2个周期NZP CSI-RS资源。高层配置参数trs-Info是一个重要标识，与之相关的周期与非周期NZP CSI-RS资源都可以用来进行时频域同步，此种情况下UE不需要进行CSI上报的相关配置。
CSI-RS还可以作为下行物理层信道质量评估的手段, 例如协议中定义CSI-RSRP,CSI-RSRQ 以及CSI-SINR等指标。在高层参数配置为repetition{on}，同时trs-Info不配置，并且CSI-RS资源集合中所有CSI-RS资源的天线端口数（nrofPorts）只能配置为相同的1或2的情况下，所对应的CSI-RS资源集合中的所有CSI-RS资源都用来进行物理层测量指标计算。高层参数repetition{on}意味着在CSI-RS资源集合中的所有CSI-RS资源配置具备相同的下行空域传输滤波方式。关于CSI-RS涉及物理层指标计算的应用，CSI需要在 CSI上报配置中将reportQuantity设置为"cri-RSRP"或者"none"。
在移动性管理方面，除了类似4G传统的小区级移动性管理流程，5G NR还引入了波束级别的移动性管理流程，不同于小区级别移动性管理，波束级别的移动性管理不需要触发明确的RRC信令流程，而通过物理层和MAC层控制信令实现。5G NR基于波束级别的移动性测量可以使用与初始下行BWP相关的SSB实现，如果对于其他下行BWP，波束级别的移动性测量可以基于CSI-RS参考信号。测量配置参数由RRC重配信令流程中的CSI-RS-ResourceConfigMobility消息体携带，如果associatedSSB没有配置，UE根据消息体中所配置CSI-RS资源进行测量，同时可以根据服务小区授时确定CSI-RS资源的授时。反之，如果associatedSSB进行了配置，UE可以基于待测小区时间确定CSI-RS资源授时，此外，如果UE没有检测到与待测CSI-RS资源相关的SSB，UE不需要侦测相应的CSI-RS资源。高层参数isQuasiColocated表征了相关SSB（associatedSSB）与待测CSI-RS资源的信道相关性。当UE配置了DRX，UE不需要在“静默期”进行邻小区CSI-RS资源的测量，只需要在“活跃期”针对配置的CSI-RS进行测量。根据UE的测量能力以及测量效率必要性，协议规定移动性测量所需要CSI-RS的资源配置数量上可不需要特别多，例如当配置了相关SSB（associatedSSB）时，UE可不期望CSI-RS资源数量超过96，没配置相关SSB时，UE可不期望CSI-RS资源数量超过64，此外，UE应假定待测CSI-RS的码域类型为'No CDM'，并且对应天线端口为单端口传输。
CSI-RS的另一大类重要作用是UE辅助用来进行测量并进行CSI信息上报。5G NR中ChannelState Information(CSI)包含如下内容，Channel QualityIndicator(CQI),precoding matrix indicator(PMI),CSI-RS resourceindicator(CRI),SS/PBCH Block Resource indicator(SSBRI),layer indicator(LI),rankindicator(RI)和上文提及到的L1-RSRP。这些UE上报信息需要基站gNB控制分配特定的时频资源实现传输。UE可以通过周期、非周期、半持续的方式实现CSI信息上报，上报设置相关参数通过CSI-ReportConfig消息体获取。CSI周期上报通过PUCCH信道进行传输，非周期上报通过解码DCI动态调度在PUSCH信道传输，半持续上报既可以在PUCCH信道传输，也可以通过DCI解码激活后在PUSCH信道传输。CSI-RS配置也存在三种传输方式，分别是周期CSI-RS、非周期CSI-RS和半持续CSI-RS，CSI-RS配置与CSI上报方式的关系见表1。
表1 CSI-RS配置资源方式与CSI上报方式对应关系
CSI-RS 配置 | CSI 周期上报 | CSI半持续上报 | CSI 非周期上报 |
周期CSI-RS | 非动态触发或激活，由RRC高层配置 | UE通过收到激活指令实现在PUCCH信道半持续上报CSI；UE动态解码DCI触发CSI在PUSCH信道半持续上报CSI | 由DCI解码动态触发，另外也可以采取MAC层激活指令 |
半持续CSI-RS | 不支持 | UE通过收到激活指令实现在PUCCH信道半持续上报CSI；UE动态解码DCI触发CSI在PUSCH信道半持续上报CSI | 由DCI解码动态触发，另外也可以采取MAC层激活指令 |
非周期CSI-RS | 不支持 | 不支持 | 由DCI解码动态触发，另外也可以采取MAC层激活指令 |
UE还可以通过测量网络侧配置的周期CSI-RS资源实现5G NR载波聚合场景下任意（主/辅）小区非初始BWP的链路质量监测（注：主小区初始BWP链路指令监测可以通过SSB评估），并向高层通知（同步/失步）状态
在5G NR系统中，除了非零功率(non-zero-power,NZP)参考信号，还定义了另外一种称作零功率（zero-power, ZP）参考信号(注：LTE在R13版本之后对于CSI-RS定义也增加了ZP CSI-RS作为发现信号)。顾名思义“零功率”意味着信号不实际传输，只作为物理资源的占位符。ZP-CSI-RS参考信号与NZP-CSI-RS参考信号配置传输方式一样，也包括周期、非周期与半持续传输三种方式。之所以引入“零功率”不实际传输的CSI-RS参考信号的概念主要基于与LTE系统共频段这种场景的考量，需要通过在5G PDSCH信道中引入零功率的打孔占位符以其与LTE CRS信号错开。为达成该目的，还可以采取在初始BWP小区级消息体ServingCellConfigCommon中设置相关参数配置实现。UE应假定这些零功率CSI-RS占位不用作PDSCH信道传输，不论PDSCH是否与零功率CSI-RS占位相冲突，UE都需进行零功率CSI-RS的测量或接收。
