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5G新在哪儿(7)-下行PDSCH解调参考信号DM-RS

5G NR物理层中有诸多参考信号,取消了LTE小区级参考信号,根据时频域资源的分配模式新增了一些物理层参考信号,例如DM-RS、PT-RS等。5G NR下行物理参考信号包括,

Demodulation reference signals, DM-RS, 关于PDSCH以及PBCH信道的解调参考信号,

Phase-tracking reference signals, PT-RS,相位追踪参考信号,

Channel-state information reference signal,CSI-RS,信道状态参考信息,

Primary synchronization signal, PSS,主同步信号,

Secondary synchronization signal, SSS,副同步信号。

而上行物理参考信号包括,

Demodulation reference signals, DM-RS,解调参考信号,

Phase-tracking reference signals, PT-RS,相位追踪参考信号,

Sounding reference signal, SRS,探测参考信号。


5G NR的时频域资源配置是非常灵活的,控制信道并没有像LTE那样进行全频带设计,因此在5G NR中也不需要进行全频带的小区参考信号设计,相应的也节省了一部分的RE资源,可以使得时频域资源调度更加灵活。下行DM-RS主要是为了下行PDSCH以及PBCH解调使用。DM-RS参考信号序列产生过程如下:

UE 假定基础序列定义如下,这与LTE中小区级参考信号产生的计算公式是一样的,详见TS 36.211,

                       

其中伪随机序列仍然定义为序列长度31的Gold序列,由两个m序列产生,详见TS 38.211 5.2.1,伪随机序列按照如下公式进行初始化                    

其中,是时隙中OFDM的符号索引,而是一个无线帧中的时隙索引,同时,如果PDSCH由C-RNTI或CS-RNTI加扰CRC的PDCCH进行调度并且高层参数DL-DMRS-Scrambling-ID进行了配置,详见图1。那么,按照高层参数配置值

UE应假定PDSCH DM-RS的时频域资源映射根据高层参数配置DL-DMRS-config-type中规定的配置类型1或配置类型2来决定,详见图1。下行DM-RS以

作为(相比PDSCH EPRE)功率比例因子,详见表1,并且根据如下公式定义映射到资源单位上:                       

其中 图1 下行DM-RS配置相关参数配置 表1 PDSCH EPRE与DM-RS EPRE的比值(1/[dB])

表2 PDSCH DM-RS配置类型1 的相关参数定义  表3 PDSCH DM-RS配置类型2的相关参数定义

UE还应该假设下行DM-RS符合如下原则条件:

(1)DM-RS是一种辅助UE解调的UE专享物理信号,因此内嵌在PDSCH传输的公共资源块中;

(2)DM-RS频域子载波位置的参考点根据PDSCH承载的内容进行定义,例如对于包含了SIB1的PDSCH传输中,参考点定义为PBCH配置的CORESET中最低索引的公共资源块的子载波0,而对于承载其他内容的PDSCH传输,参考点对应了公共资源块0的子载波0位置;

(3) DM-RS时域符号位置的参考点位置以及第一个DM-RS的时域位置

取决于PDSCH映射类型,对于PDSCH映射类型A,的参考点位置是时隙的起始位置,而根据MIB消息体中高层参数dmrs-TypeA-Position(DL-DMRS-typeA-pos, TS 38.211)配置决定第一个DM-RS符号的时域起始位置,(pos2)或(pos3);而对于PDSCH映射类型B,的参考点位置是调度PDSCH资源的起始位置并且第一个DM-RS符号的时域起始位置;

(4)DM-RS时域符号位置由上述公式中予以定义,同时,对于PDSCH传输映射类型A,DM-RS可以内嵌在时域中从时隙的第一个OFDM符号到该时隙中调度的PDSCH最后一个OFDM符号范围之内;对于PDSCH传输映射类型B,DM-RS可以内嵌在调度的PDSCH所包含的OFDM符号占据的时域范围之内。另外,5G NR中还提出了一个Additional DM-RS的概念,即当UE移动速度提高时,为了更精准的进行信道估计,可以通过时域额外配置更多的DM-RS符号提高解调性能,可通过高层参数dmrs-AdditionalPosition(DL-DMRS-add-pos, TS 38.211)进行配置,详见图1,当该参数不出现时,UE采取默认值为2。结合dmrs-AdditionalPosition的取值,PDSCH中DM-RS时域符号位置分别由表4,表5进行规定。

表4 单符号类型DM-RS的PDSCH DM-RS的时域位置              

 表5 双符号类型DM-RS的PDSCH DM-RS的时域位置              

对于PDSCH映射类型B,如果PDSCH时域包含了2、4或7个OFDM符号,同时PDSCH是时频域资源分配与CORESET(Control resource set)的资源分配相冲突,DM-RS符号的时域位置需要增加以错开CORESET的时域位置。在这种情况下,如果PDSCH时域包含了4个OFDM符号,UE不期望在超过第三个OFDM符号的位置接收DM-RS符号;如果PDSCH时域包含了7个OFDM符号,UE不期望在超过第四个OFDM符号的位置接收第一个DM-RS符号,如果配置了一个额外的单符号类型DM-RS,对应了必配DM-RS分别在第1个或者第2个OFDM符号的传输位置,UE仅仅可以预期这个额外的单符号类型DM-RS在第5个或第6个OFDM符号上传输,除此之外UE不预期额外的DM-RS进行了传输。另外对于PDSCH映射类型B,如果PDSCH时域包含2个或者4个OFDM符号,下行解调参考信号仅仅支持配置为单符号类型DM-RS。


对于下行DM-RS采取单符号配置还是双符号配置可以通过高层参数配置maxLength (DL-DMRS-max-len,TS 38.211,详见图1)以及相关动态DCI调度共同决定,例如当该参数配置值为1时,PDSCH解调参考信号采取单符号DM-RS传输类型,当该参数配置为为2时,PDSCH解调参考信号既可以采取单符号DM-RS传输类型,也可以采取双符号DM-RS传输类型,这由相关DCI调度决定,涉及单/双符号DM-RS的时域索引以及对应下行DM-RS所支持的天线逻辑端口由表6进行定义。

表6 PDSCH DM-RS时域索引和天线端口p

              

根据天线逻辑端口、PDSCH DM-RS的配置类型以及DM-RS符号类型可以确定PDSCH类型A中的DM-RS符号在时频域资源中位置分别如图2-图9示意。


图2 PDSCH类型A,配置类型1,单符号类型DM-RS(时域起始位置符号2)

图3 PDSCH类型A,配置类型1,双符号类型DM-RS(时域起始位置符号2)

图4 PDSCH类型A,配置类型1,单符号类型DM-RS(时域起始位置符号3)

图5 PDSCH类型A,配置类型1,双符号类型DM-RS(时域起始位置符号3)

图6 PDSCH类型A,配置类型2,单符号类型DM-RS(时域起始位置符号2)

图7 PDSCH类型A,配置类型2,双符号类型DM-RS(时域起始位置符号2)

图8 PDSCH类型A,配置类型2,单符号类型DM-RS(时域起始位置符号3)

图9 PDSCH类型A,配置类型2,双符号类型DM-RS(时域起始位置符号3)

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