DMRS在5G NR各种物理信道上的配置

wealiron

    在5G中，DMRS广泛存在于各个重要的物理信道当中，如下行的PBCH，PDCCH和PDSCH，以及上行的PUCCH和PUSCH。其最为重要的作用就是相干解调（Coherence Demodulation），服务于各物理信道的解调。下面重点看看DMRS在不同物理信道上是如何进行时频资源映射的。   
PBCH DMRS

    38211对PBCH DMRS的映射进行了明确的规定。如下表所示，DMRS在频域上每4个子载波映射一个；时域上在符号1,2,3上，即PBCH所在的三个符号上。

   

    注意表中有一个变量v，v的定义如下。可见v的取值和PCI相关，不同的PCI，PBCH DMRS的映射位置可能不同（参考下面两个例子）
    此外，PBCH DMRS还有另外一个重要的作用，就是提供用于确定beam index的3bit信息。

   

PDCCH DMRS

    38211的7.1.4.3节定义了PDCCH DMRS的时频资源。从这个定义可以看出，PDCCH的DMRS频域上映射在PDCCH所在每一个RB的子载波1,5,9,13…..，每4个子载波映射一个DMRS，位置固定；时域上映射在每一个PDCCH符号上（The quantity l is the OFDM symbol number within the slot.）

   

PUCCH DMRS

    NR中的PUCCH又5种format，每种format的DMRS映射方式是不同的。

   

[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)][size=18.6667px]    这里推荐一篇IEEE的论文<Physical Uplink Control Channel Design for 5G New Radio>，里面详细先容了每种pucch format采用不同DMRS映射的仿真结果和分析，本篇文章也会引用其中的一些图片和结论。

• PUCCH Format 0: format 0 是一种sequence，没有DMRS。论文当中提供了最初format 0的两种候选structure，一种是基于sequence的，一种是基于DMRS的。最后选择了使用基于sequence的format 0。
  

在这里插入图片描述

• PUCCH Format 1: Format 1采用的是TDM的方式映射DMRS。映射的符号协议有明确规定（l=0,2,4,…）。下面是一个长度为7个符号的的PUCCH Format 1的映射结果。
  

• PUCCH Format 2: Format 2采用了FDM的方式映射DMRS。频域上映射的位置协议有规定（k = 3m + 1）。文章中对频域映射不同密度DMRS的方案进行了仿真和对比。最后的结论是1/3密度的方案最佳，且format2主要用于FR2。
  

• PUCCH Format 3/4: Format 3/4采用TDM的方式映射DMRS。时域上映射的位置协议有规定，如下表所示。下面给出了一个长度为10个符号的 Format3/4的映射示例。
  

PDSCH/PUSCH DMRS

PDSCH和PUSCH的时频资源映射原理基本相同。这里以讨论PDSCH DMRS为例。PDSCH的映射会与以下参数相关，这些IE会通过RRC消息发送给终端。

MIB ::= SEQUENCE {
    ...
    dmrs-TypeA-Position                 ENUMERATED {pos2, pos3},
    ...
}
PDSCH-TimeDomainResourceAllocation ::=      SEQUENCE {
    ...
    mappingType                         ENUMERATED {typeA, typeB},
    ...
}
DMRS-DownlinkConfig ::=               SEQUENCE {
    dmrs-Type                    ENUMERATED {type2}
    dmrs-AdditionalPosition      ENUMERATED {pos0, pos1, pos3}
    maxLength                    ENUMERATED {len2}
    ...
}


    下面举个例子：

[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)][size=18.6667px]    这里需要注意一个事情，在查表确定DMRS分布在时域的哪几个符号时，会用到[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)][color=rgba(0, 0, 0, 0.75)][size=18.6667px]，而[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)][color=rgba(0, 0, 0, 0.75)][size=18.6667px]的计算和PDSCH是type A和B有很大关系，如下所述：

    上面这个例子是一个4个DMRS port的例子，可以提供4个正交的DMRS序列，对应最大的PDSCH传输为4 layer。如果想提供更强大的MIMO能力，比如8 layer或者12 layer，那么就需要double symbol以及DMRS type 2的配置方式。下表是一个DMRS port数量与single/doubleDMRS以及configuration type1/2的关系总结。