介绍

在5G NR中，PUSCH是承载用户数据的物理上行通道。DM-RS和PT-RS是PUSCH相关的参考信号。DM-RS用于信道估计，作为PUSCH相干解调的一部分。为了补偿共相位误差(CPE)， 3GPP 5G NR引入了PT-RS。本振中产生的相位噪声在毫米波频率上引起显著的降低。产生CPE和载波间干扰(ICI)。CPE导致接收到的符号在每个副载波中有相同的旋转。ICI导致子载波之间失去正交性。PT-RS主要用于估计和最小化CPE对系统性能的影响。

参考信号的时频结构取决于为PUSCH配置的波形类型，如TS 38.211章节6.4.1.1和6.4.1.2所定义［1］．禁用变换预编码时，配置的波形为循环前缀正交频分复用(CP-OFDM)。当使能变换预编码时，所配置的波形为离散傅里叶变换扩展正交频分复用(DFT-s-OFDM)。

5G工具箱™提供了具有不同粒度级别的物理层建模功能。粒度级别包括执行传输和物理信道处理的PHY信道级函数，以及执行循环冗余校验(CRC)编码、代码块分割、低密度奇偶校验(LDPC)信道编码等的单个信道处理阶段函数。工具箱提供与PUSCH相关联的参考信号功能作为函数nrPUSCHDMRS那nrPUSCHDMRSIndices那nrPUSCHPTRS,nrPUSCHPTRSIndices．

PUSCH

PUSCH是承载用户数据的物理通道。按照TS 38.214章节6.1.2的定义，为PUSCH分配的资源在载波的带宽部分(BWP)内[2]．现场采用下行控制信息(DCI)对PUSCH传输的时域资源进行调度时间域资源分配。该字段表示槽位偏移量 ${\mathit{K.}}_{0.}$开始,象征S.，分配长度L.， PUSCH的映射类型。有效的组合S.和L.如表1所示。

用于PUSCH传输的频域资源由现场DCI调度频域资源分配．该字段指示资源块（RB）的资源分配是否是基于分配类型的连续性的或非连续的。分配的RBS在BWP内。

5G工具箱™提供nrCarrierConfig和nrPUSCHConfig对象来设置与BWP中的PUSCH相关的参数。

%设置15 kHz子载波间距和10 MHz带宽的载波载体= nrCarrierConfig;母舰。S.ubcarrierSpacing = 15; carrier.CyclicPrefix ='普通的'；carrier.nsizegrid = 52;carrier.nstartgrid = 0;%配置物理上行共享通道参数pusch = nrPUSCHConfig;pusch。NS.izeBWP = [];% Empty表示该值等于NSizeGridpusch.nstartbwp = [];% Empty表示该值等于NStartGridpusch。PRBSet = 25;％分配一半的载波带宽pusch.symbolallocation = [014];%符号分配[S L]pusch。MappingType =“一个”；% PUSCH映射类型('A' or 'B')pusch.transmissionscheme =“nonCodebook”；% ('codebook'或'nonCodebook')%当“传输方案”为“传输方案”时，可设置以下参数%“码”pusch.numantennaports = 4;pusch.tpmi = 0;

为CP-OFDM DM-RS

DM-RS用于信道估计。DM-RS仅存在于PUSCH计划的RBs中。DM-RS结构旨在支持不同的部署场景和用例。金宝app

控制时间资源的参数

DM-RS时间资源控制参数为:

