5G MIMO上行框架原则
在Rel-10 LTE-A中，支持紧凑的one-size-fit-all 基于码本的上行MIMO系统，其中上行grant（包含DCI format4）包括单个PMI字段（以及RI）。此PMI表示UE用于预定UL传输的单个预编码矩阵。因此，采用宽带上行预编码。
对于NR MIMO，系统设计考虑了以下设计原则，汇总见表1：
1. 在各种场景中，在争取单一框架的同时，促进多样性和多路复用增益之间的灵活权衡。例如，所选MIMO传输方案可以配置为适应低速到高速UE。此通用框架用于：
1) 6GHz以上及sub-6GHz：通过潜在规范支持和系统实现的组合，可容纳在6GHz以上（例如扫频波束结构）使用模拟/混合波束赋形施加的特定设计限制。
2. 根据LTE的设计原理，在设计MIMO组件（如CSI报告和码本）时假定使用双极化天线阵列。
3. 在上行mimo用例中，要求高频谱效率的eMBB是一个明确的用例。URLLC还可以从低阶上行波束赋形中获益。另一方面，由于mMTC UE是低成本、复杂度低、功率额定值较低的UE，因此它可能与mMTC无关。
1) 如果SC-FDMA的可能用例仅为mMTC，则可以假设OFDMA设计上行NR MIMO。
4. DL和UL NR MIMO的最大层数与LTE保持相同。由于高阶SU-MIMO传输的频谱效率不太可能提高，因此没有强烈的动机来增加每个UE的最大空间复用增益。
基于上述原则，可以进行以下增强：
1.支持动态（类似于Rel-10上行 MIMO）和半动态波束赋形，其中UE可以配置为两种模式中的一种
2.支持上行MIMO的频率选择性预编码，以及频率非选择性预编码
类似于下行NR-MIMO，上行NR-MIMO将受益于图1所示的动态和半动态波束赋形。然而，与下行不同的是，上行MIMO可能需要根据双工方案不同地实现。
当在gNB或UE处可用精确的上行CSI时（例如，低UE速度和良好的小区隔离或小区间干扰协调），动态波束赋形尤其适用。在这种情况下，UE可以通过窄定向波束传输数据，因为可以访问准确的定向信息。对于FDD，gNB可以经由下行控制信道（例如UL grant）向UE发送预编码向量/矩阵（或向量/矩阵）的选择。在接收到这种预编码信息时，UE应使用相关联的预编码器将所请求的UL数据发送到gNB。该预编码信息由gNB动态地更新。
半动态波束赋形尤其适用于在gNB或UE处上行CSI质量受损时（例如，高UE速度和差的小区隔离，其导致称为闪光灯效应的突发性小区间干扰）。在这种情况下，gNB通过一组定向波束传输数据更为有利，因为UE只能指示近似的定向信息。为此，可以采用在频域中的一组波束内的预编码器（波束）循环。这种循环模式可以是固定的，也可以用信号通知UE。相同的码本可用于动态和半动态波束形成。
预编码支持
为了支持动态波束赋形，可以使用基于码本的MIMO传输，其中UL授权（包含相关DCI）包括单个预编码信息（PMI）字段（连同RI）。该PMI指示UE用于调度上行传输的单个预编码矩阵。因此，一个预编码器或波束赋形应用于该UE的所有调度PRB（“wideband”或频率非选择性预编码）。Rel-10 LTE支持此功能，其中DCI format4用于此目的。因此，该方案可方便地用于NR。
当UE被分配少量连续RB时，频率非选择性预编码往往表现良好。然而，对于其他情况，频率非选择性预编码是次优的。例如，当上行系统带宽较大或UE被分配了多个RB集群时，使用单个预编码向量/矩阵将导致显著的性能损失。
因此，支持用于上行NR-MIMO的频率选择性预编码是有益的。然而，主要的困难与下行信令有关。如果将此信令作为DCI的一部分执行，则所需的开销将增加，因为PMI的数量将随着更大的资源分配而增加。因此，应该限制每个DCI的PMI的数量，以避免过多的下行信令开销。
对于半动态波束赋形，尽管一组（因此多个）预编码向量/矩阵用于预编码器循环，但不需要在DCI上发信号通知多个PMI。相反，如果要动态地用信号通知预编码器组信息，则可以使用指示预编码器组的选择的PMI字段。
TDD上行MIMO
当上下行互易性是可行的，例如对于TDD场景，UE可以从测量下行CSI-RS获得上行信道的估计。在这种情况下，UE可以为给定的资源分配计算其自己的预编码器。这似乎消除了经由下行控制信道发信号发送预编码器信息DCI字段的需要，并且不需要额外的下行控制开销。
然而，尽管UE能够获得上行信道的估计以导出其预编码器，但是由于缺少上行干扰信息（主要是小区内干扰，其只能在gNB处获得），该预编码器计算可能不准确。这在上行多用户MIMO（MU-MIMO）时尤其相关。在这种情况下，可以使用以gNB为中心的预编码器计算以及下行信令。
因此，使用CSI-RS通过互易性来估计上行CSI对于TDD仍然需要研究。如果可以通过CSI-RS可靠地估计UL CSI，则不需要在DCI字段中包括预编码器信息。
参考信号
与Rel-10 LTE类似，上行信道测量和解调分别由SRS和上行DMRS来促进。在功能方面，除了以下附加功能外，将共享LTE提供的框架。
为了便于在gNB处进行TDD的下行CSI测量（除了上行信道测量之外），SRS应设计为最多提供8个端口。这允许gNB在假设8个RX天线的情况下测量下行 CSI。因此，预计SRS容量将很高。另外，虽然周期性和非周期性SRS都可以被支持，但是非周期性SRS是默认的SRS操作，特别是对于高空间分辨率上行信道测量。SRS资源利用效率和减少不必要的干扰。周期SRS主要用于链路维护。为了便于上行解调，上行DMRS被设计为每个UE最多4个端口。
