DM Reference Signals Overview

  LTE(Rel. 8)에서 RS은 일반적으로 CRS을 지칭하는데. Rel. 10에서는 DM-RS와 CSI-RS가 추가 되었다. 

CRS는 Common 혹은 Cell specific Reference Signal이라고 하는데 이 CRS는 PDSCH를 전송하는 셀의 모든 서브프레임에서 전송 되고 안테나 포트는 0~3이 사용된다. 이처럼 4개의 안테나 포트를 사용할 경우 안테나 포트 2와 3 안테나에서 시간축으로 0번과 1번 안테나 포트에 비해 RS가 낮은데 RS의 Overhead를 줄이기 위한것과 채널이 빠르게 변화하는 경우는 포트 2와 4는 채널 추정이 어렵기 때문이다.

 

 

Rel. 8에서 공통적인 RS와는 다르게 안테나 포트 5에서는 UE 특정 RS가 제공된다. 포트 5는 빔포밍을 사용하여 단말에 전송을 할때 사용되지만 L1/L2 제어 채널은 포트 5를 통하여 전송되지는 않는다. Rel. 9로 넘어오면서 UE 특정 RS는 이중 계층 레이어 빔포밍을 지원하면서 (PDSCH) DM-RS라는 이름을 사용한다.

 

CRS-based LTE

RS는 복조와 측정에 사용된다. UE에게 프리코딩 정보를 제공 해야한다. UE가 물리 포트 안테나 를 알아야 한다. RS 전력 강화는 다양한 UE를 지원하기 위해 필수

 

DMRS-based LTE

DMRS는 복조에만 사용되고 측정을 위해 보완 RS가 필요하다. 복조를 위해 프리코딩 정보가 필요하지 않다. 가상 안테나 포트(stream)을 UE가 알아야 한다. 프리코딩 이득은 채널 추정을 통해 발생 할 수 있다. 전력 강화가 필요하지 않다.

 

Downlink DM-RS

DM-RS는 non-codebook 기반인 UE-specific이다. 기존 Rel. 8에서 까지는 일반적인 특정 UE였지만 Rel. 9로 넘어오면서 특정 UE에기존 하나의 심볼에서 CDM을 활용한 두개의 심볼을 사용하여 Dual layer을 지원한다. 최대 layer 전송은 CDM과 FDM의 호합 사용은 최대 8 레이어 전송에 대한 DM-RS 맵핑 패턴의 원활한 이전이 가능하다. 그러나 Tx레이어 수는 증가하는 반면 CDM 및 FDM을 결합하기 위한 방법을 설정해야한다. 그림 1(A, B, C, D)는 DM-RS 맵핑 패턴 및 최대 8 레이어 전송에 대한 멀티플렉싱 방식에 대한 네 가지 옵션을 보여준다.  모든 옵션에서 low rank 레이어 전송의 DM-RS 맵핑 위치는 RE 위치의 변화를 최소화 하기 위해 higehr rank 전송 데이터 심볼의 RE 위치에서 변화를 최소화 하기 위해 higher rank 전송의 맵핑 위치의 subset 할 수 있도록 설계 되었다. Option 1 에서 CDM은 Rank 2전송을 위해 먼저 사용된다. 그리고 FDM은 삽입 밀도가 이중 될 때 (=24 RE / RB) highter rank 전송에 적용된다. Option 2 는 Option 1과 같은 멀티플렉싱 룰을 사용한다. Option 1과의 유일한 차이점은 맵핑 패턴이 특히 Rank 1 전송을 위한 높은 이동성 지원에 우선 순위를 주기 위해 통합되어 있다. 이 옵션에서 DM-RS 맵핑에 사용되는 OFDM 심볼은 Rel-8 특정 UE RS(=4th, 7th, 10th, 13th OFDM 심볼)과 동일하다. Option 3은 2개의 Tx 레이어 우선순위 사이의 직교성을 제공하기 위해 FDM을 사용한 Rank 2 전송을 한다. 맵핑 패턴은 삽입 밀도가 higher rank 전송에 더블 된 후 TDM을 피하기 위해 Option 2와 같다. Option 4는 Rank 4 까지 higher rank로 FDM을 사용한다. 그러나 주파수-도메인 에서 확산 사용 CDM은 higher rank 전송에 사용되야 한다.

 

 

 

 

 

 확산 시간-도메인은 특히 낮은 이동성 지역의 채널 변화에 대해 상대적으로 견고하지만, CDM을 사용하는 하나의 단점은 Tx 레이어 간의 직교성 손실이다. 그러나 직교성을 개선하기 위해 Tx 레이어 간의 CDM에 대한 2차원 직교 커버 코드의 사용필요

8 레이어 전송 DM-RS는 직교 커버 코드 (OCC)의 길이 4가 필요하다. LTE-A의 OCC 디자인은 Rel-9를 위한 확장 디자인 제공

 

Uplink DM-RS

CS

MU-MIMO / CoMP 특정 요인을 고려하지 않지만 더 큰 단점은 없다. CS도 상대적으로 큰 지연 확산과 일반적인 도시에서 채널 모델의 다른 직교 RS 멀티플렉싱 방식의 경쟁에서 성능 수준이 충분하다. 따라서 CS는 SU-MIMO또한 지원하며, 각 Tx층에대한 CS 할당의 방식은 FFS를 사용한다.

OCC

가장 큰 장점은 MU-MIMO / CoMP를 위한 직교 RS resource 수가 증가 할수 있으며, 단점은 직교성이 높은 이동성 구성이 파괴되지만 CS를 사용하여 보완 자원 할당을 수행하여 보완이 가능하다. 추가 장점은 이 효과가 낮은 이동성의 경우로 제한된다. 하지만 서로 다른 UE에 대해 서로 다른 Tx 대역폭을 지원한다. 따라서 OCC의 도입은 특히 다른 UE (SU-MIMO는 FFS 적용) 사이의 멀티플렉싱 방식이 필요하다.

LTE-A UL codebook 기반 SU-MIMO에서 UE는 4 레이어를 전송할 수 있으며 MU-MIMO 모드에서 동일한 resource에서 다른 UE와 함께 멀티플렉스 된다. 스트림의 총 수는 8개이고 8 antenna eNB와 동등하며 UL CoMP를 통해 더 높일수 있다. 시간-도메인 에서 OCC의 사용은 직교 DM-RS의 수 증가에 도움이 된다. 이는 더 나은 동일 UE의 DM-RS를 직교하여 채널 추정 성능을 향상 시키는것이 가능하다. 예를들어 그림 1 (a)에서와 같이 4 순환 변화를 사용하여 4 레이어와 UE는 그림 1 (C)에서 같은 두 OCC로 두 순환을 사용할 수 있다. OCC의 직교성은 채널 변형에 의해 파괴 될 수 있기 때문에 낮은 속도가 필요하다. 또 다른 가능성은 UE에 대한 그림 1 (b) 같은 두 OCC 없이 4 순환을 사용하는 것이다. OCC는 낮은 속도로 DM-RS의 직교성을 향상과 4개의 CS를 갖는 것은 고속에서 정확한 채널 추정이 가능하다. 그림 2는 2 두 레이어에서 동일한 구조를 제공하며, CSi는 i.T OFDM / 4 의 순환 변화를 보여준다.

 

 

 

 

Reference

NTT DOCOMO R1-093503

NTT DOCOMO R1-094239

NTT DOCOMO, NEC Group R1-094911

Mitsubishi Electric R1-904951