5G NR中CSI-RS是复值信号，类似DMRS参考信号得产生机制,其基础序列定义如下：
其中作为加扰作用的伪随机序列与4G中伪随机序列定义一致，都是长度为31的“高德序列”（Gold sequence），对于每一个OFDM符号都需要对伪随机序列重新进行初始化。实际传输的NZP CSI-RS参考信号是根据该基础序列在时频域上扩频产生，同时在物理信道时频域资源上映射的公式如下所示：
在LTE系统中，不同天线端口发射的参考信号通过不同时频域资源进行映射传输，UE依据其在信道传播中的差异性对不同天线端口相关联的信道进行评估，而5G NR系统在关于CSI-RS的资源映射中除了时频域资源，又引入了“码”域资源这一个新的维度，通过正交扩频码得以实现。根据以上公式定义，可进一步明确CSI-RS参考信号所涉及的具体物理信道资源映射：
（1）CSI-RS配置的天线端口数 X：上述公式中X即为CSI-RS的天线端口数，该值由高层参数nrofPorts进行配置，天线端口取值为{1,2,4,8,12,16,24,32}，参见图1，天线端口决定了CSI-RS时频域资源的位置，在5G NR CSI-RS中引入了时频域正交扩频码的理念，因此，当不同天线端口对应相同时域资源时，可以通过正交的扩频码予以区分。
CSI-RS-ResourceMapping information element
--ASN1START
--TAG-CSI-RS-RESOURCEMAPPING-START
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,
...
}
--TAG-CSI-RS-RESOURCEMAPPING-STOP
--ASN1STOP
图1 CSI-RS资源映射参数配置
（2）CSI-RS参考信号密度：参考信号密度由高层参数density进行配置，该参数可在CSI-RS-ResourceMapping（图1）和CSI-RS-CellMobility（图2）两个消息体中获得，这两个消息体作用不同，前者是在系统消息（SIB1）或者通过RRC重配信令根据5GNR中BWP进行时频资源配置的，后者通过RRC重配信令下发用来提前进行邻小区CSI-RS测量，作为后续切换的决策依据。CSI-RS参考信号密度决定了每天线端口对应的CSI-RS以PRB作为基本配置单位在频域上的循环配置图样的稀疏程度，在CSI-RS-ResourceMapping消息体中密度取值为{0.5,1,3}，CSI-RS-CellMobility消息体中密度取值为{1,3}，取值越大意味着相邻PRB上相同天线端口所占频域位置间隔越大（密度越稀疏）。
CSI-RS-ResourceConfigMobility information element
--ASN1START
--TAG-CSI-RS-RESOURCECONFIGMOBILITY-START
CSI-RS-ResourceConfigMobility::= SEQUENCE{
subcarrierSpacing SubcarrierSpacing,
csi-RS-CellList-Mobility SEQUENCE(SIZE (1..maxNrofCSI-RS-CellsRRM)) OF CSI-RS-CellMobility,
... ,
[[
refServCellIndex-v1530 ServCellIndex OPTIONAL -- Need S
]]
}
CSI-RS-CellMobility ::= SEQUENCE {
cellId PhysCellId,
csi-rs-MeasurementBW SEQUENCE{
nrofPRBs ENUMERATED { size24, size48, size96, size192,size264},
startPRB INTEGER(0..2169)
},
density ENUMERATED {d1,d3} OPTIONAL, -- Need R
csi-rs-ResourceList-Mobility SEQUENCE(SIZE (1..maxNrofCSI-RS-ResourcesRRM)) OF CSI-RS-Resource-Mobility
}
CSI-RS-Resource-Mobility::= SEQUENCE{
csi-RS-Index CSI-RS-Index,
slotConfig CHOICE {
ms4 INTEGER (0..31),
ms5 INTEGER (0..39),
ms10 INTEGER (0..79),
ms20 INTEGER (0..159),
ms40 INTEGER (0..319)
},
associatedSSB SEQUENCE{
ssb-Index SSB-Index,
isQuasiColocated BOOLEAN
} OPTIONAL, --Need R
frequencyDomainAllocation CHOICE{
row1 BIT STRING (SIZE (4)),
row2 BIT STRING (SIZE (12))
},
firstOFDMSymbolInTimeDomain INTEGER(0..13),
sequenceGenerationConfig INTEGER(0..1023),
...