PUSCH的符号分配表示在一个槽中为PUSCH传输分配的OFDM符号位置。映射类型表示第一个DM-RS OFDM符号位置和OFDM符号持续时间( ${\mathit{l}}_{\mathit{D.}}$）.对于映射类型A， ${\mathit{l}}_{\mathit{D.}}$为槽位的第一个OFDM符号与已分配的PUSCH资源的最后一个OFDM符号之间的持续时间。对于映射类型B， ${\mathit{l}}_{\mathit{D.}}$为已分配的PUSCH资源的持续时间。当启用槽内跳频时， ${\mathit{l}}_{\mathit{D.}}$是每跳的持续时间。当启用插槽频率跳频时，每个跳中都存在DM-RS符号。当启用插槽频率跳频时，DM-RS是单符号，具有0或1的最大附加位置的最大数量。DM-RS符号位置由TS 38.211表6.4.1.1.3-3,6.4给出。1.1.3-4，6.4.1.1.3-6。图1显示了PUSCH的DM-RS符号位置占用PUSCH映射型A，插槽频率跳频的符号，并且DM-RS附加位置的数量为1.图显示了每跳中存在DM-R.每个跳中的DM-RS符号的位置取决于每个跳中为PUSCH分配的OFDM符号的数量。

DM-RS的其他参数请参见NR PDSCH资源分配和DM-RS和PT-RS参考信号．

%为PUSCH分配槽内跳频pusch。FrequencyHopping =“intraSlot”；% 'neither'， 'intraSlot'， 'interSlot'pusch。S.econdHopStartPRB = 26;%设置DM-RS时间资源的控制参数pusch.DMRS.DMRSTypeAPosition = 2;% 2或3pusch.DMRS.DMRSLength = 1;% 1或% 2(单符号或双符号)pusch.DMRS.DMRSAdditionalPosition = 1;% 0…3(DM-RS新增职位数)

控制频率资源的参数

控制DM-RS频率资源的参数为:

配置类型表示DM-RS的频率密度，由RRC消息提示dmrs-Type．配置类型1定义每个天线端口的每个物理资源块（PRB）的六个子载波，包括备用子载波。配置类型2定义每个天线端口每个PRB的四个子载波，由两组两个连续的子载波组成。根据相关的天线端口或码分复用（CDM）组，应用于所使用的子载波组的不同增量移位。对于配置类型1，有两种可能的CDM组/跨越八个可能的天线端口的移位（P = 0 ... 7）。对于配置类型2，有三个可能的CDM组/跨越12个天线端口的移位（P = 0 ... 11）。有关更多详细信息，请参阅NR PDSCH资源分配和DM-RS和PT-RS参考信号．

在基于码本PUSCH处理的情况下，每一层存在的DM-RS子载波位置的并投影到所有天线端口。

%设置DM-RS频率资源的控制参数pusch.DMRS.DMRSConfigurationType = 1;% 1或2pusch.DMRS.DMRSPortSet = 0;% DMRS的只读属性deltasshift和DMRSSubcarrierLocationsPUSCH对象的％属性提供了Delta Shift（S）和DM-RS的值为每个天线端口配置的RB中的子载波位置。pusch.DMRS.DeltaShifts

ans = 0

pusch.DMRS.DMRSSubcarrierLocations

ans =6×11 . 2 .纳米比亚

序列生成

用于DM-RS的伪随机序列是 $2^{31}-1$黄金序列长度。该序列是跨所有公共资源块(crb)生成的，并且仅在为数据分配的RBs中传输，因为不需要该序列来估计未传输数据的频率区域之外的信道。在多用户MIMO的情况下，跨所有crb生成参考信号序列，确保在重叠时频资源上的多个终端使用相同的底层伪随机序列。控制序列生成的参数为:

载波对象的CyclicPrefix属性控制槽中OFDM符号的数量。载波对象的NSlot属性控制槽位号。

在基于码本的PUSCH处理的情况下，序列乘以预编码器矩阵，这取决于层数，天线端口的数量和发送的预编码器矩阵指示符（TPMI）。

％设置仅控制DM-RS序列生成的参数pusch.DMRS.NIDNSCID = 1;%使用empty设置为运营商的NCellIDpusch.DMRS.NSCID = 0;% 0或1％生成DM-RS符号pusch。NumLayers = numel(pusch.DMRS.DMRSPortSet); dmrsSymbols = nrPUSCHDMRS(carrier,pusch);%绘制星座图散点图（DMRSSYMBOLS）标题（“DM-RS星座”)包含(“真实”的) ylabel (“虚”）

