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5G 上行功控
发布日期:2022-01-21

上行功率控制是LTE的一个基本元素,在各种场景下的上行干扰管理和上行吞吐量性能之间实现了理想的平衡。同样,在NR中必须支持上行功率控制,并且根据NR中的新场景和新要求进行增强。

对于NR的上行功控,可以考虑以下场景,其中一些场景可能是新的并且在LTE中不存在,但是一些其他场景可能已经在LTE中讨论过但不受支持。

  • 无CRS

LTE中的上行功控基于下行中的路径损耗(PL:pathloss )估计,该估计是基于CRS获得的。然而,在NR中,不存在CRS。因此,损益估计必须依赖于其他RS或新机制。

  • 基于波束的传输/接收

在NR中,传输和接收可以基于波束,而且非常窄,特别是在高频和大规模MIMO场景中。此外,对于不同的时间和信道,相同TRP和UE之间的波束宽度以及波束赋形增益可以显著变化。基于波束的传输/接收有两个主要含义:

1. UE传输变为窄波束,TRP接收也变为窄波束。窄波束上行传输干扰另一个TRP的窄波束接收的概率通常较低。因此,与LTE相比,NR中对非常精确的上行功控减少干扰的需求可能变得不那么关键。

2. 由于不同的波束赋形而导致接收功率变化。例如,当下行波束变得更窄时,UE在下行中看到更高的接收功率,而当上行波束变得更窄时,TRP在上行中看到更高的接收功率。需要确定哪个下行接收机功率应用于PL估计,哪个上行接收机功率应用于功控工作点。

  • gNB/UE处的模拟波束赋形

NR高频可以在gNB和UE处采用模拟波束赋形。为了使用模拟波束赋形进行发射和接收,在发射和接收之前需要知道模拟方向。这对于计划的传输和接收(如PUSCH)来说不是问题。然而,非调度上行传输(例如,基于争用的RACH、无授权UL信号)只能在TRP处以没有或低模拟波束赋形增益的较宽模拟波束接收,这应反映在上行传输的功率电平的设置中。

  • 多波束/多流传输

UE可以向网络发送多个波束和多个流。每个波束/流可与不同的路径损耗值和不同的接收功率目标值相关联。因此,基于一个路径损耗值的一个上行功控设置可能不足以支持多波束/流传输。

  • 多个numerology

UE可以支持多个numerology,并且需要讨论如何为不同的numerology设置上行功控。

  • 上行信标传输,之前未从目标TRP接收下行

在NR中,引入要由UE发送的新上行信号或上行信标可能有用,以便相邻TRP可以在不依赖TRP的下行情况下发现UE。在这种情况下,UE不知道传输的目标,也不知道对目标的PL估计。需要讨论UE如何设置其功率。

  • 动态TDD(D-TDD)可能需要进一步增强的上行功控以减少UE-UE间干扰

D-TDD是eIMTA更加灵活和动态的演变。因此,eIMTA中引入的依赖于子帧集的双环上行功控增强可能变得不足,并且在考虑D-TDD时应进一步增强上行功控。

首先,LTE 上行功控或分数功率控制(FPC:fractional power control)提供了一个通用框架,并有望适用于任何基于OFDM或SC-FDM的系统。UE传输功率的一般形式为:

5G 上行功控

其中捕获UE最大功率、带宽分配因子、开环功率控制、MCS因子和闭环偏移。这个机制很全面,很灵活。这应作为NR 上行功控框架的基线。

然而,可能需要在NR中引入一些变化或增强,以解决上面描述的新场景。

1. 无CRS路径损耗估计

一种可能的选择是,PL估计可以基于DRS、SS、非UE特定下行RS或其他长期下行RS。

2. 基于波束的传输/接收

路损估计可基于波束,即可使用波束特定损耗估计。此外,窄波束DL-RS可能不会提供PL的稳健估计,并且相关联的高波束赋形可能导致UE低估路损。因此,宽波束DL-RS应当用于PL估计;如果传输是窄波束,这可能导致高于必要的上行传输功率,但如前所述,由于传输的窄波束特性,这可能不会干扰任何TRP。

3. gNB/UE处的模拟波束赋形

为了支持无授权上行传输,TRP接收必须使用宽模拟波束,因此用于任何无授权传输的上行功控不应基于窄波束DL RS。一种选择是使用宽波束、用于PL估计的长期DL RS和用于所有无授权UL传输的上行功控。

4. 多波束/多流传输

为了有效地支持多波束/多流传输,一个潜在的增强是为多个波束/流指定多个上行功控设置。

5. 多个numerology

对于多个numerology,可提供多个上行功控设置。换句话说,具有多个上行numerology的UE可能需要支持多个特定于numerology的上行功控设置。

6. 之前未接收下行的上行传输

在这种情况下,UE无法获得PL估计。一个选项是,服务gNB可以向UE发送PL估计(或UL发射功率)的信号,并且gNB可以基于例如UE附近的TRP密度、任何其他侧信息等来估计所发信号的值,这主要是实现问题。

7. 动态TDD

需要考虑用于确定UE-UE干扰电平和设置上行发射功率的更高级技术。由于时域中干扰水平的剧烈波动,可能需要即时和准确的测量或传感,以进一步增强用于D-TDD的上行功控。

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