5G NR PTRS

一 PT-RS for PUSCH

1 序列生成

如果未使能传输预编码（对应CP-OFDM），层j上子载波k上的PTRS由下式给出：

• 序列r(m)与PUSCH的DM-RS相同；
• 不论是否跳频，PTRS的时域位置都在所在子载波的第一个DMRS符号上。

如果使能了传输预编码（对应DFT-s-OFDM），PTRS在DFT之前插入，此时PTRS映射位置m取决于PTRS group数量和每个group内sample的数量以及PUSCH总共所占的子载波的数量。序列生成公式如下所示

其中伪随机序列采用31阶Gold序列，

w(i)在下表中给出

2 资源映射

未使能传输预编码情况下
映射到RE的方式和上面序列生成相同也分为两种情形，如果是未使能传输预编码，即CP-OFDM情形，UE只在高层信令指示PTRS传输下才传输，且只在PUSCH内传输PTRS，映射到RE的公式如下

• l是PUSCH所占OFDM符号；
• RE未被DM-RS占用的；
• 和 对应于p0(波浪)到pv-1(波浪）；
• W是预编码矩阵；
• βPT-RS是功率因子。

下面的描述介绍了PTRS时域资源的配置方式。L(PTRS)表示PTRS在时域上的密度，有1 、2 、4三种情况，即每1、 2或4个符号配置PTRS，配置方式为：从PUSCH开始调度的位置开始，直到PUSCH结束，每L个符号配置PTRS，如果碰到了DM-RS，则重新开始计数。例如，PUSCH在一个slot内调度，即从l=0开始到l=13结束，PTRS密度为4，即每4个符号一个PTRS，DM-RS在l=2的符号上，则PTRS配置情形如下图所示：

下面是PTRS频域资源映射的描述，为了PTRS的映射，PUSCH的所有RB从最低频域位置从0开始增序编号，所有的子载波也从0开始增序编号。PTRS要映射的子载波通过下式给出，式中

• k(RE)是RE级别的offset，取值在下表中给出，与DM-RS端口和类型以及参数resourceElementOffset有关；
  
• k(RB)是RB级别的offset，与RNTI和PTRS频域密度有关，RNTI为调度该PUSCH的DCI对应的RNTI，频域密度取值可以为2和4，表示每2个RB一个PTRS或每4个RB一个PTRS。

例如PTRS时域密度为1，频域密度为2，DM-RS端口为0 1 2 3，DM-RS为configuration type 1，且参数resourceElementOffset为00，则对应4个DM-RS端口的PTRS的RE级别的offset分别为0 2 1 3。

使能传输预编码的情况下
在使能传输预编码的情况下，即DFT-s-OFDM，PTRS是在DFT之前插入，插入的位置m与三个参数有关：PTRS的group数量、每个group内的sample数量和PUSCH所占子载波的数量，不同情况下的具体公式在下表中给出。

从公式中可以看出，当group内sample数量为2时，插入的位置在Mcs的中间位置，当group内sample数量为4时，插入位置在Mcs的首尾位置。

对于时域配置，上行DFT-s-OFDM与CP-OFDM相同，区别在于密度支持1和2，不支持4，考虑到如果为4可能会影响到补偿的效果。

二 PT-RS for PDSCH

• 在PTRS映射的过程中，不能占用DM-RS、CSI-RS、SSB和检测到的PDCCH重叠的资源。
• PDSCH的PTRS时域上与PUSCH相同，从PDSCH的起始位置开始直到PDSCH结束的位置为止，密度有1 、2 、4，碰到DM-RS重新计数。
• 下行没有传输预编码，PDSCH的PTRS频域映射和PUSCH不使能传输预编码的方式相同。

三 PT-RS传输过程

如果UE没有被配置参数phaseTrackingRS，则UE不传输PT-RS。只有在RNTI为MCS-C-RNTI, C-RNTI, CS-RNTI, SP-CSI-RNTI的情况下才可能有PT-RS传输。

下面IE用于配置上行PTRS的参数

1、transform precoding not enabled的情况

时频域密度的相关介绍

当未使能传输预编码（对应CP-OFDM），且如果UE配置了参数phaseTrackingRS：

• 参数timeDensity指示PTRS时域密度，但实际给出的是MCS的index门限值，然后再根据表6.2.3.1-1确定时域密度，即时域密度与MCS有关联关系，调制阶数越高，所需时域密度也越高；
• 参数frequencyDensity指示PTRS频域密度，但实际给出的是带宽门限，然后根据表6.2.3.1-2确定频域密度，即频域密度与带宽有关联关系；
• 时频域密度的缺省值为时域密度为1和频域密度为2.
  
