2.2.2 5G天线端口近似定位
——QCL

5G NR通过大规模阵列天线不仅在业务信道，同时在广播、控制信道都可以实现窄波束赋形，同时为了提升系统资源效率，取消了小区级公共参考信号，以SSB或者CSI-RS波束测量作为UE的测量电平参考，这就需要一套天线端口传输的近似信道条件假设，辅助UE进行信道传输的测量与估计。5G NR通过TCI（Transmission Configuration Indicator）传递QCL（Quasi Co-Location）通知UE关于信道条件的假设，这一整套机制不仅适用于PDSCH信道解调，同时也适用于PDCCH信道解调。

5G NR通过高层信令可以预先配置一系列信道条件关联关系，每一种关联关系以一个TCI状态进行标识，而一个TCI状态可以通过TCI-StateId来进行索引。关于PDSCH信道这样的TCI状态每载波最大配置值为128组，而PDCCH信道的TCI状态每载波最大配置值为64组。每个TCI状态信息包含了配置PDSCH/PDCCH中DMRS天线端口和其他1或2个下行参考信号（DL RS）近似定位关系的参数，这里所谓的下行参考信号可以配置为CSI-RS，也可以是SSB。由于5G NR没有了类似LTE中CRS宽波束小区参考信号作为信道评估的参考依据，因此需要在信道评估中指明具体需要参考哪些窄波束的CSI-RS或者SSB配置，UE借助TCI状态配置信息（QCL）动态评估PDCCH/PDSCH信道传输条件，这就是QCL机制的作用。每个TCI状态都可以配置DMRS天线端口与下行参考信号（CSI-RS/SSB）之间的近似定位关系参数（QCL），所谓的近似定位关系本质就是一种信道状态假设。协议定义QCL概念可以用来支持波束管理（通过时延/多普勒参数进行）、时频域偏差估计以及无线资源管理（RRM）等功能。目前协议规定至多可以配置2个下行参考信号（DL RS），如果高层信令配置了2个下行参考信号，那么这2个参考信号的QCL类型不应该配置一样，其中QCL可以配置为如下类型之一。

QCL-TypeA：该类型意味着DMRS天线端口与参考信号之间的信号传输条件（或近似定位关系）具有相同的多普勒频移、多普勒扩展、平均时延以及多径时延扩展。

QCL-TypeB：该类型意味着DMRS天线端口与参考信号之间的信号传输条件具有相同的多普勒频移、多普勒扩展。

QCL-TypeC：该类型意味着DMRS天线端口与参考信号之间的信号传输条件具有相同的多普勒频移和平均时延。

QCL-TypeD：该类型意味着空间接收机参数一致。该类型可以认为是网络侧对终端接收天线的一种信道条件约束。

基站通过MAC控制消息MAC CE激活指令最大能够映射8个TCI，协议规定每个UE最大同时可激活TCI的个数为8，如图2-13所示，T _i 代表了TCI-StateId i ，取值置为1代表该TCI状态激活，置为0代表该TCI状态去激活，依序排列的8个TCI状态恰好映射关联了PDCCH DCI格式1_1中所包含的Transmission configuration indication字段中3bit所表征的8个取值一一映射关联（如果高层参数tci-PresentInDCI不开启，该字段为0bit）。而实际上网络侧可以通过高层参数为每个UE灵活配置 M 个TCI状态配置， M 取值取决于UE的每BWP实际能够支持的最大活跃TCI配置能力，由高层参数maxNumber⁃ActiveTCI-PerBWP决定，可选取值分别为{1，2，4，8}（注：UE上报能力参数maxNum⁃berActiveTCI-PerBWP体现了UE在每载波中每BWP下能够激活TCI的能力，包含了控制信道和数据信道活跃TCI个数，UE实际可被配置 n ×M组TCI状态， n ×M小于或等于128）。

如果对应包含MAC CE激活指令的PDSCH的HARQ-ACK在时隙 n 中传输，那么使用DCI指示TCI状态应该从时隙 开始，如图2-14所示。如果高层配置了TCI状态参数，那么在接收MAC CE激活指令之前，UE可以假定PDSCH的DMRS天线端口与初始随机接入过程相关的SSB波束信道属性上存在近似定位关系QCL-TypeA（针对高频UE，QCL-TypeD也可以适用），如图2-15所示。

如果高层信令将参数tci-PresentInDCI配置为启用（enabled），UE假定在DCI格式1_1传输Transmission configuration indication字段，如果tci-PresentInDCI没有配置在调度相应PDSCH的CORESET消息体中，或者PDSCH由DCI格式1_0调度并且接收到DCI与对应PDSCH的时间间隔大于或等于UE能力门限timeDurationForQCL（注：该能力门限以OFDM符号数进行取值，只针对高频FR2频段进行定义，针对子载波间隔60kHz，取值为7、14、28，针对子载波间隔120kHz，取值为14、28，对于FR1频段不适用，可以理解为对应其他子载波间隔取值为0），UE则假设PDSCH与包含该PDCCH的CORESET的信道传输条件（TCI状态或QCL假设）保持一致。