% DMRS的只读属性TimeWeights和FrequencyWeightspush对象的%属性提供时间和频率的值%权重应用于DM-RS符号。pusch.DMRS.TimeWeights

ans =2×11 1

pusch.dmrs.frequency重量

ans =2×11 1

%生成DM-RS索引dmrsIndices = nrPUSCHDMRSIndices(载体、pusch);%利用DM-RS索引将DM-RS符号映射到网格中如果strcmpi (pusch。TransmissionScheme,'码本') nports = pusch. numantennapports;其他的nport = pusch.NumLayers;结束网格= 0([12 *载体。NSizeGrid母舰。S.ymbolsPerSlot nports]); grid(dmrsIndices) = dmrsSymbols; figure imagesc(abs(grid(:,:,1))); axisxy；Xlabel（OFDM符号的）;ylabel（副载波的）;标题(“DM-RS时频位置”）;

pt-rs for cp-ofdm

PT-RS是相位跟踪参考信号。PT-RS主要用于估计和最小化CPE对系统性能的影响。由于相位噪声特性，PT-RS信号具有频域低密度、时域高密度的特点。PT-RS总是与DM-RS结合出现，而且只有在网络配置PT-RS出现时才会出现。

控制时间资源的参数

PT-RS通过上层参数配置DMRS-UplinkConfig上行。控制PT-RS时间资源的参数为:

${\mathit{L.}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$取决于预定的调制和编码方案。该值必须是{1,2,4}中的一个。对于控制DM-RS符号位置的参数，请参阅DM-RS时间资源控制参数(CP-OFDM)．

%将push中的EnablePTRS属性设置为1pusch。EnablePTRS = 1;%设置PT-RS时间资源的控制参数pusch.PTRS.TimeDensity = 2;

控制频率资源的参数

对于一个OFDM符号，PT-RS只占用RB中的一个子载波。控制PT-RS频率资源的参数为:

${\mathit{K.}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$取决于预定的带宽。取值为2或4。该值指示PT-RS是每两个RBs还是每四个RBs出现一次。

有关更多详细信息，请参阅NR PDSCH资源分配和DM-RS和PT-RS参考信号．

%设置控制PT-RS子载波位置的参数pusch。RNTI= 1; pusch.DMRS.DMRSConfigurationType = 1; pusch.DMRS.DMRSPortSet = 0;%设置PT-RS参数pusch.PTRS.FrequencyDensity = 2;% 2或4pusch.PTRS.REOffset =“十”；% '00'， '01'， '10'， '11'pusch.PTRS.PTRSPortSet = min (pusch.DMRS.DMRSPortSet);

序列生成

用于生成PT-RS的序列是用于DM-RS序列生成的相同的伪随机序列。在没有插槽频跳的情况下，PT-RS序列的值取决于第一DM-RS符号位置。在插槽频率的存在下，PT-RS序列的值取决于每个跳中的第一DM-RS符号位置。有关更多详细信息，请参阅本节DM-RS序列生成（CP-OFDM）．

在基于码本的PUSCH处理的情况下，序列乘以预编码器矩阵，这取决于层数，天线端口的数量和发送的预编码器矩阵指示符（TPMI）。

%设置控制PT-RS序列生成的参数pusch.DMRS.NIDNSCID = 1;%使用empty设置为运营商的NCellIDpusch.DMRS.NSCID = 0;% 0或1

