从系列中:了解5G NR标准
Marc Barberis, MathWorks
在5G新无线电中了解解调参考信号或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可用的不同设置,包括时间和频率密度以及槽内的位置。这包括单符号与双符号、配置类型1和2、映射类型A和B以及附加位置。您将了解这些设置如何支持单用户和MU-MIMO。金宝app最后,本视频用5G工具箱™编写的交互式应用程序演示了大部分设置。
这是我们“5G解释”系列的新一集。在本视频中,我们将讨论无线电中的5G调制参考信号(DM-RS)。我们将了解DM-RS的用途以及配置它们的数量和位置的详细参数,包括PDSCH映射类型、单符号与双符号、附加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不是为5GNR定义的唯一物理信号。这张幻灯片展示了下行链路的物理信号列表,其中一些在“5G解释”视频系列的其他章节中介绍过。DM-RS用于信道估计和相关物理信道的解调。它们还可以用于估计接收信号功率,就像LTE中已经出现的情况一样。
信道状态信息参考信号CSI-RS帮助接收机提供信道的估计,这些信道可用于资源分配、波束形成和波束管理。相位跟踪参考信号PT-RS用于相位跟踪,这在相位噪声更普遍的毫米波传输中尤为重要。
最后,主同步信号和辅助同步信号PSS和SSS在同步和单元搜索过程中发挥关键作用,这在本系列的另一集中将详细解释。
DM-RS伴随着5G NR中的每一条信息,因为标准假设使用预编码。由于数据和DM-RS都经过相同的预编码,接收机的信道估计同时考虑了传播信道和预编码的影响。因此,DM-RS使预编码对接收端是透明的。
这与LTE中的DM-RS传输模式9非常相似,对应端口7到14传输。当DM-RS沿着PDSCH发送时,它只占用PDSCH分配部分的资源块。与LTE的情况相反,DM-RS的数量、位置和密度是高度可配置的,下一张幻灯片将详细解释这些配置。
在“5G解释”系列关于下行链路数据的一集中,您可能还记得有两种类型的PDSCH映射:类型A和类型b。类型A意味着DM-RS位于插槽的符号2或3中。当然,PDSCH分配从符号0开始更有意义,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,但当分配从插槽中间开始时尤其如此。这种情况可能需要较短的延迟,并且立即使用DM-RS可以实现最快的解调。这张幻灯片总结了这些陈述。注意,在这两种配置中,DM-RS都位于分配的开头。
对于映射类型A, DM-RS是要在符号2还是符号3中找到,由5G工具箱中由DL-DM-RS type A暂停表示的更高一层参数指定。左边的图片将该参数设置为2,右边的图片将其设置为3。记住,符号编号从0开始,而不是1。
分配DM-RS的另一种灵活性是分配单符号还是双符号。在分配双符号时,DM-RS出现在两个连续的符号中,从而使DM-RS的数量翻倍。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表示的更高一层参数。左边的图片将该参数设置为1,即单个符号,而右边的图片将其设置为2,即双符号。
接下来,我们想看看每个插槽中带有DM-RS的符号的数量。到目前为止的讨论假设只有一个。事实上,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的层参数,在5G工具箱中由暂停的DL-DM-RS表示。左边的图片将这个参数设置为0,接下来的三张图片分别显示了带有1、2和3个额外符号的布局。
正如我们刚才看到的,每个插槽最多可以有四个带有DM-RS的符号。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15千赫兹子载波间距下,一个槽是1毫秒,每个槽4个符号对应LTE中几个参考符号的密度。在较高的子载波间距下,由于槽较短,DM-RS时域密度较高。
现在我们知道,在DM- rs的每个插槽中我们最多可以有三个额外的web DM符号,我必须提到,这仅适用于在一个插槽中占据足够符号的PDSCH或PUSCH分配,这应该很有意义。在这里,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。正如您所看到的,第一个DM-RS符号总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,它的时间位置取决于PUSCH被分配的是8或9、10到12还是13个以上的符号。如果分配少于8个符号,则不能分配额外的DM-RS。类似地,第二个DM-RS只有在分配长度至少为10个符号时才能添加,它的位置取决于分配长度是否大于或小于13个符号。
最后,在幻灯片的底部,您可以看到当请求另外三个DM-RS时附加DM-RS的位置。唯一可以使用DM-RS有四个符号的配置是其他至少有12个符号分配给PUSCH的配置。
