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    LTE下行参考信号和上行参考信号有哪些

    在R9中,下行定义了四种参考信号,分别为分别为小区专用参考信号(C-RS),用户专用参考信号(UE-RS,又称DM-RS),MBSFN参考信号,位置参考信号(P-RS)。
    在R10中,下行定义了五种参考信号,分别为小区专用参考信号(C-RS),用户专用参考信号(UE-RS,又称DM-RS),MBSFN参考信号,位置参考信号(P-RS),以及CSI参考信号(CSI-RS)。
    TE上行采用单载波FDMA技术,参考信号和数据是采用TDM方式复用在一起的。上行参考信号用于如下两个目的。
    (1)上行信道估计,用于eNode B端的相干检测和解调,称为DRS。
    (2)上行信道质量测量,称为SRS。

    MBSFN 参考信号是什么

    http://www.mscbsc.com/askpro/question79664


    MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network)

    多播/组播单频网络(MBSFN),它要求同时传输来自多个小区的完全相同的波形。这样一来,UE接收机就能将多个MBSFN小区视为一个大的小区[1]。此外,UE不仅不会受到相邻小区传输的小区间干扰,而且将受益于来自多个MBSFN小区的信号的叠加。不仅如此,诸如G-RAKE等先进的UE接收机技术还能解决多径传播的时间差问题,从而消除小区内干扰。

    MBSFN分成两种:专用载波的MBSFN和与单播(Unicast)混合载波的MBSFN,这里主要讨论混合载波MBSFNRS设计。MBSFNRS的设计有其特殊要求,在混合载波MBSFN系统的一个无线帧中,通常大部分资源用于单播业务,而只有个别子帧被用于MBSFN业务,典型的场景是在连续的单播子帧之内插有一个孤立的MBSFN子帧,这使得接收这个MBSFN子帧的终端无法像接收单播信号时那样在相邻子帧的RS之间进行内插信道估计。因此 MBSFN的RS设计必须能够支持一个孤立子帧内的信道估计。

    另外,由于多小区合并大大增加了多径的数量,使MBSFN信号的频率选择性远远大于单播信号,因而需要更大的RS频域密度。基于上述考虑,经过研究后采纳了图5-21所示的 MBSFNRS结构(针对15kHz子载波间隔)。频域每两个子载波即插入一个RS,时域每 4个OFDM符号插入1列导频。需要说明的是,MBSFN采用的是扩展CP(Extended CP),使用15kHz子载波间隔时一个子帧包含12个OFDM符号。由于图5-20中已经定义了4种 RS,用于天线端口0~3(Antenna Port 0~3),图中以T0~T3示意,因此MBSFN RS被定义为用于天线端口4(Antenna Port 4)的RS,以T4示意。
    MBSFN参考信号设计

    MBSFN参考信号设计
    子帧内的单播RS哪些需要保留,是另一个需要讨论的问题。为了在MBSFN子帧中传送 PDCCH、PCFICH和PHICH(最多可采用4个天线的发射分集),因此需要保留单播RS的第1和第2列,用于本子帧内PDCCH的解调。同时,这两列OFDM符号还必须使用常规CP(MBSFN子帧的其他OFDM符号使用扩展CP)。
    采用这种设计,下行控制信道的信道估计只能进行频域的一维内插,会对PDCCH的信道估计性能有一定影响,而且还会降低时钟跟踪 (Time Tracking)的范围。而如果要进行时域内插信道估计,还需保留位于第4个OFDM符号的RS,并将这些RS符号的CP改为常规CP,这对MBSFN 子帧造成的损失过大。因此,也有提案甚至建议在MBSFN子帧中不保留单播RS。
    但是,完全删除MBSFN子帧中的单播RS,也带来另一个严重的问题,即缺少了单播 RS,相邻小区UE就无法在这一子帧进行邻小区测量。而且,由于相邻小区的UE可能并不知道本小区内哪一帧是MBSFN子帧,就造成UE在任何有可能是 MBSFN子帧的子帧都不能进行邻小区测量,对邻小区测量的性能损失太大。
    因此,经过权衡,还是决定对MBSFN子帧中的第1和第2符号采用常规CP,并保留单播导频,可以用于PDCCH、PCFICH和PHICH等信道的传输。子帧中的其他符号用于MBSFN信号传输。
    除了和单播信号共享载波的MBSFN模式,另一种MBSFN模式是专用载波 (Dedicated-Carrier,DC)MBSFN,这种模式适合独占的载波部署,不需要和单播信号复用在一起。LTE DC MBSFN采用7.5kHz子载波间隔,所以符号长度是15kHz子载波间隔系统的两倍,因此这种配置的MBSFN系统的RS需要单独设计。经过研究,采纳了图5-22所示的7.5kHz子载波间隔DCMBSFNRS结构。从图中可以看出,考虑到子载波和符号长度的变化,这种结构的RS频域密度和时域密度和图5-21中的15kHz结构基本相同。

