5G DMRS 設(shè)計(jì)及開銷
DMRS端口的復(fù)用可以通過FDM、CDM、TDM或通過這些復(fù)用選項(xiàng)的組合來完成。FDM可以在頻域中施加端口的特定映射結(jié)構(gòu),如在IFDM中,而CDM可以在DMRS資源的時(shí)間(TD-CDM)和頻率(FD-CDM)上完成,例如,通過將正交覆蓋碼(OCC:orthogonal cover codes)應(yīng)用于覆蓋一個(gè)或多個(gè)OFDM符號的基序列,或通過將循環(huán)移位(CS:cyclic shifts)應(yīng)用于基序列。顯然,TDM排除了跨OFDM符號使用TD-CDM。
圖1說明了一些DMRS端口復(fù)用選項(xiàng),用于在2個(gè)相鄰的前置OFDM符號中支持多達(dá)12個(gè)正交DMRS端口。在所有這些dmrs模式中,CDM和TDM與FDM相結(jié)合,并且攜帶dmrs的2個(gè)OFDM符號內(nèi)的所有資源都可以分配給dmrs。在這些DMRS模式中,只有2)和3)中的DMRS端口復(fù)用方法可以支持多達(dá)12個(gè)正交DMRS端口,而無需在時(shí)域中應(yīng)用OCC。
在需要具有高波束賦形增益的窄波束以實(shí)現(xiàn)覆蓋的毫米波部署中,具有12個(gè)正交端口的DMRS可能有益的情況似乎很少。更有可能的是,在下行鏈路中僅同時(shí)調(diào)度一個(gè)或兩個(gè)ue,然后使用少量流。從圖1可以看出,DMRS模式2)可以支持多達(dá)4個(gè)正交端口,而無需任何CDM。
DMRS和相關(guān)數(shù)據(jù)之間的功率比是平衡的,并且這些功率比不隨調(diào)度層的數(shù)量而動態(tài)變化。CDM以與每個(gè)數(shù)據(jù)層的功率縮放相同的方式,使用層數(shù)縮放DMRS功率,即OCC可以在DMRS和相關(guān)數(shù)據(jù)之間提供功率平衡。通過TDM進(jìn)行DMRS端口復(fù)用的一個(gè)主要缺點(diǎn)是,DMRS和相關(guān)數(shù)據(jù)之間的功率比可能會根據(jù)調(diào)度層的數(shù)量動態(tài)變化。這將需要?jiǎng)討B(tài)地發(fā)送這些功率比的信號。DMRS端口的TDM復(fù)用的另一個(gè)問題是,當(dāng)DMRS和數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率復(fù)用時(shí),非對角預(yù)編碼可能導(dǎo)致傳輸功率利用率低下。

當(dāng)通過CDM構(gòu)建正交DMRS端口時(shí),OCC的大小或循環(huán)移位的數(shù)量應(yīng)考慮信道在時(shí)間和頻率上的一致性,以保持接收機(jī)側(cè)的正交性。例如,在具有頻率選擇性無線信道的場景中,頻率中應(yīng)用的OCC可能僅覆蓋分配給DMRS的子載波的一小部分,或者等效地,只能考慮幾個(gè)CS。顯然,當(dāng)DMRS映射到相鄰子載波上時(shí),可以獲得OCC覆蓋的最小帶寬,如圖1中4)和8)所示的模式,這意味著最大OCC長度為2。從圖1可以注意到,基于IFDM的DMRS模式能夠在相同DMRS密度的頻域中實(shí)現(xiàn)更短的信道插值距離。
當(dāng)DMRS映射到IFDM中的非相鄰子載波上時(shí),在頻率上應(yīng)用OCC將覆蓋比映射到相鄰子載波組上的DMRS更大的帶寬,這可能是頻率OCC與IFDM結(jié)合的缺點(diǎn)。然而,IFDM的結(jié)構(gòu)允許接收機(jī)考慮整個(gè)調(diào)度帶寬來解析MIMO信道,而DMRS與相鄰子載波組的映射迫使接收機(jī)在組內(nèi)應(yīng)用OCC解析??梢宰⒁獾?,長度為2的OCC產(chǎn)生與2-CS相同的CDM??梢赃M(jìn)一步注意到,當(dāng)考慮超過2-CS時(shí),CS可以被視為具有復(fù)數(shù)元素的正交覆蓋碼。因此,原則上,CS不會阻止在組內(nèi)解決。
