NR PDSCH(四) DMRS
微信目前更新稍快，欢迎关注同名“modem协议笔记”
参考信号相关的所有内容都在38.211 中有介绍。 DMRS是用于信道估计，服务于UE信道解调的。基站将DMRS穿插到各种信道的时频资源里面去，伴随着数据一起发送给UE；对UE来说，DMRS是一个确知信号，UE根据DMRS可以会得到表征信道特征的估计矩阵，然后就可以根据信道特征矩阵，去对应的位置解析承载的内容。那下面就来看看PDSCH DMRS 。
PDSCH DMRS RRC层参数配置：
1 前置DMRS 在 MIB 中指示
前置DM-RS 位于PDSCH 符号的前面（占用1-2个符号）：PDSCH mapping Type A(PDSCH 起始位置0-3，占用3-14个符号)，前置DM-RS 在时隙内的起始位置为2或3，默认为2 在MIB中配置；前置DM-RS 在时隙内可以占用1或2个符号，缺省时，默认1个。一般由RRC层配置参数中的maxLength和DCI相关字段决定具体情况。
2 Additional DMRS
dmrs-AdditionalPosition
Position for additional DM-RS in DL, If the field is absent, the UE applies the value pos2. See also clause 7.4.1.1.2 for additional constraints on how the network may set this field depending on the setting of other fields.
dmrs-Additional位于PDSCH 符号的中间，占用1-2符号 适用于UE移动场景，需要时域上更多的DMRS进行信道估计；由RRC层参数DMRS-DownlinkConfig中 配置起始位置，不配置时默认为pos2。
PDSCH DMRS 序列
PDSCH DMRS 是伪随机序列需要根据所在slot,所在symbol number 以及RRC层的参数赋初值:
N_0_ID N_1_ID的确定：
DCI 1_1/1_2 调度的PDSCH时，N_0_ID N_1_ID 分别由RRC层 DMRS-DownlinkConfig中参数scramblingID0/scramblingID1提供；
DCI 1_0调度的PDSCH，N_0_ID由 DMRS-DownlinkConfig中的scramblingID0 提供。
否则的话 公式中的N_ID相关的参数就由N_cell_ID提供。
n_SCID的确定：
如果DCI 1_1/1_2中有DMRS sequence initialization field 则 根据该field确定 n_SCID，否则n_SCID=0 。
PDSCH DMRS序列的初始化主要就是几个参数的确定。
PDSCH DMRS时域位置
PDSCH DMRS 是穿插在PDSCH时频资源上发送，先看下时域位置的确定。38.211 Table 7.4.1.1.2-3和Table 7.4.1.1.2-4 是确定PDSCH DMRS在slot内具体位置的表格 ，根据PDSCH mapping type和dmrs-AdditionalPosition ，再结合ld ，l0，l1就可以确定PDSCH DMRS的时域位置。
l0 代表第一个DM-RS symbol的位置 ,对于PDSCH mapping type A，如果MIB中 dmrs-AdditionalPosition 为'pos3'时，l0=3 ，否则l0=2; 对于PDSCH mapping type B l0是固定为0的，这点要注意。
对于PDSCH mapping type A ld代表slot内第一个symbol 到最后一个PDSCH symbol 的距离，通过SLIV 可以确定的PDSCH 的最后一个符号的位置，算出与slot内第一个symbol 的距离就是表中的ld。
举个例子S 是1 L 是13 则PDSCH 在这个时隙中所占最后一个符号就是index=13的symbol ，则ld 就是 14，查对应的表即可。
PDSCH mapping type B： ld 就代表PDSCH 占用的符号数。
下面是协议中有关l1，ld等的一些规定。
PDSCH mapping type A
1 当MIB中的dmrs-TypeA-Position为pos2时，dmrs-AdditionalPosition才支持pos3。
2 当dmrs-TypeA-Position为pos2时，ld才能为3 和4；
3 对于single-symbol DMRS,如果RRC层有配置参数lte-CRS-ToMatchAround/lte-CRS-PatternList1/lte-CRS-PatternList2且dmrs-AdditionalPosition为pos1 ，l0=3 且UE支持additionalDMRS-DL-Alt，则l1=12;否则l1=11。
其实R15版本l1是固定为11的，为什么R16有l1＝12的情况？看上面的描述是和LTE CRS相关的内容，应该是考虑的DSS场景，这时候要将l1往后移动一个symbol 给LTE 让路。
Table 7.4.1.1.2-3和Table 7.4.1.1.2-4 PDSCH mapping type B 中DMRS 的位置l0固定为0，这样可能会存在与PDCCH 的时域符号有overlap的情况，因而有以下规定。
如果ld 在{2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13} 范围内（normal cyclic prefix）或ld 在{2,4,6}范围内（extended cyclic prefix）,且PDSCH的前置DMRS与CORESET和searchspace确定的时域资源overlap的话，PDSCH DMRS的位置 index要往后移动，直到第一个DMRS符号与CORESET 没有overlap为止（DMRS与CORESET是紧邻的关系）。
考虑到DM-RS不能太靠后，否则UE难以解调PDSCH信道，因此规定：
1 对于2符号PDSCH，DM-RS不能超越第二个符号。
2 对于5符号PDSCH且有配置1个additional single-synbol时，当 前置DMRS 是PDSCH 的第一个符号，则additional DM-RS只能在第5个符号上传输。
3 对于7符号PDSCH（normal cyclic prefix）或6符PDSCH(extended cyclic prefix)且有配置1个additional single-synbol时，当 前置DMRS 是PDSCH 的第1个或第2个符号，则additional DM-RS只能在第5或者6个符号上传输。
4 对于PDSCH ld 在{5,6,7,8,9,10,11,12,13}范围内，前置DMRS 不能超过第4个symbol。