    转载于:https://www.cnblogs.com/mway/p/6219803.html

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  • 5G参考信号

    千次阅读 2019-07-18 17:27:02
    文章目录下行参考信号上行参考信号 下行参考信号 PTRS:相位追踪参考信号 CSI-RS:信道状态信息参考信号(仅下行传输) 上行参考信号 DMRS(Demodulation Reference Signal),解调参考信号(既可上行也可下行传输) ...

    下行参考信号

    PTRS:相位追踪参考信号
    CSI-RS:信道状态信息参考信号(仅下行传输)

    上行参考信号

    DMRS(Demodulation Reference Signal),解调参考信号(既可上行也可下行传输)
    SRS(Sounding Reference Signal):测量参考信号(仅上行传输)

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  • 参考信号是系统设计的重要组成部分。 下行参考信号的主要作用包括信道状态信息的测量、数据解调、波束训练、时频参数跟踪。 上行参考信号的主要作用包括上下行信道测量、数据解调等。 参考信号的设计包括随机...

    参考信号是系统设计的重要组成部分。

    • 下行参考信号的主要作用包括信道状态信息的测量、数据解调、波束训练、时频参数跟踪。
    • 上行参考信号的主要作用包括上下行信道测量、数据解调等。
      参考信号的设计包括随机序列生成的设计和物理资源映射的设计。其中随机序列的生成部分可以直接参考标准38.211中各个信道参考信号序列生成部分。本文主要介绍各个参考信号的图样,即参考信号在物理资源上的时频分布。

    解调参考信号(DMRS,Demodulatin Reference Signal)

    作用:DMRS用于上下行数据解调。
    DMRS设计考虑因素:各项系统参数的灵活配置;在各层降低处理时延;大规模天线系统应用、更高的系统负载和频带利用效率。
    NR系统中对于DMRS的设计有以下考虑。

    1. DMRS导频前置

    • 为了降低解调和译码时延,5G NR系统中DMRS采用了所谓的前置设计思路。在每个调度时间单位内,DMRS首次出现的位置应当尽可能靠近调度的起始点。
    • 例如,在基于时隙的调度传输,前置DMRS导频的位置应当紧邻PDCCH区域之后。此时DMRS导频的第一个符号取决于PDCCH的配置,从第三或者第四个符号开始。在基于非时隙的调度传输(调度单位小于1个时隙)时,前置DMRS导频从调度区域的第一个符号开始传输。
    • 前置DMRS导频的使用,有助于接收端快速估计信道并进行接收检测,对于降低时延并支持自包含帧结构具有重要的作用。

