5G下行DMRS配置
時(shí)域中兩個(gè)相鄰前置DMRS符號(hào)的DMRS端口復(fù)用方案有較多,可選的有如下3個(gè):
Alt?1:OCC
Alt?2:TDM
Alt?3:僅具有時(shí)域重復(fù)/模式移位的頻域復(fù)用
前置DMRS映射到1或2個(gè)相鄰的OFDM符號(hào)上,NR的目標(biāo)是在適用于LTE和NR的場(chǎng)景中,性能至少與LTE的DM-RS相當(dāng)。對(duì)于下行DMRS端口多路復(fù)用,應(yīng)考慮FDM(包括comb)、CDM(包括OCC和循環(huán)移位)和TDM
DMRS 模式
已確認(rèn)了front-loaded DMRS映射到NR中的1個(gè)或2個(gè)相鄰OFDM符號(hào)上。在適用于LTE和NR的場(chǎng)景中,front-loaded DMRS的性能應(yīng)至少與LTE的DM-RS相當(dāng)。為了保證性能(至少與LTE相當(dāng)),端口密度應(yīng)類似于LTE DMRS。眾所周知,在LTE DMRS設(shè)計(jì)中,24個(gè)RE用于8個(gè)DMRS端口,因此至少在8個(gè)正交端口的情況下,NR中的front-loaded DMRS設(shè)計(jì)應(yīng)支持最多兩個(gè)符號(hào)。在時(shí)延擴(kuò)展較大的信道中,單符號(hào)模式中CDM-ed 8個(gè)端口之間的正交性很難得到保證。這主要是因?yàn)樵谶@些信道中,8個(gè)正交端口不能在1個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)顯式地去模式化。
對(duì)于具有兩個(gè)相鄰符號(hào)的前置DMRS模式,應(yīng)考慮時(shí)域中的端口復(fù)用。在不考慮相位噪聲的情況下,DMRS端口之間通過CDM進(jìn)行時(shí)域復(fù)用的性能略優(yōu)于TDM。然而,在短波情況下,隨機(jī)相位旋轉(zhuǎn)可能會(huì)降低不同OFDM符號(hào)之間OCC解擴(kuò)的性能。在這些情況下,TDM的配置是合理的。綜上所述,對(duì)于具有兩個(gè)相鄰符號(hào)的模式,TD-OCC和TDM都應(yīng)得到支持。由于TD-OCC或TDM的配置僅取決于是否存在相位噪聲,因此可以使用RRC信令在TD-OCC和TDM之間進(jìn)行配置。
對(duì)于頻率上的下行DMRS端口復(fù)用,在NR中支持FDM和CDM。由于不同CDMed端口之間的正交性將受到信道選擇性的極大影響,考慮相鄰RE之間相對(duì)較小的CDM,以獲得更好的DMRS估計(jì)性能。相鄰RE之間的CDM優(yōu)于非相鄰RE之間的CDM,例如在頻域中具有CS的comb圖案,其中非相鄰RE的信道不能保證相同,也不能保證端口彼此正交。仿真結(jié)果還表明,如果OCC在頻率上的長(zhǎng)度大于2,由于頻率選擇性的影響,性能會(huì)出現(xiàn)一些下降,尤其是在頻域。
基于上述分析,對(duì)于front-loaded 模式的端口映射,尤其是對(duì)于具有大正交端口號(hào)(例如8和12)的模式,應(yīng)考慮最大2個(gè)OFDM符號(hào)和CDM在頻率或時(shí)間上跨兩個(gè)相鄰RE的復(fù)用。在設(shè)計(jì)前置模式時(shí),預(yù)計(jì)應(yīng)支持以下兩種資源映射方案。
方案1:在時(shí)域內(nèi)OCC=2
方案2:在頻域內(nèi)OCC=2
圖1和圖2分別顯示了8端口和12端口DMRS的方案1和方案2模式設(shè)計(jì)示例。

除了front-loaded 模式,還可以配置其他擴(kuò)展模式,并在時(shí)隙的后面部分配置額外的DMRS??紤]到RS開銷和性能之間的權(quán)衡,這些模式中的DMRS密度和位置應(yīng)該是可配置的,以適應(yīng)不同的端口號(hào)和信道條件。
