5G 空域和功率域节能
为了降低gNB的能耗,通过调整TR 38.864中评估/观察到的活动TxRU和下行链路(DL)传输功率的数量,这个方法有效。根据功率模型和发现,在不同的时间粒度上有两种类型的适应。一种是动态自适应,另一种是半静态自适应。
动态自适应(每个OFDM符号/时隙)。在该方法中,gNB适应/确定每个OFDM符号/时隙的TxRU数量和DL传输功率。该自适应可以基于UE报告的信道状态和干扰状况和UE所需的实际业务负载。

动态自适应可被视为“先测量后关闭”。在这种情况下,UE测量对应于不同TxRU关闭模式和不同功率回退值的多个CSI。然后,UE将这些测量报告给gNB,gNB将基于这些报告确定适合UE的TxRU关闭模式和DL传输功率。
半静态自适应(每几十/几百毫秒)。在这种方法中,gNB在几十/几百毫秒期间保持一种节能状态,例如关闭部分TxRU和减少DL传输功率。与动态自适应相比,gNB不能基于每个时隙中的实际信道状态、干扰条件和业务负载来做出TxRU和DL传输自适应决策,从而导致覆盖和UPT的丢失。此外,为了补偿前述通信性能的损失,gNB需要多次执行诸如重复传输的操作。结果,基站的功耗可能增加。

半静态自适应可被视为“先停机后测量”。在这种情况下,gNB直接启用/更新TxRU关闭模式和DL传输功率。然后,它向UE动态地指示被改变的相关配置,例如CSI报告配置,UE继而相应地进行测量。
以空域自适应为例。图3分别显示了TDD和FDD情况下30%RU的动态TxRU自适应和半静态TxRU自适应的相对功率。基于仿真结果,与半静态TxRU自适应情况相比,动态调整TxRU数量可以在TDD和FDD中获得18.5%和13.9%的节能增益,而无UPT损失。同时,在一定程度上容忍UPT损耗的情况下,仍然可以获得可观的节能增益。在95%UPT损耗的情况下,动态自适应对于TDD和FDD具有约14.7%和15.5%的节能增益。在90%UPT损耗的情况下,动态自适应对于TDD和FDD具有约10.5%和8.8%的节能增益。而且,根据半静态TxRU自适应的功耗趋势,如果半静态TxRUs自适应尝试实现与动态TxRU自适应相似的能耗(没有性能损失),则在TDD和FDD情况下,它分别导致超过10%和5%的UPT损失。对于功率域自适应,可以得到类似的结论。

另一方面,对于半静态自适应,由于实际需要的配置与CSI报告/CSI-RS的旧配置之间的不匹配,CSI测量将受到影响。可能有解决方案来缓解这个问题,但这似乎是无效的。例如,一种可能的方式是CSI资源/报告激活/停用,即快速激活/重新配置CSI资源或报告。然而,这仍然是一次性更新的单个CSI,而没有在gNB做出适当的元素自适应决策之前捕获准确的实时CSI,或者在应用关闭模式之后没有拟合实时流量。
此外,每个BWP的P/SP/A-CSI报告配置的数量受UE能力的限制,并且每个BWP最多为4个P/SP/A-C SI报告配置。一些CSI报告配置被用于半静态自适应(例如,对于多个候选TxRU关闭模式和候选DL传输功率偏移),导致在支持正常操作模式时CSI报告灵活性降低。另一种可能的方式是通过BWP切换来切换CSI报告。然而,在当前规范/实施中,BWP切换具有几毫秒的延迟,例如3ms。在BWP切换延迟期间,UE不能进行CSI测量或数据传输。显然,这导致频谱效率降低。
Type 1 和 Type 2 TxRUs 关断
TxRU的适应分为以下两种类型。
Type 1:启用/禁用与逻辑天线端口(例如CSI-RS资源的端口子集)相关联的所有空间元素/TxRU。在Type 1 TxRU关闭之后,CSI-RS资源的逻辑端口的数量减少,而CSI-RS源的每个逻辑端口的波束(CSI-RS波束)保持相同。图4(a)显示了Type 1 TxRU关闭的示例。
Type 2:启用/禁用与逻辑天线端口相关联的部分空间元素/TxRU。由于端口虚拟化,CSI-RS资源的逻辑端口的数量保持与非关闭情况相同,而CSI-RS源的每个逻辑端口的波束(CSI-RS波束)被加宽。图4(b)显示了Type 2 TxRU关闭的示例。