    2. 附加DMRS导频

    • 对于低移动性场景,前置DMRS导频能以较低的开销获得满足解调需求的信道估计性能。但是,5G NR系统所考虑的移动速度最高可达500km/h,面临动态范围如此之大的移动性,除了前置DMRS导频之外,在中高速场景中,还需要在调度持续时间内安插更多的DMRS导频符号,以满足对信道时变性的估计精度。
    • 针对这一问题,5G NR系统中采取了前置DMRS导频与时域密度可配置的附加DMRS导频相结合的DMRS导频结构。每一组附加DMRS导频的图样都是前置DMRS导频的重复,即每组附加DMRS与前置DMRS导频占用相同的子载波和相同的OFDM符号数。
    • 根据具体场景,在单符号前置DMRS时最多可以增加3组附加导频、在双符号前置DMRS时最多可以增加1组附加导频,具体根据需要进行配置并通过控制信令指示。

    3. 上下行对称设计

    • 考虑到更为灵活的网络部署以及双工方式,可能会存在上下行链路之间的干扰。这种情况下,上下行的对称设计将为抑制不同链路方向之间的干扰带来更大的便利。
    • 同时,CP-OFDM波形在上行链路中的应用,也为上下行对称设计创造了条件。
    • 在DMRS导频设计中,上下行的对称性体现在图样以及端口的复用方式的一致性。
    • 上行使用CP-OFDM波形时,上下行DMRS的图样、序列以及复用方式均一致。

    4. 支持的层数

    • 5G NR系统中,下行SU-MIMO最多支持8层传输,上行SU-MIMO最多支持4层传输。上行和下行的MU-MIMO都最多支持12层传输,其中每个UE的层数最多为4。
    • DMRS正交端口设计需要满足以上层数要求。

    5. DFT-S-OFDM波形的上行DMRS

    由于DFT-S-OFDM波形具有单载波特性,DMRS的设计也应满足单载波设计。

    DMRS设计

    • NR支持两种DMRS导频类型:前置DMRS类型1采用了梳状加OCC(码分正交复用)结构;类型2基于频分加OCC结构。
    • 对于CP-OFDM波形,两种DMRS类型都支持,通过高层信令进行配置。类型1作为默认的DMRS配置。对于DFT-S-OFDM波形,支持类型1。
    • 当PDSCH/PUSCH采用基于Type A的资源调度时,DMRS从第三或第四个OFDM符号开始传输。对于Type B调度,DMRS从调度的起始符号开始传输。
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  • 小区特定参考信号(Cell-specific reference signal) 下行参考信号是在时频资源网格中占有特定资源元素的预先定义的符号。LTE包括了多种类型的下行参考信号,下面介绍第一种下行参考信号—小区特定参考信号。 作用:...

    小区特定参考信号(Cell-specific reference signal)

    下行参考信号是在时频资源网格中占有特定资源元素的预先定义的符号。LTE包括了多种类型的下行参考信号,下面介绍第一种下行参考信号—小区特定参考信号

    作用:

    1. 终端用于终端的信道估计,PDSCH的传输模式7,8,9和PMCH除外(对应于基于非码本的波束赋形/预编码);
    2. 终端用于获取信道状态信息(CSI);
    3. 终端测试时可用做小区选择和切换决定的基础;

    对应端口:

    小区可以使用1个、2个、4个小区特定参考信号,因此分别对应使用1个、2个、4个天线端口。
    小区特定参考信号只能在天线端口0~3中的1个或几个中传输。

    RE映射:

    1. 使用1个小区特定参考信号的情况(对应天线端口0)

    • 参考符号插入到每个时隙(7个OFDM符号)的第1个OFDM符号和第4个OFDM符号中
    • 同一OFDM符号内相邻的2个参考符号在频域上间隔6个子载波
    • 第1个OFDM符号和第4个OFDM符号中的参考符号在频域上间隔3个子载波

    如下图所示(1个RB中共有8个参考符号):
    这里写图片描述
    在上图中,参考符号的起始位置是从每个RB的第1个OFDM符号的第一个子载波位置开始的,但不是任何时候都是如此。参考符号在每个RB内的起始位置和小区特定的频率偏移有关。 LTE定义了6个频率偏移,其取值为 mod6(PCI)mod6(PCI),即各小区的物理小区ID模6。

