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5G DMRS放置密度

2022-01-21 09:19 作者:余网优化  | 我要投稿

NR系统应在极端不同的环境(如覆盖范围、多普勒等)和宽频带无线信道下运行。然而,如果为NR移动场景部署了URLLC服务,则应考虑有关前置RS位置的RS设计,以支持早期解码。此外,在另一方面,为了支持高移动性场景的可靠信道估计,应该考虑可变DMRS模式设计来支持高多普勒频偏,如下:

备选方案1:在给定的持续时间内考虑可伸缩的numerology。

备选方案2:在给定的持续时间内考虑额外的DMRS。

可扩展子载波间隔的DMRS设计

在高多普勒频率和高频段的情况下,可以考虑不同numerology的DMRS设计。在图1中,举例说明了给定持续时间(例如15kHz、30kHz、60kHz)内不同子载波间隔的示例。

从15kHz子载波间隔直接缩放到60kHz子载波间隔会导致缩短TTI长度。与15kHz子载波间隔的DMRS模式相比,60kHz子载波间隔的DMRS模式具有在给定持续时间内更可靠的信道估计的优点,以处理高SNR区域中的高多普勒扩展。另一方面,与15kHz子载波间隔相比,60kHz子载波间隔在长信道时延扩展中的性能降低。使用高子载波间隔的DMRS模式应提供抗信道时延扩展的鲁棒性,此外,DMRS符号在频域中的密集放置。

时域密度的DMRS设计

协议就附加RS达成如下协议:在NR中研究的相同或扩展/附加RS至少包括以下内容:

  • 估计/补偿多普勒参数

除了协议之外,在高多普勒频率和相位噪声的情况下,还应考虑附加的RS。在图2中,展示了一个带有附加RS的DMRS设计示例。

如图2所示,假设两种不同类型的DMRS(即基本DMRS和附加DMRS)位于给定的持续时间内(例如子帧、时隙等)。额外的RS可以被定义为在特定的持续时间内的额外传输的参考信号,包括多普勒补偿、相位旋转补偿等。在额外的RS的单个符号情况下,多普勒补偿的附加RS可以在给定的持续时间的中间发送,这和基本的DMRS是一样的。此外,可在高频段或极高多普勒频率下考虑附加RS的三符号情况。因此,考虑到信道条件(例如,多普勒频率、高频段等)和目的,可以决定额外的RS来提高信道估计性能。

另一方面,额外RS的设计需要RS开销。因此,需要研究信道估计性能和DMRS开销之间的权衡。

性能评估

比较DMRS模式与可伸缩numerology的其他RS性能,在此模拟中,假设每个TTI使用14个OFDM符号。模拟假设如下:

为了证实多普勒扩展在可伸缩numerology方面的效果,根据多普勒扩展(从10Hz到200Hz)展示了CDL-C信道(延迟扩展=100ns)下的链路级性能。图3显示了根据子载波间隔(即15kHz、60kHz)的调制(即QPSK、16QAM)和编码速率(即1/2、3/4)的BLER性能。在该仿真中,假设在DMRS位置使用基于IFFT的信道估计方法,并且不考虑时间插值。

如图3所示,可以观察到60kHz子载波间隔下的numerology性能优于15kHz子载波间隔下的numerology性能。注意,如果由于信道时延扩展引起的信道估计误差的影响较小,则可伸缩的子载波间隔提供针对高多普勒频率的鲁棒性能。

另外,为了验证附加RS的必要性,根据子载波间隔(从15kHz到60kHz)和附加RS显示了CDL-C信道(延迟扩展=300ns)下的链路级性能。在该模拟中,假设附加RS的DMRS模式与基本DMRS相同,并且在使用附加RS时考虑时间插值。

从图4中,可以得到如下结论

1. 由于频率选择的信道估计误差,与15/30kHz子载波间隔相比,60kHz子载波间隔显示出更大的性能退化。因此,当考虑长信道时延扩展时,具有可伸缩numerology的DMRS模式是不合适的。

2. 与不同的子载波间隔相比,附加RS的性能表现更好,因为尽管存在RS开销,但是附加RS从时间选择中补偿了信道估计误差。

另一方面,为了最小化附加DMRS的复杂度影响,信道估计器在频率插值(FI frequency interpolation)之后或仅在频率插值(FI)之后执行时间插值(TItime interpolation)。

如图5所示,可以观察到使用TI的信道估计有轻微的增益。因此,信道估计的附加复杂度仅用于处理附加DMRS的估计。


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