5G DMRS 设计及开销

DMRS端口的复用可以通过FDM、CDM、TDM或通过这些复用选项的组合来完成。FDM可以在频域中施加端口的特定映射结构，如在IFDM中，而CDM可以在DMRS资源的时间（TD-CDM）和频率（FD-CDM）上完成，例如，通过将正交覆盖码（OCC：orthogonal cover codes）应用于覆盖一个或多个OFDM符号的基序列，或通过将循环移位（CS：cyclic shifts）应用于基序列。显然，TDM排除了跨OFDM符号使用TD-CDM。

图1说明了一些DMRS端口复用选项，用于在2个相邻的前置OFDM符号中支持多达12个正交DMRS端口。在所有这些dmrs模式中，CDM和TDM与FDM相结合，并且携带dmrs的2个OFDM符号内的所有资源都可以分配给dmrs。在这些DMRS模式中，只有2）和3）中的DMRS端口复用方法可以支持多达12个正交DMRS端口，而无需在时域中应用OCC。

在需要具有高波束赋形增益的窄波束以实现覆盖的毫米波部署中，具有12个正交端口的DMRS可能有益的情况似乎很少。更有可能的是，在下行链路中仅同时调度一个或两个ue，然后使用少量流。从图1可以看出，DMRS模式2）可以支持多达4个正交端口，而无需任何CDM。

DMRS和相关数据之间的功率比是平衡的，并且这些功率比不随调度层的数量而动态变化。CDM以与每个数据层的功率缩放相同的方式，使用层数缩放DMRS功率，即OCC可以在DMRS和相关数据之间提供功率平衡。通过TDM进行DMRS端口复用的一个主要缺点是，DMRS和相关数据之间的功率比可能会根据调度层的数量动态变化。这将需要动态地发送这些功率比的信号。DMRS端口的TDM复用的另一个问题是，当DMRS和数据进行频率复用时，非对角预编码可能导致传输功率利用率低下。

当通过CDM构建正交DMRS端口时，OCC的大小或循环移位的数量应考虑信道在时间和频率上的一致性，以保持接收机侧的正交性。例如，在具有频率选择性无线信道的场景中，频率中应用的OCC可能仅覆盖分配给DMRS的子载波的一小部分，或者等效地，只能考虑几个CS。显然，当DMRS映射到相邻子载波上时，可以获得OCC覆盖的最小带宽，如图1中4）和8）所示的模式，这意味着最大OCC长度为2。从图1可以注意到，基于IFDM的DMRS模式能够在相同DMRS密度的频域中实现更短的信道插值距离。

当DMRS映射到IFDM中的非相邻子载波上时，在频率上应用OCC将覆盖比映射到相邻子载波组上的DMRS更大的带宽，这可能是频率OCC与IFDM结合的缺点。然而，IFDM的结构允许接收机考虑整个调度带宽来解析MIMO信道，而DMRS与相邻子载波组的映射迫使接收机在组内应用OCC解析。可以注意到，长度为2的OCC产生与2-CS相同的CDM。可以进一步注意到，当考虑超过2-CS时，CS可以被视为具有复数元素的正交覆盖码。因此，原则上，CS不会阻止在组内解决。

Rel-13中引入了使用OCC4的DMRS端口，用于改进高阶MU-MIMO传输。在当前规范中，OCC长度4仅支持1/2级传输。在Rel-13期间， FD-MIMO用于增强SU-MIMO秩3和4传输的OCC长度4，但由于担心时频选择性信道的潜在信道估计性能退化，未达成一致意见。然而，对于高容量无线固定链路，信道条件将更好，例如，更多的服务水平、无移动性或极低的移动性。因此，可以将OCC长度4用于SU-MIMO秩3和4传输，信道估计性能损失可以忽略不计。

为了使用OCC4实现SU-MIMO秩3和4传输的特定DMRS开销减少，需要解决以下问题。

• OCC长度2和4的动态开关

• 动态SCID或VCID切换和MU-MIMO支持

• 控制中心长度为4的DMRS端口指示控制信令设计

对于秩3和4传输，OCC长度2和4的动态切换的好处是调度器的灵活性，并且允许UE使用用于时间选择性衰落信道的SU-MIMO秩3和4的传统接收机。然而，对于信道变化被假定为很小的无线固定链路，情况并非如此。另一方面，如果支持OCC长度的动态切换，则可能存在CQI不匹配。对于CQI报告，UE将假设DMRS开销与根据当前规范报告的秩一致。因此，UE将假设对应于不同OCC长度的DMRS开销12或24 个RE，用于计算秩3和4 CQI。如果由于OCC长度的动态切换，调度的DMRS开销不同于CQI计算的假设DMRS开销，则报告的CQI可能被高估或低估，从而影响链路自适应和PDSCH性能。支持OCC长度动态切换的另一个潜在问题是控制信令的复杂性，因为将向DMRS表中添加更多的代码点，以指示DMRS端口和OCC长度。需要定义更大的DMRS表，例如5位DMRS表，它可能需要向DCI格式添加更多位。因此，考虑到潜在问题，OCC长度动态切换的好处是不合理的。因此，优选半静态切换。UE配置RRC参数以改变其DMRS结构，具有12 个RE开销的OCC4用于秩3和4传输，以24 个RE替换传统OCC2。

在当前规范中，SU-MIMO秩3-8传输不支持SCID的动态切换。如果UE使用SU-MIMO秩3/4传输进行调度，则在同一资源上没有共同调度的MU传输。如果为SU-MIMO秩3和4配置了具有12个 RE的OCC长度4，则通过将未使用的DMRS端口或不同SCID分配给共同调度的UE，也可以为秩3和4 UE进行MU传输。但在这种情况下，SU-MIMO秩3和4的信道估计将因潜在的用户间干扰和非正交DMRS端口而降级。它还增加了UE的复杂性，以盲检测共同调度的UE并消除用户间干扰。由于使用OCC4减少DMRS开销的目的是提高SU-MIMO性能，因此不支持SCID或VCID的动态切换，也不支持将OCC4用于秩3和4的MU-MIMO。

对于控制信令设计，建议更新现有的4位DMRS表，将等级3和4的OCC2替换为OCC4，如下表1所示。这里，假设支持秩3和4的OCC4的UE将支持使用OCC4进行秩1和2传输。可以看出，如果配置了12 个RE的OCC4，则其也适用于重传。新DMRS表的使用由高层信令配置。如果配置了新的DMRS表，则用于PDCCH和EPDCCH的DCI格式2C和2D。