这里我们有完全相同的视图,但是对于PUSCH映射类型b。这里的主要区别是第一个DM-RS符号始终是PUSCH分配的第一个符号。只要分配长度至少为10个符号,您最多可以拥有4个DM-RS符号。
在介绍DM-RS配置的最后一个参数DM-RS类型时,我想马上将其与PDSCH或PUSCH映射类型进行对比。这两种类型是完全无关的。提醒一下,PDSCH或PUSCH映射可以是类型a或B,无论第一个DM-RS符号是在插槽的位置2或3,还是在分配的第一个符号中,它都适用。
DM-RS类型1和类型2完全不同。它们指定了频域DM-RS的密度,并影响了许多可能的正交序列。
这张幻灯片显示了1型和2型的DM-RS模式和频率。左边的类型1对应于DM-RS符号在频率上占用的所有其他资源元素。右边的类型2显示了DM-RS符号在每组6个资源元素中占据的两个连续资源元素。
因此,类型1在资源估计的50%具有更密集的占用,而类型2的资源元素只有三分之一。另一方面,您只能有两个这样的类型1 DM-RS列,而类型2 DM-RS可以有三个不同的集合,因为在每组六个资源元素中,两个DM-RS集合还有两个可能的位置。
这意味着类型2支持更大数量的正交信号,更适合多金宝app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type 1还是type 2是一个更高层的参数,在5G工具箱中由DL-DM-RS配置类型表示。左边的图片将该参数设置为1,而右边的图片则设置为2。
每种类型支持多少个正交序列?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性:通过时间、频率和代码。代码组件提供了一组两个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。
时间分量是单符号对双符号,给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,数字分别为6和12,因为如前所述,每组两个资源元素在频率上有三个可能的位置。增加的数量是由多用户MIMO驱动的,其中总层数可能比单用户情况下要大。
这张幻灯片展示了单个符号DM-RS类型1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,因为它们被分配给不同的资源元素。它们在频率轴上移动了1。左边的两个相互正交的事实在图上看不出来。
发现它的唯一方法是,这些信号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,该参数分别设置为0和1。这两个端口携带的DM-RS值彼此正交。右侧的1002和1003端口也是如此。
这是完全相同的视图,但在太空中。由于每个网格对应一个天线端口,这个视图清楚地表明,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上,所以我们在这里看到的不是每个天线的视图;相反,这是从天线端口的角度来看的。
这是DM-RS type 2的相同视图。你可以看到三组两个网格。每个集合都有两个频域资源单元的DM-RS偏移。此图显示了对6个天线端口的支持,但请记金宝app住,使用双符号DM-RS最多支持12个天线端口。
让我们在一个使用MathWorks 5G Toolbox编写的交互式示例中回顾其中的一些模式。在这里,我们正在查看具有30千赫兹子载波间距的下行5G波形的资源网格。资源网格在x轴上显示了一个子帧的数据值。带宽部分,y轴为15个资源块,即180个子载波。我们可以看到PDSCH的全波段位置,占用所有15个资源块,同时只使用每个插槽的前11个符号。
PDSCH映射类型是类型A,这意味着DM-RS从插槽的位置2或3(这里是3)开始。绿色矩形显示为核心集保留的空间,它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,因此从符号3而不是2开始DM-RS是有意义的。
如果我们将PDSCH资源分配更改为类型B, DM-RS总是从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开始时。让我们将分配更改为占用符号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位置。让我们切换回使用符号0到10和PDSCH分配类型a。我们现在可以为每个插槽请求一个额外的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个或更多的符号时,每个插槽才支持额外的3个DM-RS。金宝app让我们将分配更改为覆盖符号0到12。
现在我们在每个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在两次分配频率之间有四个资源元素的差距。对于类型1,每个其他资源元素都分配给DM-RS,导致更高的密度,但可能的配置更少。
这是DM-RS上的“5G解释”系列的本集。
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