简介

在5G NR中，PDSCH是承载用户数据的物理下行通道。DM-RS和PT-RS是与PDSCH相关的参考信号。这些信号在PDSCH分配中产生，如TS 38.211节7.4.1.1和7.4.1.2所定义[1]．DM-RS是PDSCH相干解调的一部分，用于信道估计。3GPP 5G NR引入了PT-RS技术来弥补常见的相位误差(CPE)。本振子产生的相位噪声在毫米波频率时产生了显著的退化。它产生CPE和载波间干扰(ICI)。CPE导致在每个子载波中接收到的符号旋转相同。ICI导致子载波间的正交性丧失。PT-RS主要用于估计和最小化CPE对系统性能的影响。

5G Toolbox™为物理(PHY)层建模提供了不同粒度级别的功能。粒度级别从执行传输和物理通道处理的PHY通道级函数到执行循环冗余校验(CRC)编码、代码块分割、低密度奇偶校验(LDPC)通道编码的单个通道处理阶段函数，等等。工具箱以函数的形式提供与PDSCH相关联的参考信号功能nrPDSCHDMRS，nrPDSCHDMRSIndices，nrPDSCHPTRS,nrPDSCHPTRSIndices．

PDSCH

PDSCH是承载用户数据的物理通道。分配给PDSCH的资源在运营商的带宽部分(BWP)内，如TS 38.214章节5.1.2所定义[２]．PDSCH传输的时域资源由现场的下行控制信息(DCI)调度时域资源分配。该字段表示槽位偏移量 ${\mathit{K}}_0$开始,象征年代，分配长度l，以及PDSCH的映射类型。的有效组合年代而且l如表1所示。对于映射类型A，值为年代仅当DM-RS type A位置设置为3时为3。

用于PDSCH传输的频域资源由现场的DCI调度频域资源分配．根据资源块的分配类型，该字段表示资源块的资源分配是连续的还是不连续的。分配的RBs在BWP内。

5G工具箱™提供了nrCarrierConfig而且nrPDSCHConfig对象，设置BWP内与PDSCH相关的参数。

设置15 kHz副载波间距和10 MHz带宽的载波载体= nrCarrierConfig;母舰。年代ubcarrierSpacing = 15; carrier.CyclicPrefix =“正常”；母舰。N年代izeGrid = 52; carrier.NStartGrid = 0;配置物理下行共享通道参数pdsch = nrPDSCHConfig;pdsch。N年代izeBWP = [];% Empty表示该值等于NSizeGridpdsch。N年代tartBWP = [];% Empty表示该值等于NStartGridpdsch。PRBSet = 0:51;分配完整的载波pdsch。年代ymbolAllocation = [0 14];%符号分配[S L]pdsch。MappingType =“一个”；% PDSCH映射类型('A'或'B')

DM-RS

采用DM-RS对无线电信道进行估计。该信号只存在于分配给PDSCH的RBs中。DM-RS结构旨在支持不同的部署场景和用例。前端加载设计支持低延迟传输，12个正交天线端口用于MIMO传输，一个槽位最多4个参考信号传输实例，以支持高速场景。前置参考信号表明信号在传输早期出现。DM-RS存在于分配给PDSCH的每个RB中。

控制时域资源的参数

控制DM-RS OFDM符号位置的参数为:

PDSCH的符号分配表示在槽位中PDSCH传输使用的OFDM符号位置。DM-RS符号位置位于PDSCH符号分配内。DM-RS OFDM符号的位置取决于映射类型。PDSCH的映射类型是槽位型(A型)或非槽位型(B型)。任何附加DM-RS符号的位置由一组表定义，如TS 38.211节7.4.1.1.2所述[1]．为了给表建立索引，规范定义了这个术语 ${\mathit{l}}_{\mathit{d}}$表示根据映射类型，要考虑的OFDM符号的持续时间。

对于映射类型A, DM-RS OFDM符号位置定义相对于槽位的第一个OFDM符号(符号#0)。第一个DM-RS OFDM符号的位置( ${\mathit{l}}_0$)由DM-RS A型位置提供，该位置为2或3。对于任何额外的DM-RS, OFDM符号的持续时间( ${\mathit{l}}_{\mathit{d}}$)是槽位的第一个OFDM符号(符号#0)和所分配PDSCH资源的最后一个OFDM符号之间的OFDM符号数。请注意, ${\mathit{l}}_{\mathit{d}}$当PDSCH的第一个OFDM符号不是符号#0时，可与分配给PDSCH的OFDM符号的数量不同。