生成PUSCH、DM-RS、PT-RS的资源元素(RE)指标。另外，生成DM-RS和PT-RS符号。

%控制DM-RS OFDM符号中数据可用的资源元素%的位置pusch.DMRS.NumCDMGroupsWithoutData = 1;％PUSCH，DM-RS和PT-RS指数pusch。NumLayers = numel(pusch.DMRS.DMRSPortSet); [puschIndices, puschInfo] = nrPUSCHIndices(carrier,pusch); dmrsIndices = nrPUSCHDMRSIndices(carrier,pusch); ptrsIndices = nrPUSCHPTRSIndices(carrier,pusch);％DM-RS和PT-RS符号dmrsSymbols = nrPUSCHDMRS(载体、pusch);ptrsSymbols = nrPUSCHPTRS(载体、pusch);

将PUSCH、DM-RS和PT-RS RE指数用比例值映射到网格上，以可视化网格上各自的位置。

chpLevel =结构;chpLevel。PUSCH= 0.4; chpLevel.DMRS = 1; chpLevel.PTRS = 1.4; gridCPOFDM = complex(zeros([carrier.NSizeGrid*12 carrier.SymbolsPerSlot nports])); gridCPOFDM(puschIndices) = chpLevel.PUSCH; dmrsFactor = chpLevel.DMRS*(1/(max(abs(dmrsSymbols)))); gridCPOFDM(dmrsIndices) = dmrsFactor*dmrsSymbols; ptrsFactor = chpLevel.PTRS*(1/(max(abs(ptrsSymbols)))); gridCPOFDM(ptrsIndices) = ptrsFactor*ptrsSymbols; plotGrid(gridCPOFDM,1,chpLevel)

在上图中，PT-RS位于物理上行共享信道分配中的OFDM符号开始处。这些符号出现在每一个 ${\mathit{L.}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$或者DM-RS符号之间的跳距。PT-RS连续子载波位置的差值为24，即RB(12)中的子载波数乘以PT-RS(2)的频率密度。

DM-RS for DFT-S-OFDM

DFT-s-OFDM仅金宝app支持单层传输，主要用于低覆盖场景。DFT-s-OFDM中DM-RS时频资源的结构以实现低立方度和高功率放大效率。由于立方度的增加，参考信号频率与其他上行数据传输复用的传输高度影响功率放大器的效率。参考信号在上行传输时复用，因此阻塞了携带DM-RS的OFDM符号中用于数据传输的所有资源元素。

控制时间资源的参数

DFT-s-OFDM中DM-RS时间资源控制参数为:

这些参数与CP-OFDM中DM-RS时间资源的控制参数相同。欲知更多详情，请参阅DM-RS时间资源控制参数(CP-OFDM)．

％将pusch中的变换额定属性设置为1pusch.transformprecoding = 1;%控制时间资源的参数pusch.DMRS.DMRSTypeAPosition = 2;pusch.DMRS.DMRSLength = 1;pusch.DMRS.DMRSAdditionalPosition = 0;

控制频率资源的参数

控制DFT-S-OFDM中DM-RS频率资源的参数是：

这两个参数与CP-OFDM的参数相同。DM-RS配置类型始终设置为1。DM-RS天线端口名义上是值为0的标量。

不需要支持多用户MIMO情况，因为DFT金宝app-s-OFDM适用于覆盖范围有限的情况。在没有MIMO的情况下，参考信号只产生于传输的prb而不是OFDM中的crb。由于DFT-s-OFDM中允许的单层和单一配置类型，RB中用于DM-RS的子载波位置的数量是恒定的。图2说明了DFT-s-OFDM中用于映射类型A的DM-RS子载波位置，并为跨越整个槽的PUSCH分配OFDM符号。

%设置DM-RS天线接口pusch.DMRS.DMRSPortSet = 0;

序列生成

DM-RS序列是DFT-s-OFDM中的ZadoffChu序列。对一组数和一组序号进行不同的循环移位，生成正交序列。控制序列生成的参数为:

