从系列中:了解5G NR标准
Marc Barberis,MathWorks
了解5G新无线电中的解调参考信号或DMRS。
本视频讨论了它们在联合预编码和信道估计中的应用。您还将了解DMRS的不同设置,包括时间和频率密度和槽内的位置。这包括单符号和双符号、配置类型1和2、映射类型A和B以及其他位置。您将了解这些设置如何同时支持单用户和MU-MIMO。金宝app最后,本视频通过使用5G工具箱™编写的交互式应用程序演示了其中的大部分设置。
这是我们系列节目的新一集,“5G解释”。在这个视频中,我们讨论你的收音机中5G调制参考信号,或DM-RS。我们将了解DM-RS用于什么,以及配置其数量和位置的详细参数,包括PDSCH映射类型、单符号和双符号、额外的DM-RS,以及类型1和2。我们将讨论这些配置在不同波束形成场景中的应用。
DM-RS并不是定义为5GNR的唯一物理信号。这张幻灯片显示了下行的物理信号列表,其中一些在“5G解释”系列视频的其他章节中已经讨论过了。DM-RS用于相关物理信道的信道估计和解调。它们还可以用来估计接收信号的功率,就像LTE中已经存在的情况一样。
scsi - rs,或信道状态信息参考信号,帮助接收器提供可用于资源分配、波束形成和波束管理的信道估计。PT-RS,即相位跟踪参考信号,用于相位跟踪,在相位噪声比较普遍的毫米波传输中尤为重要。
最后,主同步信号和次同步信号PSS和SSS在同步和小区搜索过程中起着关键作用,本系列的另一集将对此进行详细解释。
DM-RS伴随着5G NR中的每一条信息,因为标准假设使用了预编码。当数据和DM-RS都经过相同的预编码时,接收机处的信道估计包括传播信道和预编码的效果。因此,DM-RS使得预编码对接收机透明。
这与LTE中的DM-RS传输模式9非常相似,对应端口7到14的传输。当沿着PDSCH发送时,DM-RS只占用该部分PDSCH分配中的资源块。DM-RS的数量、位置和密度是高度可配置的,这与LTE的情况相反,下一张幻灯片详细解释了这些配置。
您可能还记得,在关于下行链路数据的“5G解释”系列中,有两种类型的PDSCH映射:类型A和类型B。类型A表示DM-RS位于插槽的符号2或3中。自然,这使得PDSCH分配从符号0开始变得更有意义,而不是从过去的符号3开始。
类型B意味着DM-RS位于PDSCH分配的第一个符号中。这在所有情况下都是有意义的,特别是当分配在槽的中途开始时。这种情况可能需要较短的延迟,而立即使用DM-RS可以实现尽可能快的解调。这张幻灯片总结了这些陈述。注意,在这两种配置中,DM-RS都位于分配的开始位置。
对于映射类型A,是在符号2还是符号3中找到DM-RS,由5G工具箱中以DL-DM-RS类型A暂停表示的更高层参数指定。左边图片的这个参数设置为2,右边图片的这个参数设置为3。记住,符号编号从0开始,而不是1。
分配DM-RS的另一个灵活性是分配单符号还是双符号。当分配双符号时,DM-RS出现在两个连续的符号中,从而使DM-RS的数量加倍。无论是单符号分配还是双符号分配,都是5G工具箱中以DL-DM-RS max length表示的更高层参数。左边的图片将此参数设置为1,即单个符号,而右边的图片将此参数设置为2,即双符号。
接下来,我们想看看每个插槽具有DM-RS的符号数量。到目前为止的讨论假设只有一个。事实上,该标准允许每个插槽最多增加三个符号。带有DM-RS的附加符号的数量是一个更高层的参数,由5G工具箱中暂停时的DL-DM-RS表示。左边的图片将此参数设置为0,接下来的三张图片分别用1、2和3个附加符号显示布局。
正如我们刚才看到的,每个插槽最多可以有四个DM-RS符号。更频繁的DM-RS类型有助于更好地跟踪快速变化的信道,因此三个额外的DM-RS符号的主要应用之一是高速场景。还要注意,在15千赫兹的子载波间距,一旦槽是1毫秒,每个槽4个符号对应LTE中几个参考符号的密度。在子载波间距较高时,由于缝隙较短,DM-RS在时域的密度较高。
现在我们知道,使用DM-RS,每个插槽最多可以有三个额外的web DM符号,我必须指出,这只是PDSCH或PUSCH分配在插槽中占用足够符号的情况,这应该是非常有意义的。这里,我们可以看到使用映射类型A的PUSCH分配的DM-RS符号的位置。如您所见,第一个DM-RS符号始终是插槽的第二个或第三个符号。
如果配置了一个额外的DM-RS符号,它在时间上的位置取决于PUSCH是分配8个还是9个,10到12个,还是超过13个符号。如果分配小于8个符号,则不能分配额外的DM-RS。同样,第二个DM-RS只能在分配长度至少为10个符号的情况下添加,其位置取决于分配长度是否大于或小于13个符号的长度。
最后,在幻灯片的底部,你可以看到增加DM-RS的位置,当三个额外的DM-RS被要求。DM-RS中可以有4个符号的唯一配置是其他至少分配给PUSCH的12个符号。