对于映射类型B, DM-RS OFDM符号位置定义相对于已分配PDSCH资源的第一个OFDM符号。第一个DM-RS OFDM符号的位置( ${\mathit{l}}_0$)总是0，这意味着第一个DM-RS OFDM符号位置是分配的PDSCH资源的第一个OFDM符号位置。对于任何额外的DM-RS, OFDM符号的持续时间( ${\mathit{l}}_{\mathit{d}}$)为已分配PDSCH资源的持续时间。

图1显示了DM-RS符号位置，这取决于插槽中RB的映射类型，具有单符号DM-RS。图中显示了PDSCH占用OFDM符号从1到10(基于0)的配置 ${\mathit{l}}_{\mathit{d}}$等于11映射类型A，从3到9(基于0)与 ${\mathit{l}}_{\mathit{d}}$分别等于7映射类型B。

终端使用的DM-RS OFDM符号的最大数目由RRC信令配置(dmrs-AdditionalPosition而且最大长度)．的最大长度RRC参数配置DM-RS符号长度、单符号DM-RS或双符号DM-RS。对于双符号DM-RS，实际选择用DCI格式1_1消息发出信号。图2说明了单符号和双符号DM-RS位置。

更高级别的参数dmrs-AdditionalPosition定义了附加单或双符号DM-RS传输的最大数量。附加位置的数量在0到3的范围内，取决于映射类型、DM-RS长度和PDSCH符号分配。DM-RS符号位置由TS 38.211表7.4.1.1.2-3和7.4.1.1.2-4给出。图3说明了DM-RS与单符号和双符号DM-RS相结合的附加位置。

设置DM-RS时间资源控制参数pdsch.DMRS.DMRSTypeAPosition = 2;% 2或3pdsch.DMRS.DMRSLength = 1;% 1或2pdsch.DMRS.DMRSAdditionalPosition = 1;% 0…3

控制频域资源的参数

控制DM-RS副载波位置的参数为:

配置类型表示DM-RS的频率密度，通过RRC消息发送dmrs-Type．配置类型1定义了每个天线端口的每个物理资源块(PRB)的六个子载波，包括交替子载波。配置类型2定义了每个天线端口的每个PRB有四个子载波，由两组连续的两个子载波组成。图4显示了基于配置类型的DM-RS子载波位置。

不同的增量移位应用于所使用的子载波集，这取决于相关的天线端口或码分多址(CDM)组。对于配置类型1，在八个可能的天线端口上有两个可能的CDM组/移位(p=0…7)。图5说明了DM-RS配置类型设置为1时与DM-RS子载波位置相关的不同偏移。注意，下CDM组DM-RS子载波位置(即天线端口0)对应的资源元素(REs)被阻塞，以便在更高CDM组的天线端口(即天线端口2)中进行数据传输。

对于配置类型2，在12个天线端口上有三种可能的CDM组/移位(p=0…11)。图6说明了DM-RS配置类型2中与DM-RS子载波位置相关的不同变化。完整配置请参见TS 38.211章节7.4.1.1。注意，对应于较低CDM组的DM-RS子载波位置的REs在较高CDM组的天线端口中被阻塞。

设置DM-RS的频率资源控制参数pdsch.DMRS.DMRSConfigurationType = 1;% 1或2pdsch.DMRS.DMRSPortSet = 0;设置控制可用于数据的REs数量的参数在携带OFDM符号的DM-RS中%的传输。这个值是名义上的%大于最大配置的CDM组号。pdsch.DMRS.NumCDMGroupsWithoutData = 1;% 1对应编号为0的CDM组DMRS的只读属性DeltaShifts和DMRSSubcarrierLocationspdsch对象的%属性提供了delta shift(s)和DM-RS的值为所配置的每个天线端口在RB中的子载波位置%。pdsch.DMRS.DeltaShifts