%控制序列生成的参数pusch.DMRS.SequenceHopping = 0;%序列跳跃(0或1)pusch.DMRS.GroupHopping = 1;％小组跳跃（0或1）pusch.DMRS.NRSID = 1;%使用empty设置为carrier的NCellID%生成DM-RS符号和索引pusch。NumLayers = numel(pusch.DMRS.DMRSPortSet); dmrsSymbols = nrPUSCHDMRS(carrier,pusch); dmrsIndices = nrPUSCHDMRSIndices(carrier,pusch); dmrsFactor = chpLevel.DMRS*(1/(max(abs(dmrsSymbols))));%将DM-RS映射到网格上网格=复(0([12 *载波。NSizeGrid母舰。S.ymbolsPerSlot nports])); grid(dmrsIndices) = dmrsFactor*dmrsSymbols;%生成PUSCH索引并映射到网格Puschindices = NRPUSCHINDICES（载体，PUSCH）;网格（PUSCHINDICES）= CHPLEVEL.PUSCH;绘制网格titleText ='包含PUSCH和DM-RS的载体网格'；plotGrid(网格结构(“PUSCH”, chpLevel。PUSCH,dmr的, titleText chpLevel.DMRS) {“PUSCH”那“DM-RS”}）

占用DM-RS的OFDM符号中的子载波位置不分配给PUSCH。

为DFT-s-OFDM PT-RS

DFT-s-OFDM中的PT-RS与变换预编码阶段的数据一起插入。

控制时间资源的参数

在DFT-s-OFDM中控制PT-RS时间资源的参数与CP-OFDM中控制PT-RS时间资源的参数相同。的价值 ${\mathit{L.}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$在DFT-s-OFDM中为1或2。欲知更多详情，请参阅PT-RS时间资源控制参数(CP-OFDM)．

为单个槽中的RB生成一个共享通道分配的网格百分比为单层的14个符号的完整符号分配使用一个RB设置载波资源网格carrier.nsizegrid = 1;%配置PUSCH与DFT-s-OFDM和无跳频pusch.transformprecoding = 1;pusch。FrequencyHopping =“没有”；％设置控制PT-RS时间资源的参数pusch。EnablePTRS = 1;pusch.PTRS.TimeDensity = 2;

控制频率资源的参数

在频域上，PT-RS模式与CP-OFDM模式有很大的不同。PT-RS样品以块或组的形式插入( ${\mathit{N}}_{\mathrm{集团}}^{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$）.每组由有限数量的样本组成( ${\mathit{N}}_{\mathrm{SAMP.}}^{\mathrm{集团}}$)在PT-RS存在的每个OFDM符号的计划带宽中。

控制DFT-S-OFDM中PT-RS频率资源的参数是：

PT-RS样品密度的有效组合([ ${\mathit{N}}_{\mathrm{SAMP.}}^{\mathrm{集团}}$ ${\mathit{N}}_{\mathrm{集团}}^{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$]）是{[2 2]，[2 4]，[4 2]，[4 4]，[4 8]}。根据所有PT-RS组中的PT-RS样本数量，OFDM符号中的PT-RS样本的数量在DFT-S-OFDM中固定。此数字与CP-OFDM不同，其中PT-RS样本的数量基于PUSCH中的RBS数增加。

图3显示了PT-RS样本数为2的RB的PT-RS符号的子载波位置，以及携带PT-RS的OFDM符号的PT-RS组数为2的RB的PT-RS符号的子载波位置。

PT-RS样本密度[2 2]意味着在一个计划带宽中有两个PT-RS组，每个组有两个符号。

PT-RS在变换预编码输入处插入分层符号。经过变换预编码后，将分层符号和PT-RS都当作数据处理。因此，PT-RS在网格中是不可见的。

%设置PT-RS频率资源的控制参数pusch。PRBSet = 0: carrier.NSizeGrid-1;pusch.PTRS.NumPTRSSamples = 2;% 2, 4pusch.PTRS.NumPTRSGroups = 2;% 2,4,8