}
CSI-RS-Index::= INTEGER (0..maxNrofCSI-RS-ResourcesRRM-1)
--TAG-CSI-RS-RESOURCECONFIGMOBILITY-STOP
--ASN1STOP
图2 CSI-RS移动性资源配置
（3） CSI-RS参考信号的扩频模式cdm-Type（码域资源）：在4G中不同天线逻辑端口传输的参考信号（Cell/UE-specific）通过分配不同时频域资源进行区分，在5G的CSI-RS中引入了“码域”资源的概念，即通过正交码的方式将CSI-RS的天线端口扩展到了32个，这样设计的优势也显而易见，在有限的时频域资源中通过码分的方式将能够同时进行传输的（基于不同天线端口）CSI-RS数量进行扩展，同时引入扩频的机制还能一定程度上提升CSI-RS接收解调的可靠性。CSI-RS扩频模式包含{noCDM（无扩频）, fd-CDM2（扩频因子为2的频域扩频）, cdm4-FD2-TD2（扩频因子为2的时频域扩频）, cdm8-FD2-TD4（频域扩频因子为2，时域扩频因子为4）}四种类型。
（4） 频域资源位置配置参数 frequencyDomainAllocation（频域资源）：UE需要解码该参数中比特映射图（Bitmap）确认CSI-RS频域中RE的具体映射位置，每PRB的RE位置重新按照Bitmap中配置为1的比特位置进行设置更新。除此之外，UE需要根据startPRB/startingRB和nrofPRBs这两个参数确定CSI-RS配置的频域PRB的位置，其中startPRB/startingRB是以公共PRB0位置作为基准，取值为整数4的倍数，例如0、4…。
（5） 时域资源位置配置参数：确定时域资源位置有两类参数，一类是确定时隙内OFDM符号的位置firstOFDMSymbolInTimeDomain和firstOFDMSymbolInTimeDomain2这两个参数（见图1），在CSI移动性资源配置中仅需要配置firstOFDMSymbolInTimeDomain；另外一类涉及时域资源参数是用来确定周期或者半持续CSI-RS传输所占用的具体时隙，首先通过高层参数resourceType或者CSI-RS-CellMobility确定CSI-RS传输模式为非周期、周期或者半持续传输，如果是周期或者半持续传输，需要进一步通过高层参数CSI-ResourcePeriodicityAndOffset（见图3）或者 slotConfig（见图2）的配置值，并结合如下公式确定：
其中，是以时隙个数作为单位的配置周期，是时隙偏置，是一个无线帧中包含的时隙个数，是系统帧号，是在根据不同子载波间隔配置的一个无线帧中的时隙号
CSI-ResourcePeriodicityAndOffsetinformation element
--ASN1START
--TAG-CSI-RESOURCEPERIODICITYANDOFFSET-START
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)
}
--TAG-CSI-RESOURCEPERIODICITYANDOFFSET-STOP
--ASN1STOP
图3 CSI-RS资源配置周期与偏置参数
（6）NZP-CSI-RS的RE功率配置（功率资源）：UE假定每一个天线端口所对应的CSI-RS资源配置中的EPRE功率在所占用的时域（占用OFDM符号）和频域（配置带宽）资源中是恒定不变的。下行参考功率定义为工作系统带宽中所有配置CSI-RS功率的线性平均，RRC高层通过与SSB中SSS的EPRE功率偏置参数powerControlOffsetSS指明CSI-RS与SSS的功率差值，实际计算时应根据SSS的系统配置值ss-PBCH-BlockPower叠加偏置值powerControlOffsetSS。
为了进一步说明CSI-RS在时频域资源上的具体映射式样，这里将时域参数firstOFDMSymbolInTimeDomain固定配置为0，firstOFDMSymbolInTimeDomain2固定配置为2，不同频域，码域参数配置所对应的参考信号图谱依次如图所示：
一本有情怀的通信书籍。