ans = 0

pdsch.DMRS.DMRSSubcarrierLocations

ans =6×10 2 4 6 8 10

序列生成

用于DM-RS的伪随机序列为 $2^{31}-1$黄金序列长度。该序列是跨所有公共资源块(crb)生成的，并且只在为数据分配的RBs中传输，因为不需要估计不传输数据的频率区域之外的通道。在多用户MIMO的情况下，跨所有crb生成参考信号序列，确保在重叠的时频资源上的多个终端使用相同的底层伪随机序列。控制序列生成的参数为:

carrier对象的CyclicPrefix属性控制槽位中OFDM符号的数量。carrier对象的NSlot属性控制槽位号。

%设置仅控制DM-RS序列生成的参数pdsch.DMRS.NIDNSCID = 1;使用empty将其设置为载体的ncelllidpdsch.DMRS.NSCID = 0;% 0或1生成DM-RS符号pdsch。NumLayers = numel(pdsch.DMRS.DMRSPortSet); dmrsSymbols = nrPDSCHDMRS(carrier,pdsch);绘制星座图散点图(dmrsSymbols)标题(“DM-RS星座”)包含(“真实”的) ylabel (“虚”）

DMRS的只读属性TimeWeights和FrequencyWeights属性提供了时间和频率的值%权重应用于DM-RS符号。pdsch.DMRS.TimeWeights

ans =2×1１ １

pdsch.DMRS.FrequencyWeights

ans =2×1１ １

生成DM-RS索引dmrsIndices = nrPDSCHDMRSIndices(载体、pdsch);借助DM-RS索引将DM-RS符号映射到网格中。网格= 0([12 *载体。NSizeGrid母舰。年代ymbolsPerSlot pdsch.NumLayers]); grid(dmrsIndices) = dmrsSymbols; figure imagesc(abs(grid(:,:,1))); axisxy；包含(OFDM符号的）;ylabel (副载波的）;标题(“DM-RS时频位置”）;

PT-RS

PT-RS是相位跟踪参考信号。PT-RS主要用于估计和最小化CPE对系统性能的影响。由于相位噪声的特性，PT-RS信号具有频域密度低、时域密度高的特点。PT-RS总是与DM-RS结合使用，并且只有当网络配置了PT-RS时才会出现。

控制时域资源的参数

PT-RS通过上层参数配置DMRS-DownlinkConfig下行。控制PT-RS时间资源的参数为:

${\mathit{l}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$取决于预定的调制和编码方案。的价值 ${\mathit{l}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$必须来自集合{1,2,4}。有关控制DM-RS符号位置的参数，请参见DM-RS时间资源控制参数．

槽中的PT-RS符号位置从共享信道分配中的第一个OFDM符号开始，每跳一次 ${\mathit{l}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$符号，如果在此区间内没有DM-RS符号。如果一个或多个DM-RS符号出现在跳间隔之间或在跳间隔上，则从最后一个DM-RS符号位置开始跳，以提供下一个PT-RS符号。图7显示了单个槽位的PT-RS符号位置，时间密度设置为4,DM-RS符号位置设置为2和11(基于0)。

将pdsch中的EnablePTRS属性设置为1pdsch。EnablePTRS = 1;设置PT-RS时间资源控制参数pdsch.PTRS.TimeDensity = 4;

控制频域资源的参数

PT-RS对于一个OFDM符号只占用RB中的一个子载波。控制PT-RS频率资源的参数为:

${\mathit{K}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$取决于计划带宽。的价值 ${\mathit{K}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$为2或4，表示PT-RS是每两个RBs存在还是每四个RBs存在。

PT-RS出现的起始RB ( ${\mathit{k}}_{\mathrm{裁判}}^{\mathrm{RB}}$),取决于 ${\mathit{K}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$， ${\mathit{n}}_{\mathrm{RNTI}}$， RBs ( ${\mathit{N}}_{\mathrm{RB}}$)编配予专业学生支援中心。为了映射PT-RS, PDSCH的所有RBs从0到递增编号 ${\mathit{N}}_{\mathrm{RB}}-1$．PT-RS的副载波位置( ${\mathit{k}}_{\mathrm{裁判}}^{\mathrm{再保险}}$)取决于DM-RS配置类型、资源元素(RE)偏移量和PT-RS天线端口。PT-RS天线接口必须是DM-RS天线接口的一个子集。PT-RS副载波位置总是与RB中的DM-RS副载波位置之一对齐。

