參考信號是系統設計的重要組成部分。
- 下行參考信號的主要作用包括信道狀態信息的測量、數據解調、波束訓練、時頻參數跟蹤。
- 上行參考信號的主要作用包括上下行信道測量、數據解調等。
參考信號的設計包括隨機序列生成的設計和物理資源映射的設計。其中隨機序列的生成部分可以直接參考標準38.211中各個信道參考信號序列生成部分。本文主要介紹各個參考信號的圖樣，即參考信號在物理資源上的時頻分佈。
解調參考信號（DMRS,Demodulatin Reference Signal）
作用：DMRS用於上下行數據解調。
DMRS設計考慮因素：各項系統參數的靈活配置；在各層降低處理時延；大規模天線系統應用、更高的系統負載和頻帶利用效率。
NR系統中對於DMRS的設計有以下考慮。
1. DMRS導頻前置
- 爲了降低解調和譯碼時延，5G NR系統中DMRS採用了所謂的前置設計思路。在每個調度時間單位內，DMRS首次出現的位置應當儘可能靠近調度的起始點。
- 例如，在基於時隙的調度傳輸，前置DMRS導頻的位置應當緊鄰PDCCH區域之後。此時DMRS導頻的第一個符號取決於PDCCH的配置，從第三或者第四個符號開始。在基於非時隙的調度傳輸（調度單位小於1個時隙）時，前置DMRS導頻從調度區域的第一個符號開始傳輸。
- 前置DMRS導頻的使用，有助於接收端快速估計信道並進行接收檢測，對於降低時延並支持自包含幀結構具有重要的作用。
2. 附加DMRS導頻
- 對於低移動性場景，前置DMRS導頻能以較低的開銷獲得滿足解調需求的信道估計性能。但是，5G NR系統所考慮的移動速度最高可達500km/h，面臨動態範圍如此之大的移動性，除了前置DMRS導頻之外，在中高速場景中，還需要在調度持續時間內安插更多的DMRS導頻符號，以滿足對信道時變性的估計精度。
- 針對這一問題，5G NR系統中採取了前置DMRS導頻與時域密度可配置的附加DMRS導頻相結合的DMRS導頻結構。每一組附加DMRS導頻的圖樣都是前置DMRS導頻的重複，即每組附加DMRS與前置DMRS導頻佔用相同的子載波和相同的OFDM符號數。
- 根據具體場景，在單符號前置DMRS時最多可以增加3組附加導頻、在雙符號前置DMRS時最多可以增加1組附加導頻，具體根據需要進行配置並通過控制信令指示。
3. 上下行對稱設計
- 考慮到更爲靈活的網絡部署以及雙工方式，可能會存在上下行鏈路之間的干擾。這種情況下，上下行的對稱設計將爲抑制不同鏈路方向之間的干擾帶來更大的便利。
- 同時，CP-OFDM波形在上行鏈路中的應用，也爲上下行對稱設計創造了條件。
- 在DMRS導頻設計中，上下行的對稱性體現在圖樣以及端口的複用方式的一致性。
- 上行使用CP-OFDM波形時，上下行DMRS的圖樣、序列以及複用方式均一致。
4. 支持的層數
- 5G NR系統中，下行SU-MIMO最多支持8層傳輸，上行SU-MIMO最多支持4層傳輸。上行和下行的MU-MIMO都最多支持12層傳輸，其中每個UE的層數最多爲4。
- DMRS正交端口設計需要滿足以上層數要求。
5. DFT-S-OFDM波形的上行DMRS
由於DFT-S-OFDM波形具有單載波特性，DMRS的設計也應滿足單載波設計。
DMRS設計
- NR支持兩種DMRS導頻類型：前置DMRS類型1採用了梳狀加OCC（碼分正交複用）結構；類型2基於頻分加OCC結構。
- 對於CP-OFDM波形，兩種DMRS類型都支持，通過高層信令進行配置。類型1作爲默認的DMRS配置。對於DFT-S-OFDM波形，支持類型1。
- 當PDSCH/PUSCH採用基於Type A的資源調度時，DMRS從第三或第四個OFDM符號開始傳輸。對於Type B調度，DMRS從調度的起始符號開始傳輸。