针对跨载波调度或调度下行BWP时，如果参数tci-PresentInDci配置为启用，那么调度载波使用DCI格式1_1调度并且包含Transmission Configuration Indication字段，该字段所指示的TCI状态被用作调度载波或者下行BWP确定PDSCH天线端口的QCL参数。针对服务小区，如果接收DCI与对应PDSCH之间的时间间隔大于或等于（UE能力）门限timeDurationForQCL，那么UE可以假定PDSCH的DMRS端口与DCI指示TCI状态中的参考信号近似定位，且QCL类型参数即为对应TCI状态中配置QCL参数。针对PDSCH单时隙调度，指示TCI基于调度PDSCH的时隙中激活的TCI状态进行选择；针对PDSCH多时隙调度，指示TCI基于调度PDSCH的首个时隙中激活的TCI状态进行选择，并且UE期望调度该PDSCH的多个时隙的激活TCI状态保持一致。如果当UE被配置了与跨载波调度（Cross-Carrier Scheduling）相关的CORESET和搜索空间，那么UE期望CORESET消息体中tci-PresentInDci参数配置为启用，并且如果调度服务小区的搜索空间所配置的TCI状态中包含QCL-TypeD参数，UE期望在搜索空间中接收到PDCCH与对应PDSCH之间的时间间隔大于或等于门限timeDurationForQCL，换言之，对于跨载波调度下，UE默认并不假定相互之间配置了QCL关系，UE期望网络侧启用“MAC CE激活-DCI调度指示TCI”这一套流程机制。

无论tci-PresentInDCI启用与否，当接收DCI与对应PDSCH的时间间隔小于UE能力配置timeDurationForQCL，UE可以假定PDSCH的DMRS天线端口与（关联了服务小区工作BWP中相应搜索空间的）最近时隙中索引号最低的CORESET（如果配置了多个CORESETs）所使用的QCL参考信号以及QCL参数近似定位。这种情况下，如果索引号最低CORESET所包含的PDCCH DMRS和PDSCH DMRS在时域上有至少一个符号的交叠导致QCL-TypeD不同（即接收参数不同），此时UE期望优先接收该PDCCH，如果类似的情况发生于带内载波聚合的场景下，即调度PDSCH与前述索引号最低的CORE⁃SET分别传输在不同的载波，UE仍然期望优先接收PDCCH。值得一提的是，如果高层信令所配置的TCI状态都不含QCL-TypeD，那么UE就不需要考虑DCI与相应PDSCH之间的时间间隔，仍然可以通过指示的TCI状态获取其他QCL参数假设，本质上来看，UE的能力参数timeDurationForQCL是高频多天线UE侧基于定向接收波束转换的一种时延能力表征，timeDurationForQCL和QCL-TypeD针对低频全向天线UE实际上并不生效。

如果UE没有被提供指示近似定位信息的TCI（注：如果是NSA组网模式下，该条件假设UE没有被提供TCI配置信息；如果是SA组网模式，UE在小区初始接入阶段没有TCI配置信息），UE解码MIB所含字段pdcch-ConfigSIB1获取Type0-PDCCH CSS时还无法使用激活高层信令配置TCI状态这一流程机制，因此UE可以假定该PDCCH DMRS端口以及相应PDSCH DMRS端口与对应的SSB波束在天线平均增益，QCL-TypeA（针对高频UE，QCL-TypeD也可以适用）等信道属性保持一致（近似定位QCL）。

通过高层信令配置TCI状态这一机制可以适用于与UE相关的其他CORESET（如CORESET 1～11），首先需要高层信令预先配置TCI，之后通过MAC CE消息实现相应的TCI状态参数启用（注：PDCCH的TCI近似定位参数启用机制只能通过下发MAC CE指示，无法通过DCI调度启用，DCI调度启用只适用于PDSCH近似定位），但在这两个步骤中如果存在异常，例如，高层没有配置TCI状态相关参数，或者在已经配置TCI一系列状态参数后没有收到MAC CE的相关激活指示，UE可以假定PDCCH信道中DMRS天线端口与随机初始接入所关联的SSB存在近似定位关系，或者在切换同步重配过程中，高层配置了一系列TCI状态参数，但没有收到MAC CE的任何一个相关激活指示，UE可以假定PDCCH信道中DMRS天线端口与同步重配流程中的随机接入所关联的SSB或者CSI-RS存在近似定位关系，如图2-15所示。

除此之外，5G NR中针对不同类型CSI-RS的信道条件进行了相关假设，例如，对于非周期TRS资源（trs-Info配置为true的非周期CSI-RS参考信号资源），UE期望其与某个周期TRS资源（trs-Info配置为true的周期CSI-RS参考信号资源）在近似定位关系中配置为QCL-TypeA，对于高频UE而言，也可为该周期TRS资源同时配置QCL-TypeD参数。类似这样的配置原则还有很多，具体可参见图2-16，不再赘述，感兴趣的读者可以参阅3GPP 38.2145.1.5的详细描述。