19 高速列车场景下3Gpp 5G NR的DMRS设计与评估

解决问题

多普勒/扩展影响十分显著，设计用于信道估计时，需要考虑解调参考信号，5G用DMRS结构而不是CRS结构，因此需要为高速UE设计DMRS结构，DMRS设计是为了提高信道估计并减低DMRS开销之间找到折中
系统描述（网络模型、天线配置、信道模型）
DMRS设计与信道特性相关，设计DMRS是估计用于相干检测的信道系数。

设计DMRS

DMRS设计原则：如果信道在频域上波动较为剧烈（有比较短的相干带宽），则应增加DMRS在频域上的密度；类似如果信道变化非常快（有较短的信道相干时间），增强DMRS在时域上的密度

1. 时域DMRS密度
   基线前载DMRS能够实现低延迟，但是，UE速度过高，通信相干时间变短，需要在时域增加DMRS密度（2，3）
   
2. 频域DMRS密度
   高速列车LOS主要信道条件，时域展宽更短，相干带宽变长，在不降低信道估计精度前提下，可以减低DMRS频域密度，减少DMRS开销。对于MIMO传输，最多支持2个频域正交的DMRS端口，Port 0、Port 1
   
   前载参考信号对于信道相干时间

仿真参数

仿真结果

作为相位噪声模型，采用多寄点、零模型。在相位噪声误差中，对常见的相位误差进行补偿，对强LOS路径产生的多普勒频移引起的频率偏移也进行了补偿
SLER 、频谱效率

1. figuer 5/figure 6：不同DMRS结构，BLER随SNR变化的曲线
   变量：DMRS位置（Pattern 1B 1C 2A 2B）
   固定量：层数 1 (figure 5) 层数2 （figure 6）
   figure 5：
   
   figure 6：
   

结论
- 在时域和频域采用更密集的DMRS，可以降低BLER；
- 为了满足UE高速运动给，一个时隙需要有4个以上的DMRS；
- 减少DMRS在频域上的分配并不能降低BLER，因为CDL-D信道有较强的LOS路径和较弱的多径分量，相干带宽较大

2. figure 7/figure 8：不同DMRS结构，频谱效率随SNR变化的情况
   频谱效率：在给定时间和给定带宽内正确接收到的信息比特数，衡量多提出DMRS结构如何有效利用可用带宽的指标，计算公式：$$\eta =\frac{(1-BLER)L}{TTI\omega }$$
   L：传输块大小
   $\omega$：系统带宽
   firgure 7：
   
   figure 8：
   
   结论：

• 表现趋势与BLER曲线相似
• 时域密度较小的DMRS会降低频谱效率
• 在频域降低DMRS有利于提高频谱效率
• 层1，降低DMRS密度小于4个RE/RB不利于提高频谱效率
• 层2，在SNR高于20dB的区域，每RB有2个RE可以提供更高的频谱效率
  参考文献：DMRS Design and Evaluation for 3GPP 5G New Radio in a High Speed Train Scenario