可配置模式設(shè)計(jì)中的一個(gè)問題是如何確定在何種情況下使用哪些模式/密度。其中一種機(jī)制是為一些預(yù)定義的配置使用默認(rèn)模式/密度,例如載波頻率、numerology 和總正交端口號(hào)。另一種方法是動(dòng)態(tài)配置DMRS模式/密度,方法是利用參考信號(hào)進(jìn)行精細(xì)的時(shí)間/頻率跟蹤,以確定所需的信道特性,如相干時(shí)間和帶寬。后一種方案中的密度調(diào)整可描述如下。
時(shí)間自適應(yīng)
擴(kuò)展模式中附加DMRS符號(hào)的數(shù)量和位置取決于信道的多普勒特性,該特性可以動(dòng)態(tài)變化。為了決定是否使用附加符號(hào),必須知道多普勒頻移/擴(kuò)展。準(zhǔn)確的多普勒頻移估計(jì)需要大量的符號(hào)及時(shí)捕捉可能的信道變化。因此,為了這個(gè)目的,及時(shí)密集地傳輸RS是有益的。在執(zhí)行估計(jì)之后,可以確定最佳模式分配。多普勒估計(jì)的參考信號(hào)可以周期性地或按需發(fā)送,理想情況下,只要信道變化需要自適應(yīng),就可以隨時(shí)發(fā)送。這個(gè)信號(hào)可能是一個(gè)現(xiàn)有的RS(例如CSI-RS),但有一些增強(qiáng),因?yàn)闀r(shí)間密度應(yīng)該足以覆蓋給定用例場(chǎng)景中預(yù)見的速度。
預(yù)計(jì)額外DMRS和front-loaded DMRS之間的時(shí)間距離越大,信道估計(jì)性能越好。數(shù)值結(jié)果還驗(yàn)證了,對(duì)于非自包含的ACK/NAK時(shí)隙,在第12個(gè)符號(hào)中映射額外的dmrs時(shí),可以觀察到最佳的信道估計(jì)性能。
考慮到RS開銷和性能之間的權(quán)衡,在擴(kuò)展模式中,與front-loaded 的DMRS相比,額外的DMRS可以配置為更小的頻率密度。
頻率自適應(yīng)
當(dāng)Tx-Rx對(duì)經(jīng)歷頻率選擇性變化時(shí),或者當(dāng)計(jì)劃的DMRS端口號(hào)改變時(shí),頻率自適應(yīng)主要是有益的。一方面,考慮到性能和開銷之間的權(quán)衡,如果當(dāng)前DMRS端口的數(shù)量與之前的調(diào)度單元不同,則應(yīng)考慮頻率自適應(yīng)。另一方面,考慮到時(shí)延擴(kuò)展可以反映頻率選擇性,還可以根據(jù)參考信號(hào)估計(jì)的時(shí)延擴(kuò)展來(lái)配置頻率密度,以便進(jìn)行精細(xì)頻率跟蹤。
由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都需要知道DMRS,因此應(yīng)考慮DMRS配置的指示,以輔助模式和密度選擇。模式和密度信息可以通過DCI中的DMRS模式/密度字段以及數(shù)據(jù)調(diào)度來(lái)指示,或者在高層(例如RRC)內(nèi)發(fā)生不頻繁變化的情況下指示。然而,為了保證可靠的信道估計(jì),DMRS模式/端口密度應(yīng)該更好地隨總正交端口數(shù)和信道特性(包括多普勒頻移和延遲擴(kuò)展)動(dòng)態(tài)變化。例如,考慮到開銷和性能之間的權(quán)衡,最大12個(gè)正交端口和8個(gè)正交端口的DMRS模式應(yīng)設(shè)計(jì)為具有不同的端口密度。在實(shí)踐中,可以預(yù)定義幾個(gè)具有不同端口號(hào)和密度的DMRS模式,基站只需要在數(shù)據(jù)調(diào)度的同時(shí)在DCI中指示模式索引。