在一个RB中的PT-RS在所有有PT-RS的OFDM符号中占据相同的子载波位置。

设置影响PT-RS子载波位置的参数pdsch。RNTI= 1; pdsch.PTRS.FrequencyDensity = 2;% 2或4pdsch.PTRS.REOffset =“十”；% '00'， '01'， '10'， '11'pdsch.PTRS.PTRSPortSet = min (pdsch.DMRS.DMRSPortSet);设置控制PT-RS子载波位置的其他参数pdsch.DMRS.DMRSConfigurationType = 1;pdsch.DMRS.DMRSPortSet = 0;

序列生成

用于生成PT-RS的序列与用于DM-RS序列生成的伪随机序列相同。PT-RS序列的值取决于第一个DM-RS符号的位置。要了解更多细节，请参见DM-RS序列生成．

%设置控制PT-RS序列生成的参数pdsch.DMRS.NIDNSCID = 1;使用empty将其设置为载体的ncelllidpdsch.DMRS.NSCID = 0;% 0或1生成PT-RS符号母舰。N年代izeGrid = 4; pdsch.PRBSet = 0:carrier.NSizeGrid-1; pdsch.NumLayers = numel(pdsch.DMRS.DMRSPortSet); ptrsSymbols = nrPDSCHPTRS(carrier,pdsch);生成PT-RS指数ptrsIndices = nrPDSCHPTRSIndices(载体、pdsch);

得到DM-RS符号、PDSCH的RE指数和DM-RS。

PDSCH指标，DM-RS符号和指标[pdschIndices, pdschInfo] = nrPDSCHIndices(carrier,pdsch);dmrsIndices = nrPDSCHDMRSIndices(载体、pdsch);dmrsSymbols = nrPDSCHDMRS(载体、pdsch);

将PDSCH、DM-RS和PT-RS RE索引映射到具有缩放值的网格，以可视化网格上各自的位置。

chpLevel =结构;chpLevel。PDSCH= 0.4; chpLevel.DMRS = 1; chpLevel.PTRS = 1.4; nSlotSymb = carrier.SymbolsPerSlot; grid = complex(zeros(carrier.NSizeGrid*12,nSlotSymb,pdsch.NumLayers)); grid(pdschIndices) = chpLevel.PDSCH; grid(dmrsIndices) = chpLevel.DMRS*dmrsSymbols; grid(ptrsIndices) = chpLevel.PTRS*ptrsSymbols; map = parula(64); cscaling = 40; im = image(cscaling*abs(grid(:,:,1))); colormap(im.Parent,map);为图像添加图例chpval = struct2cell (chpLevel);clevels = cscaling * [chpval {}):;N =长度(clevels);L =线((N), (N),“线宽”8);%生成线为颜色地图建立索引，并将所选颜色与线条关联起来集(L, {“颜色”}, mat2cell(地图(min (1 + clevels长度(map)),:), (1, N), 3));根据地图设置颜色%创造传奇帧= {“PDSCH”，“DM-RS”，“PT-RS”};传奇(帧{:});轴xy标题(“包含PDSCH、DM-RS和PT-RS的载波网格”)包含(OFDM符号的) ylabel (副载波的）

在上图中，PT-RS位于PDSCH分配中OFDM符号的开头。这些符号出现在每一个地方 ${\mathit{l}}_{\mathrm{PT}-\mathrm{RS}}$跳间隔从彼此或从DM-RS符号。频域的PT-RS符号位于有PT-RS的每个OFDM符号的子载波19(第一RB)和子载波43(第三RB)。PT-RS的连续子载波位置差异为24，这是一个RB中的子载波数量(12)乘以PT-RS的频率密度(2)。

进一步的探索

您可以尝试改变影响参考信号的时间和频率资源的参数，并观察各自信号的RE位置的变化。

尝试使用参考信号执行信道估计和相位跟踪。中概述的步骤计算吞吐量NR PDSCH吞吐量．

本例展示了如何生成DM-RS和PT-RS序列，以及如何将序列映射到OFDM载波资源网格。它强调了控制参考信号时频结构的特性。

参考文献