序列生成

DFT-s-OFDM中的PT-RS序列是改进的pi/2-BPSK序列。控制序列生成的参数为:

%设置控制PT-RS序列生成的参数pusch.DMRS.NRSID = 1;pusch.PTRS.NID = 10;%使用empty设置为DMRS配置的NRSID

生成PUSCH和PT-RS RE指数。

% PUSCH和PT-RS指数[puschIndices, puschInfoDFTsOFDM] = nrPUSCHIndices(载波，推);ptrsIndices = nrPUSCHPTRSIndices(载体、pusch);

将PUSCH和PT-RS资源元素设置为常量值。

%插入PT-RS与PUSCH数据GdPTRS =大小(重塑(pusch.NumLayers ptrsIndices, []), 1);dataWithPTRS = chpLevel.PUSCH *的(puschInfoDFTsOFDM.Gd + GdPTRS, 1);dataWithPTRS (ptrsIndices (: 1)) = chpLevel.PTRS;

在网格上绘制PT-RS投影。

gridDFTsOFDM = 0 (numel(pusch.PRBSet)*12, carrier.SymbolsPerSlot);%用数据和参考信号绘制网格gridDFTsOFDM (:, puschInfoDFTsOFDM.DMRSSymbolSet + 1) = chpLevel.DMRS;gridDFTsOFDM (~ (gridDFTsOFDM = = chpLevel.DMRS)) = dataWithPTRS;%变换前将DM-RS和PT-RS数据投影到网格上%预编码帧= {“PUSCH”那“DM-RS + Res”那“PT-RS”};titleText ='在转换预编码之前的数据，DM-RS和PT-RS的投影'；plotgrid（griddftsofdm，1，chplevel，tipletext，fnames）

进一步的探索

您可以尝试改变影响参考信号的时间和频率资源的参数，并观察各自信号的RE位置的变化。

尝试改变为DM-RS和PT-RS配置的天线端口的数量，然后观察端口间参考信号和数据的变化。例如，尝试为两个天线端口0和2配置DM-RS，配置类型1，为天线端口0配置PT-RS。生成PUSCH索引、DM-RS信号(索引和符号)和PT-RS信号(索引和符号)。将它们映射到网格并可视化两个端口的网格。

尝试使用PT-RS符号和指标进行信道估计和相位跟踪。按照以下步骤计算吞吐量NR PUSCH吞吐量．

这个例子展示了如何生成DM-RS和PT-RS序列，以及如何将序列映射到OFDM载波资源网格。重点介绍了控制不同波形参考信号时频结构的特性。例如CP-OFDM和DFT-s-OFDM中参考信号的时频模式以及参考信号在不同波形中产生的序列变化。

参考文献

本地函数

函数plotGrid(网格、nLayer chpLevel titleText,名称)% plotGrid显示资源网格网格的层号NLAYER%包含物理通道和相关参考信号的图例%不同的功率级别chlevel与标题TITLETEXT。创建传奇%使用字符向量NAMES的单元格数组。如果nargin <4 titletext =“包含PUSCH、DM-RS和PT-RS的载波网格”；结束如果Nargin < 5 names = {“PUSCH”那“DM-RS”那“PT-RS”};结束地图= parula (64);cscaling = 40;我=图像(1:尺寸(网格,2),1:尺寸(网格,1),cscaling * abs(网格(:,:,nLayer)));colormap (im.Parent地图);%添加图例到图像chpval = struct2cell (chpLevel);clevels = cscaling * [chpval {}):;N =长度(clevels);L =线((N), (N),“线宽”8);%生成线索引颜色映射并将所选的颜色与线条相关联集(L, {“颜色”}, mat2cell(地图(min (1 + clevels长度(map)),:), (1, N), 3));%根据地图设置颜色%创造传奇传奇(名字{:});轴xy；ylabel（副载波的）;Xlabel（OFDM符号的）;标题（Titlext）;结束