这里我们有完全相同的视图,但对于PUSCH映射类型b。这里的主要区别是,第一个DM-RS符号总是PUSCH分配的第一个符号。只要分配长度至少为10个符号,您就可以拥有最多4个DM-RS符号。
由于我即将介绍DM-RS配置的最后一个参数DM-RS类型,我想马上将其与PDSCH或PUSCH映射类型进行对比。这两种类型完全不相关。提醒一下,PDSCH或PUSCH映射可以是类型a或B,并且它分别适用于第一个DM-RS符号是否在槽的位置2或3,或在分配的第一个符号中。
DM-RS 1型和2型完全不同。它们在频域中指定DM-RS的密度,并影响许多可能的正交序列。
本幻灯片显示了类型1和类型2的DM-RS模式和频率。左侧的类型1对应于DM-RS符号占用的频率中的每个其他资源元素。右侧的类型2显示了每组六个资源元素中由DM-RS符号占用的两个连续资源元素。
因此,类型1的占用率更高,为资源估算的50%,而类型2的占用率为资源要素的三分之一。另一方面,您只能有两个类型为1 DM-RS的列,而类型为2 DM-RS的列可以有三个不同的集合,因为在六个资源元素的每组中,两个DM-RS的集合还有两个可能的位置。
这意味着type 2支持更多的正交信号,这更适金宝app合多用户MIMO。这两种类型对应于密度、频率和支持的正交DM-RS序列数量之间的权衡。金宝app使用类型1或类型2是更高层参数,在5G工具箱中由DL-DM-RS配置类型表示。左侧图片设置为1,右侧图片设置为2。
每种类型支持多少正交序列?金宝app要回答这个问题,我们首先必须认识到可以通过三种方式实现正交:通过时间、频率和代码。代码组件为我们提供了一组两个DM-RS作为基本单元,这意味着每个资源块可以有两个不同的正交DM-RS。
时间分量是单符号和双符号,给了我们一个额外的因子1或2。最后,类型1让我们将这些符号放置在频域的两个可能位置,给出另一个因子2。因此,类型1对于单个符号可以有4个正交信号,对于双符号可以有8个正交信号。
类似地,对于类型2,得到的数字分别是6和12,因为如前所述,对于两种资源元素的每组,频率都有三个可能的位置。这种增加的数量是由多用户MIMO驱动的,在多用户MIMO中,层的总数可能比单用户情况中要多。
这张幻灯片显示了一个DM-RS类型1的符号的所有四种正交可能性。左边的前两个显然与右边的两个正交,因为它们被分配到不同的资源元素。它们在频率轴上移动了1。左边的两个正交的事实在图上是不可见的。
唯一的方法是,这些信号被分配到的天线端口分别是端口1000和端口1001,如5G工具箱中端口设置参数所示,端口设置参数分别为0和1。这两个端口的DM-RS值是相互正交的。右边的1002和1003端口也是如此。
这是完全相同的观点,但在太空。由于每个网格对应于一个天线端口,这种观点表明这些网格在时间和频率上是并发的。注意,这些网格在预编码后被映射到天线,所以我们在这里不是看每个天线的视图;相反,这是从天线端口的角度。
这是DM-RS 2型的完全相同的视图。您可以看到三组两个栅格。每个集合在频域中都有两个资源元素的DM-RS偏移。此图显示了对六个天线端口的支持,但请记住,双符号DM-RS最多支持12个天线端口。金宝app
让我们在一个用MathWorks 5G工具箱编写的交互式示例中回顾其中一些模式。在这里,我们正在查看下行5G波形的资源网格,其子载波间距为30千赫兹。资源网格在x轴上显示了一个子帧值的数据。带宽为15个资源块,y轴为180个子载波。我们可以看到PDSCH的位置,占用了所有15个资源块,而只使用每个槽的前11个符号。
PDSCH映射类型为A型,这意味着DM-RS从插槽的位置2或3-3开始。绿色矩形显示为核心集保留的空间,核心集携带带有下行链路控制信息的PDCCH。由于核心集有三个符号长,因此在符号3而不是符号2上启动DM-RS是有意义的。
如果我们将PDSCH资源分配改为B类型,DM-RS总是以PDSCH分配的第一个符号开始。这对于部分插槽分配非常有意义,特别是当分配不是从插槽的开始时。让我们将分配改为占用符号5到10。我们现在可以在PDSCH分配的第一个符号中看到DM-RS。
现在让我们看看其他DM-RS职位。让我们切换回使用符号0到10和PDSCH分配类型a。我们现在可以请求每个插槽一个额外的DM-RS。现在两个。现在三人。发生了什么事?正如我们在前面的幻灯片中看到的,只有当PDSCH分配覆盖12个或更多符号时,才支持每个插槽增加3个DM-RS。金宝app让我们将分配改为覆盖符号0到12。
现在我们在每个插槽中都有一个完整的DM-RS符号。最后,让我们将DM-RS类型从1切换到2。我们可以看到,两个连续的资源元素位于两个分配的频率之间有四个资源元素的间隔。对于类型1,每个其他资源元素都分配给DM-RS,这导致密度更高,但可能的配置更少。
DM-RS“5G解释”系列节目到此结束。
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