Rel-13中引入了使用OCC4的DMRS端口,用于改進(jìn)高階MU-MIMO傳輸。在當(dāng)前規(guī)范中,OCC長度4僅支持1/2級傳輸。在Rel-13期間, FD-MIMO用于增強(qiáng)SU-MIMO秩3和4傳輸?shù)腛CC長度4,但由于擔(dān)心時(shí)頻選擇性信道的潛在信道估計(jì)性能退化,未達(dá)成一致意見。然而,對于高容量無線固定鏈路,信道條件將更好,例如,更多的服務(wù)水平、無移動性或極低的移動性。因此,可以將OCC長度4用于SU-MIMO秩3和4傳輸,信道估計(jì)性能損失可以忽略不計(jì)。
為了使用OCC4實(shí)現(xiàn)SU-MIMO秩3和4傳輸?shù)奶囟―MRS開銷減少,需要解決以下問題。
OCC長度2和4的動態(tài)開關(guān)
動態(tài)SCID或VCID切換和MU-MIMO支持
控制中心長度為4的DMRS端口指示控制信令設(shè)計(jì)
對于秩3和4傳輸,OCC長度2和4的動態(tài)切換的好處是調(diào)度器的靈活性,并且允許UE使用用于時(shí)間選擇性衰落信道的SU-MIMO秩3和4的傳統(tǒng)接收機(jī)。然而,對于信道變化被假定為很小的無線固定鏈路,情況并非如此。另一方面,如果支持OCC長度的動態(tài)切換,則可能存在CQI不匹配。對于CQI報(bào)告,UE將假設(shè)DMRS開銷與根據(jù)當(dāng)前規(guī)范報(bào)告的秩一致。因此,UE將假設(shè)對應(yīng)于不同OCC長度的DMRS開銷12或24 個(gè)RE,用于計(jì)算秩3和4 CQI。如果由于OCC長度的動態(tài)切換,調(diào)度的DMRS開銷不同于CQI計(jì)算的假設(shè)DMRS開銷,則報(bào)告的CQI可能被高估或低估,從而影響鏈路自適應(yīng)和PDSCH性能。支持OCC長度動態(tài)切換的另一個(gè)潛在問題是控制信令的復(fù)雜性,因?yàn)閷⑾駾MRS表中添加更多的代碼點(diǎn),以指示DMRS端口和OCC長度。需要定義更大的DMRS表,例如5位DMRS表,它可能需要向DCI格式添加更多位。因此,考慮到潛在問題,OCC長度動態(tài)切換的好處是不合理的。因此,優(yōu)選半靜態(tài)切換。UE配置RRC參數(shù)以改變其DMRS結(jié)構(gòu),具有12 個(gè)RE開銷的OCC4用于秩3和4傳輸,以24 個(gè)RE替換傳統(tǒng)OCC2。
在當(dāng)前規(guī)范中,SU-MIMO秩3-8傳輸不支持SCID的動態(tài)切換。如果UE使用SU-MIMO秩3/4傳輸進(jìn)行調(diào)度,則在同一資源上沒有共同調(diào)度的MU傳輸。如果為SU-MIMO秩3和4配置了具有12個(gè) RE的OCC長度4,則通過將未使用的DMRS端口或不同SCID分配給共同調(diào)度的UE,也可以為秩3和4 UE進(jìn)行MU傳輸。但在這種情況下,SU-MIMO秩3和4的信道估計(jì)將因潛在的用戶間干擾和非正交DMRS端口而降級。它還增加了UE的復(fù)雜性,以盲檢測共同調(diào)度的UE并消除用戶間干擾。由于使用OCC4減少DMRS開銷的目的是提高SU-MIMO性能,因此不支持SCID或VCID的動態(tài)切換,也不支持將OCC4用于秩3和4的MU-MIMO。
對于控制信令設(shè)計(jì),建議更新現(xiàn)有的4位DMRS表,將等級3和4的OCC2替換為OCC4,如下表1所示。這里,假設(shè)支持秩3和4的OCC4的UE將支持使用OCC4進(jìn)行秩1和2傳輸??梢钥闯?,如果配置了12 個(gè)RE的OCC4,則其也適用于重傳。新DMRS表的使用由高層信令配置。如果配置了新的DMRS表,則用于PDCCH和EPDCCH的DCI格式2C和2D。