5 ld 为12或13个symbol时，DMRS不能配置在slot的symbol 12以及之后的symbol上。
6 ld 在{3,4,6,8,9,10,11,12,13}范围内，DMRS不应超过第(ld-1)个symbol。
7 ld <=4时，只能配置single-symbol DMRS。
8 ld=10（normal cyclic prefix），SCS =15khz 有配置single-symbol DMRS，且RRC层有配置lte-CRS-ToMatchAround, lte-CRS-PatternList1, or lte-CRS-PatternList2，如果DMRS symbol与lte-CRS-ToMatchAround, lte-CRS-PatternList1, or lte-CRS-PatternList2确定的符号有overlap的情况，则slot 内的所有DMRS symbol 要往后移一位。
R16 PDSCH mapping type B 的符号长度改为2～13个符号（不超过slot边界）， R15 typeB只能为2/4/7,，R16 typeB 符号长度更长，因而R16比R15多了一些规定。
PDSCH DMRS 还涉及single-symbol 和double-symbol的问题，38.211中一小段话就完成了描述，如果RRC 层没有在DMRS-DownlinkConfig中配置maxLength，默认maxlength =1,采用single-symbol；如果配置maxLength的话，只能配置为 ”len2“，这时候还要根据DCI field确定single-symbol和double-symbol DM-RS具体情况，这个DCI field下面再具体说。
下面看个具体例子
dmrs-TypeA-Position=pos2 ，则 l0=2；
dmrs-AdditionalPosition=pos1；
没有配置maxLength，默认用single symbol。
根据之前的描述确定l1=11，假设ld＝14。
Table7.4.1.1.2-3 具体信息如下 ，则 对应 l0=2,l1=11。
假设前2个symbol 为PDCCH symbol（PDSCH 也可能占满整个slot），则对应的图示如下。
如果DMRS 位置对应的是l0,5,8,11 ，这时候要在一个slot内穿插4列DMRS，相比上面的情况，开销要大的多，这种情况也多用于UE移动速度很快的场景，所以时域上更多的DM-RS进行信道估计；如果l0=2，则对应的时频资源如下
再看下double-symbol DMRS l0,10的情况 ，假设l0=2，取下面橙色框的值，则对应的时频资源如下。
PDSCH DMRS 资源映射(频域位置)
下面看下PDSCH 资源映射， 主要是描述如何将DMRS映射到频域具体位置。
资源映射的目的就是将序列结合port的复用情况，映射到具体的RE上。k代表子载波index，l代表时域符号index，所以公式等号左边就是k和l代表的具体RE。
参考点k 的取值 除了初始搜索场景对应CORESET0 最低RB的subcarrier 0外，其他都对应的是CRB 0的subcarrier 0。
具体映射的过程还要考虑DMRS type，PDSCH DMRS 支持type1和type 2 两种配置，RRC 配置dmrs-type 的时候只能配置为type2，不配置就默认为type1。
对比上面的表格可以看出：
Type1 1个时域符号支持最大4个正交端口，2个时域符号支持最大8个正交端口；
Type2 1个时域符号支持最大6个正交端口，2个时域符号支持最大12个正交端口；
Type1 DMRS被分为了2个CDM group ；type2 DMRS被分成了3个CDM group。
下面来推导下CDM group，port与subcarrier 间的映射关系。
先看Type1
具体的映射关系如下：
CDM group 0 port 1000/1001 k=0/2/4/6/8/10
CDM group 1 port 1002/1003 k=1/3/5/7/9/11
CDM group 0 port 1004/1005 k=0/2/4/6/8/10
CDM group 1 port 1006/1007 k=1/3/5/7/9/11
根据上面的计算看到不同的port会映射到相同的频域资源上，也可以看出德塔决定着频域资源，德塔相同意味着频域资源相同，这时候就需要对时频域进行码分的方式进行复用。
单符号DMRS（一列频域资源）对应 port 1000~1003,时域码分用不到（全为+1）；1000/1001频域资源相同，这时就需要频域码分来解决2个port的复用问题。
双符号DMRS 对应port 1000~1007，1000/1001/1004/1005 频域资源相同，这时候就需要结合频域和时域的码分来解决4port的复用问题。
从数学上看，这里可以理解为用排列组合的方式来解决8 port 的复用问题，德塔（0,1）2个数值区分频域资源，频域码分（k'=0,k'=1）2个数值区分频域复用，时域码分（l'=0,l'=1）2个数值区分时域复用，这样就可以区分2*2*2=8种情况，正好对应的8 port。
结合上面的推导结果和Table 7.4.1.1.2-1 ,single symbol DMRS ，4port 码分及子载波占用情况如下
double symbol 时频域码分的情况如下
Type 1 DMRS slot内的分布情况
Type2 与type1 情况类似，主要通过Table7.4.1.1.2-2确定。
单符号支持天线端口1000-1005，双符号支持天线端口1000-1011。
德塔3个数值区分频域资源，k' 取2个值区分频域复用，l'取2个值区分时域复用，共3*2*2=12 种情况，正好供12 port复用。
这里有12个port，并不代表UE可以进行12layer传输，NR中UE最多支持2TB传输，即8layer传输，所以要从基站的角度看这12 port，例如基站可以让一个UE 进行8 layer传输，同时指示另一个UE 进行4 layer传输，具体分配方式主要在DCI field"Antenna port" 中体现。
Type2 资源映射的推导过程
映射关系
CDM group 0 port 1000/1001/1006/1007 k=0/1/6/7
CDM group 1 port 1002/1003/1008/1009 k=2/3/8/9
CDM group 2 port 1004/1005/1010/1011 k=4/5/10/11
从上可知Type2 DMRS被分成了3个CDM group，此举也是为了支持更多port复用，相比于Type 1明显降低了频域密度。
其他内容参考Type 1，不再赘述。
Type 2 DMRS slot内的分布情况
single symbol
double symbol.