由于动态TxRU自适应,UE可以同时或在极短的持续时间内测量与多个TxRU关闭模式相对应的多个CSI,然后将其报告给gNB。在这样的测量持续时间期间,UE的物理位置几乎不变,导致稳定/不变的物理传输环境,然后最强传输路径几乎不变。
然后,由于最强传输路径不变,对于Type 1和Type 2关闭,由对应于不同关闭模式的CSI-RS资源表示的高相关最佳CSI-RS波束可以如下推导。
对于Type 1关闭,如图4(a)所示,由于最强传输路径不变,每个逻辑天线端口的CSI-RS波束不变,因此即使在Type 1关闭后,最佳CSI-RS射束也保持不变。
对于Type 2关闭,如图4(b)所示,由于如上所述Type 2关闭后CSI-RS波束变宽,非关闭情况下的最佳CSI-RS波束仍被停机情况下相同方向的加宽CSI-RS束覆盖。然后,基于对不变最强传输路径的分析,在非关闭情况下覆盖最佳波束的加宽波束几乎是关闭情况下的最佳波束。这导致UE经由CRI报告的最佳CSI-RS波束的高相关性。
表1中的仿真结果表明,对于Type 2关闭,UE选择表示与非关闭情况下的最佳CSI-RS波束相同方向的加宽CSI-RS射束的概率等于1。
由于针对不同关闭模式的CSI-RS波束之间的高相关性,可以大大降低多CSI测量和报告的计算复杂性和对UE能力的要求。此外,即使UE仅报告一个CRI,基于最佳CSI-RS波束之间的高相关性。

对应于不同关闭模式的最佳CSI-RS波束中PMI之间的高度相关性
在不同关闭模式的最佳CSI-RS波束内,与不同关闭模式相对应的最佳CSI/RS波束中的PMI也高度相关,如图5所示,因为PMI用于表征最佳CSI-RS波束中UE的最强传输路径的方向。

对于Type 1关闭,始终可以找到Type 1关闭后CSI-RS端口数量较少的PMI,其方向与Type 1关闭前端口数量较多的PMI相似。然后,对于这两个PMI,相关性很高。图5(a)显示了使用两个高度相关PMI时可能的波束方向的示例,其中第一个PMI具有更多的端口(例如,没有TxRU关闭的32个端口),第二个PMI具有更少的端口(如,Type 1 TxRU关闭一半的16个端口)。对于RI回退情况,PMI之间也存在相关性,因为具有不同秩的预编码矩阵中的至少一个层的波束试图指向最强路径。
对于Type 2关闭,在不同的TxRU关机模式下使用具有相同端口数的PMI。由于端口虚拟化权重的变化,对于不同的TxRU关闭模式,相同的PMI表示不同的方向。幸运的是,基于典型的端口虚拟化权重设计和TxRU关闭模式设计,相同PMI方向之间的差异可以尽可能小。图5(b)显示,对于不同的TxRU关闭模式,相同PMI表示的方向可能几乎相同,相同PMI的方向之间的差异可能很小。

功率域中的潜在增强(例如增强的多CSI报告)与空间域类似,可以共享统一框架。对应于不同功率控制偏移的多个CSI之间存在关系。
对应于不同功率控制偏移的CSI之间的相关性
功率控制偏移是当UE基于确定的PMI导出CQI时PDSCH EPRE与NZP CSI-RS EPRE的假设比率。PMI用于表示UE的最强传输路径的空间角度信息。显然,物理传输环境不会受到功率控制偏移的影响。因此,对应于不同功率控制偏移的最佳CSI-RS波束和PMI是相同的。即使在DL传输功率降低导致秩回退的情况下,具有不同秩的PMI也将具有强相关性。在秩回退情况下,UE在低秩情况下选择的最强传输路径大部分包括在UE在高秩情况下所选择的传输路径中。换句话说,这也意味着UE在低秩情况下选择的最强传输路径和UE在高秩情况下所选择的传输路径具有相同的总方向。因此,用于表征秩回退情况下最强传输路径的PMI仍然具有很强的相关性。
通过以上分析以及评估,对于动态DL传输功率自适应和DL传输功率适应,在一个CSI报告中报告与不同的空间自适应模式或功率控制偏移相对应的多个CSI是可行且有吸引力的。