• 对于时域高层参数会指示MCS的index，index在哪个范围内就确定了用多大的时域密度，默认ptrs-MCS4为29或28，与具体用哪个MCS指示表格有关，其他的三个门限值由参数timeDensity指示。对于频域，参数frequencyDensity会在范围1-276内指示2个带宽门限，且带宽大小确定了对应的频域密度。
• 当表6.2.3.1-1和6.2.3.1-2中某行的门限值上下限相同时，则该行的密度值不可用，如ptrs-MCS1 = ptrs-MCS2，则时域密度值不可为4。
• 当频域密度和时域密度中的一个或全部指示为“PTRS不存在”，则UE认为PTRS不存在。
• 当UE被调度在小于等于2个符号内传输PUSCH，且时域密度被设置为2或4，则UE不传输PTRS，当PUSCH在4个符号内调度，且时域密度被设置为4，则UE不传输PTRS。
• 当UE被调度重传PUSCH，如果参数指示的MCS index大于了28或27（两个MCS配置表格中分别大于28和27的index为预留），则按照初始传输中相同TB的对应的DCI中的MCS index指示确定时域密度。

天线端口的相关介绍

• 参数maxNrofPorts指示PTRS的最大天线端口；
• 如果UE支持全相干上行传输，则UE希望端口数量配置为1；
• 对于基于码本和非码本的上行传输，上行PT-RS端口和上行DM-RS端口之间的关系由DCI format 0_1内的PTRS-DMRS association指示；指示方式如下
  
• 对于非码本上行传输，上行PTRS的实际端口数基于SRI确定，SRS相关配置参数ptrs-PortIndex指示每个SRS对应的PTRS端口索引，如果对应不同SRI的PTRS端口具有相同索引，则对应的上行DMRS端口与上行PTRS端口对应；
• 对于基于码本的潜在相干和非相干上行传输，PTRS端口数由DCI format 0_1内的TPMI和/或TRI 决定：如果参数maxNrofPorts配置为n2，实际的上行PTRS端口数和对应的传输层由TPMI决定，TPMI内的PUSCH端口1000和1002共享PTRS端口0，PUSCH端口1001和1003共享PTRS端口1。

功率相关内容介绍
每层每RE上的PUSCH和PTRS的功率比为

在下表中由参数ptrs-Power指示，且与PUSCH的层数和PTRS的端口数有关。根据功率比可以进一步计算出资源映射时的功率因子β，参数ptrs-Power的缺省值或非码本PUSCH时为00。

2 、transform precoding enabled的情况
当使能了传输预编码，且如果高层配置了参数dft-S-OFDM，则：

• 高层会为UE配置参数sampleDensity，该参数指示5个门限值，UE根据PUSCH的调度带宽具体在哪个范围，从而确定对应的PTRS图样——PTRS group的数量和每个group内sample的数量，如下表所示；
  
• 如果RNTI是TC-RNTI，或者调度的RB数量小于Nrb0，则不传输PTRS；
• 参数timeDensity可能会将时域密度配置为2，否则，UE认为时域密度为1；
• 如果参数指示了门限值相等的情况 NRB,i = NRB,i+1，则该门限值范围内对应的图样不可用；
• PTRS的功率因子β’由PUSCH的调制方式确定，如下表所示。
  

四 PT-RS接收过程

UE在所给的载频上，对每种子载波间隔，根据能力上报MCS和带宽门限，且会认为MCS表格中的最大调制阶数就是自己上报的调制阶数。
下列参数用于配置下行PTRS：

如果在DMRS-DownlinkConfig内配置了参数phaseTrackingRS，则：

• 如果配置了参数timeDensity和frequencyDensity，且RNTI为MCS-C-RNTI, C-RNTI or CS-RNTI，UE认为PTRS端口存在，且时频域密度由高层参数timeDensity和frequencyDensity指示，两个参数分别指示了MCS和带宽门限，如表5.1.6.3-1和5.1.6.3-2所示，根据实际MCS和带宽所在范围，确定PTRS时频域密度；
  
• 时域密度的缺省值为1，频域密度的缺省值为2；
• 如果参数timeDensity和frequencyDensity都没有配置，且RNTI为MCS-C-RNTI, C-RNTI or CS-RNTI，则UE认为PTRS端口存在，且时域密度为1，频域密度为2；
• 调制阶数太小的不需要PTRS
• 调度的RB数量小于3的不需要PTRS；
• RNTI为RA-RNTI, SI-RNTI, or P-RNTI的，不需要PTRS。

下行DMRS端口与一个PTRS端口对应，且两者具有QCL关系。如果UE调度的是单码字，PTRS端口对应所有PDSCH DMRS端口中索引最小的端口。如果UE调度的是双码字，PTRS天线端口对应具有更高MCS码字的DMRS端口中索引最小的端口。如果两个码字的MCS索引相同，PTRS天线端口对应码字0的DMRS天线端口中索引最小的端口。