PDSCH DMRS 调度流程
相关概念都介绍完了，最后就来看看PDSCH DMRS的具体调度及资源映射情况。
在UE 获取到高层RRC 信令中关于DMRS 配置之前，UE 会以默认的方式得到PDSCH DMRS 配置，对于DCI 1_0 调度（不含有Antenna port field）或UE获取高层配置之前，UE使用默认DMRS 配置，采用Type1 单前置DMRS，单天线port 1000传输；Additional DMRS 默认配置为 pos 2, 实际DMRS 位置参照之前表格中的配置确定。
对于DCI 1_1 调度，需要根据maxlength 及DCI 中的Antenna port field(4，5，6 bits) 内容确定。Antenna port field具体含义在38.212 的tables 7.3.1.2.2-1/2/3/4 和Tables 7.3.1.2.2-1A/2A/3A/4A中定义，表格主要定义了单/双Codeword ,不同DM-RS type，不同前置DMRS 长度等情况下，DMRS ports 的分配规则。
Antenna port field 最多可以是6 bits 即 value 0～31，对应38.212 Tables 7.3.1.2.2-1/2/3/4 or Tables 7.3.1.2.2-1A/2A/3A/4A 中的value。R16 新增了Enhanced TCI States Activation/Deactivation for UE-specific PDSCH MAC CE，支持DCI Transmission configuration indication codeponit map 到2个TCI states的操作；如果是上述Enhanced的情况，则用Tables 7.3.1.2.2-1A/2A/3A/4A，否则就用Tables 7.3.1.2.2-1/2/3/4。
PDSCH 单codeword只能最多支持4 layer传输，双codeword 最多可以支持8 layer传输，上表对应的就是单codeword传输，也可以看到最多支持4 port传输。
DCI 1_1/1_2 的Antenna port field会带下来1个value值，根据dmrs-type maxlength 的配置情况可以确定要根据哪张表进行DMRS的配置。
表格中的number of CDM groups without data of values代表不可以传输PDSCH data的CDM group， 1, 2, 3 分别代表CDM groups {0}, {0,1}, {0, 1,2} 。
假如number of CDM groups without data of values 是1 则代表CDM group{0}传输PDSCH DMRS，其他的CDM group可以传输PDSCH data；
如果number of CDM groups without data of values 是2 则代表CDM group{0，1}要传输PDSCH DMRS....
举个例子 假如取上表中的第一行 value 0的配置， 代表CDM group{0}要传输PDSCH DMRS，但是只进行单port 1000传输，也就是one layer传输。
假如取上表中的第3行 value 2， number of CDM groups without data of values 是1，代表CDM group{0}要传输PDSCH DMRS；DMRS port 为0，1，代表port 1000/1001都要进行传输，也就是two layer传输。
假如取上表中 value 10那行的配置， number of CDM groups without data of values 是2，代表CDM group{0，1}都要传输PDSCH DMRS；DMRS port 为0~3，代表port 1000/1001/1002/1003要同时进行传输，也就是four layer传输。多port 具体复用规则，参考上面type1 type2的介绍。
换个角度从网络侧看下这个表格，单codeword 最多支持4 layer传输，那基站可以同时让4个UE进行1 layer传输 例如UE分别取value 3~6；也可以让2个UE 同时进行2 layer传输，例如UE分别取值value 7和8；或者可以让1个UE进行1layer 传输，另一台UE进行3 layer传输，例如UE分别取值value 6 和9；12 port的情况类似，网络侧根据不同的目的，可以让UE进行对应layer的传输，例如一个UE 8 layer传输，另一个4 layer传输等。
最后以几个表格中的具体取值对应的时频域映射关系图做尾。
微信同步更新欢迎关注“modem协议笔记” 。