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為了提高系統(tǒng)頻譜效率,NR應(yīng)允許DMRS和DMRS符號(hào)中的其他信號(hào)的復(fù)用。例如,如果相應(yīng)的OFDM符號(hào)尚未被dmrs完全占用,則數(shù)據(jù)或其他參考信號(hào)可以與dmrs進(jìn)行FDM復(fù)用。在這種情況下,給定UE的PDSCH映射應(yīng)避免在其中傳輸dmrs的資源元素,以獲得更好的PDSCH解調(diào)性能。因此,需要指示共同調(diào)度的DM-RS的配置信息。
配置機(jī)制之一是指示共同調(diào)度的UE的DM-RS的UE天線端口索引。另一種機(jī)制是使用預(yù)定義的端口索引分配規(guī)則只傳遞總正交端口號(hào)。
為了滿足NR中大量的部署場(chǎng)景,已同意NR將支持下行數(shù)據(jù)信道DMRS的可配置PRB bundling大小。NR應(yīng)根據(jù)什么因素決定或配置PRB bundling size?比如信道特性、DMRS模式和頻率密度以及UE的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性在內(nèi)的多個(gè)因素來(lái)適當(dāng)?shù)嘏渲肞RB bundling size。
一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)是提供機(jī)制來(lái)指示對(duì)于給定UE哪個(gè)PRB bundling size是首選的。PRB捆綁可以補(bǔ)償?shù)虳M-RS密度導(dǎo)致的性能惡化。因此,NR應(yīng)支持DMRS模式和PRB bundling的聯(lián)合設(shè)計(jì)??紤]到DMRS的動(dòng)態(tài)配置,至少應(yīng)支持DMRS PRB捆綁的DCI信令。鑒于實(shí)時(shí)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)復(fù)雜性,提出的一種分層指示方案是協(xié)調(diào)動(dòng)態(tài)信令開銷和DMRS信道估計(jì)精度之間矛盾的實(shí)用解決方案。在該指示方案中,RRC信令用于用預(yù)定義的PRB bundling size set的bundling size子集配置給定UE,并且DCI用于進(jìn)一步指示子集中的指定值??紤]到實(shí)時(shí)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)復(fù)雜性,RRC配置的子集大小不應(yīng)太大。
在時(shí)域,DMRS bundling還可用于估計(jì)多普勒頻移和捕獲信道變化。因此,除了用于快速數(shù)據(jù)解碼的始終配置的前置RS模式外,調(diào)度TTI內(nèi)不同符號(hào)中的稀疏RS提供更好的信道估計(jì)。由于調(diào)度了多個(gè)TTI,每個(gè)TTI都具有前置RS配置和額外的稀疏RS模式,因此開銷會(huì)增加。例如,對(duì)于慢時(shí)變信道,在從一些捆綁的TTI中移除前置RS的同時(shí),將前置RS保持在一個(gè)調(diào)度的TTI中,可以提供開銷減少,同時(shí)保持性能,因?yàn)镽S的時(shí)間密度應(yīng)該足以覆蓋給定用例場(chǎng)景的低速。因此,考慮具有時(shí)域捆綁的自適應(yīng)RS配置并考慮降低多普勒擴(kuò)展受限的信道的開銷至關(guān)重要。
對(duì)于時(shí)域DMRS捆綁,NR將支持時(shí)域DMRS捆綁。與頻域捆綁類似,可以考慮時(shí)域捆綁大小內(nèi)的聯(lián)合DMRS估計(jì),以提高時(shí)域捆綁的估計(jì)精度。為了進(jìn)一步減少RS開銷并提高系統(tǒng)效率,可以設(shè)計(jì)不同TI中的移位DMRS來(lái)保證信道估計(jì)性能。在移位DMRS方案中,相鄰TI中給定DMRS端口的映射以固定移位進(jìn)行映射。移位DMRS映射的示例如圖3所示。