    例如偏移为5的情况如下图所示:
    这里写图片描述
    那么为什么要这样分配呢?原因在于这样可以避免至多6个相邻小区的小区特定参考信号之间的时频资源冲突和干扰,即所谓的“模6干扰”。为了有效地提高参考信号的SIR,可以让参考符号比周围其他非参考符号拥有更高的能量(可以有至多6dB的功率提升)。频率偏移以后,某个小区上的参考信号只会收到相邻其他小区非参考信号所带来的干扰,但是非参考信号的符号功率又相对比较小,这样就能提升参考信号的SIR。

    2. 使用2个和4个小区特定参考信号的情况(对应天线端口0,1和天线端口0,1,2,3)

    当小区使用2个参考信号时,天线端口0的参考信号与天线端口1的参考信号在频域上偏移了3个子载波,如下图所示:
    这里写图片描述
    当小区使用4个参考信号时,天线端口2的参考信号和天线端口3的参考信号在每个时隙的第2个OFDM符号上传输,且两者在频域上偏移了3个子载波。为了降低开销,天线端口2的参考信号和天线端口3的参考信号密度是天线端口0和天线端口1的一半,如下图所示:
    这里写图片描述
    为了避免各天线端口上的参考信号被其他天线端口所干扰,如果某个天线端口上的某个RE被用于发送参考信号,则其他端口上时频位置相同的RE上不得传输任何东西。

    3. 协议36.211中的小区特定参考信号映射总结图
    这里写图片描述

    所用序列:

    既然映射的RE位置已经确定了,那么接了下来我们讨论各个RE中使用的序列符号是什么。小区特定参考信号其实是采用QPSK调制的(其实小区特定、UE特定和MBSFN特定参考信号都是QPSK调制的),这样的目的是使发射波形的峰值平均功率比较低。具体的序列rl,nsrl,ns可以表示为:
    这里写图片描述
    其中,mm是参考信号的序号,nsns是一个系统帧内的时隙标号,ll是一个时隙中的OFDM符号标号,伪随机序列cc是长度为31位的Gold序列。从上图可以看出初始化cinitcinit的生成与小区PCI、时隙标号、时隙内的OFDM符号标号和循环前缀的类型相关。

    注意,生成rl,ns(m)rl,ns(m)的公式中的c(2m)c(2m)c(2m+1)c(2m+1)不是直接来自于cinitcinit,而是需要进行迭代生成,具体的产生过程可以参照36.211的7.2节。
    这里写图片描述

    拓展思考:

    为什么小区特定参考信号在RB中的插入位置要设计成这样?下面从时域方向的间隔和频域方向的间隔两个方面来说明。

    1. 参考符号间的时域间隔

    参考符号间所要求的间隔时间可以从其所支持的最大多普勒频移得到,即移动速度为500km/h时的多普勒频移。

    多普勒频移的计算公式为:fd=fcvcfd=fcvc,其中fcfc为载波频率,vv为UE的移动速度,cc为光速。考虑fcfc=2GHz,vv=500km/h的情况,则此时的多普勒频移fdfd≈950Hz。因此,根据奈奎斯特采样定理,能恢复出信道的最小采样频率为 Td=12fdTd=12fd≈0.5ms。这就意味着在时域中每个时隙需要2个参考符号,以便正确估计信道。

    2. 参考符号间的频域间隔
    频域间隔与信道的相干带宽有关,因此也与信道时延扩展有关。相干带宽的90%和50%分别是20kHz和200kHz,最大r.m.s信道考虑的传输时延是991ns。因此LTE中,频域上两个符号的间隔在一个资源块内是45kHz,可以解决信道预期的频域变化。

    至此,关于小区特定参考信号的内容基本上介绍完了,其中涉及到的一些细节问题有兴趣的话可以查阅相关的文献和书籍。

    参考文献:

    【1】《深入理解LTE-A》第二版 第25-31页
    【2】《LTE/LTE-Advanced—UMTS 长期演进理论与实践》第二版 第123-127页
    【3】《4G移动通信技术权威指南》第112-115页

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