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增强型多波束部署

2022-12-01 09:55 作者:余网优化  | 我要投稿

多波束增强的目的是减少时延和开销,加快波束故障恢复等。

为了了解潜在增强的收益,肯定是要与Rel-15中的性能进行比较。除了一般性能指标(例如,SLS:System level simulation中的小区级频谱效率和用户感知吞吐量以及LLS:Link level simulation中的单用户频谱效率和BLER),由于波束管理主要用于获取/维护/恢复gNB和UE之间的波束对,一些中间结果或统计数据也很有意义,并且可以帮助降低模拟复杂度。并且它们可能随着讨论中的目标场景和增强而变化。在这方面,建议讨论并调整以下性能指标:

  • L1-RSRP/SINR的跟踪和CDF(随着时间的推移,用户体验到了L1-RSRPSINR,以及总体分布,如图1左侧所示,需要根据允许的场景进行调整)

  • 中断概率(例如信噪比<0dB)和条件中断概率(如以阻塞事件为条件的信噪比概率<0dB,其中阻塞事件定义为信噪比下降10dB,持续时间超过50ms,图1右侧给出了说明,示例见[9])

·成功恢复波束故障的概率(例如,从堵塞事件中成功恢复的概率)


在Rel-16中规定了SCell的波束故障恢复(BFRbeam failure recovery)机制。SCell的三种BFR部署场景如图2所示,包括配置了上行链路的SCell、配置为仅下行链路的SCell和配置了SUL的UE。

对于场景1,最直接的解决方案似乎是为PCell重用Rel-15设计,Rel-16中的SCell BFR应通过使UE/gNB能够使用PCell/SUL上的资源恢复SCell上的波束对来解决场景2/3。

关于Rel-16的SCell上的BFR,可以重用Rel-15的波束故障检测和新波束识别机制。此外,需要增强BFR请求(BFRQ)和BFR响应监控,以支持SCell BFR。这里给出了SCell上BFR的以下广泛解决方案:

a) SCell UL和SCell DL上的CFRA BFR。用于BFR响应监测的CORESET-BFR应在USS中配置。

b) SCell UL和PCell DL上的CFRA BFR,使用与SpCell上的BFR相同的CORESET-BFR。

c) PCell UL和PCell DL上的CFRA BFR,使用与SpCell上的BFR相同的资源,但前导码不同。

用于指示新波束的PCell上的MAC CE传输。

考虑到不同的适用场景,解决方案a适用于场景1(即带UL的SCell),而解决方案c更适用于场景2(即仅限DL的SCell)。对于场景3(即UE配置有SUL),可以考虑在SUL上进行BFRQ传输。此外,根据对“基于Rel-15中规定的波束故障恢复”的商定目标的解释,基于MAC-CE和PUCCH的解决方案可能适合也可能不适合Rel-16多波束增强的范围,这需要讨论和决定。

对于场景2中的解决方案c,执行跨载波波束故障恢复,这允许在SCell上检测到波束故障时在PCell上进行BFRQ传输。然而,如果在PCell UL上为多个SCELL的BFR配置无争用PRACH资源,则开销可能无法承受。例如,每个SCell最多需要16个RACH资源,那么在最坏的情况下,5个SCell将需要PCell上的80个RACH。考虑到这一点,建议应考虑在设计SCell BFR时减少开销。

多面板部署的UL发射波束选择在Rel-16中规定。

为了避免gNB和UE之间的错位,让gNB知道/控制UE面板和要用于传输的面板非常重要。通过这种方式,gNB将能够以及时和准确的方式在多个UE面板上调度UL波束选择(例如,不调度已被UE自身关闭的面板上的传输)。图3显示,通过在2个UE面板上动态选择最佳发射波束,与使用单个/固定面板相比,UL RSRP大于-100dBm的概率增加了约10%。图3还显示,中等RSRP增加了~5dB。

为了利用图3所示的潜在收益,gNB和UE之间的面板对齐管理非常重要。面板选择/指示是一种可能的解决方案。此外,它有助于减少UL波束训练开销以及UE功耗。例如,在UL BM U1/U3过程中,UE不需要扫描所有面板上的所有Tx波束,而只扫描指示面板上的波束。另一个示例是,对于基于CB/NCB的UL传输的SRS传输,如果参考RS是可以在多个UE面板上测量的DL RS,则面板指示和面板特定波束指示还可以使gNB指示哪个面板/波束将用于SRS传输并因此减轻潜在的失准。

Rel-15支持波束特定功率控制。具体而言,DL路径损耗根据配置的RS进行估计,功率调整基于UL波束指示。可以扩展波束特定功率控制的框架,以提高配备有多个面板的UE的性能。例如,可以考虑多个路径损耗估计环路来支持基于面板的UL传输,并可能在多个环路之间切换。

此外,如图4所示,两个面板之间可以观察到相当大的传播延迟差异,这表明即使在面板切换后应用相同的TA,也可能对上行链路性能产生影响,例如解调性能。建议研究面板特定TA,以促进面板特定UL传输。

当gNB尝试向多个UE发射时,小区内gNB间Tx波束干扰是FR2部署的性能瓶颈之一。如图5所示,在发射beam1和2都可以到达UE1的情况下,为了在相互干扰较小的情况下同时对UE1和UE2进行配对,gNB优选使用发射beam 0和2,而不是发射beam 1与2。然而,这种优选配对无法通过Rel-15中规定的L1-RSRP报告实现,因为gNB既不能指示UE1进行波束选择,同时将Tx beam 2视为干扰,UE也不能报告Tx beam 2中严重干扰其接收。在Rel-16中引入L1-SINR将解决这个问题并提高整体频谱效率。

为了准确捕获干扰条件,应通过测量传输干扰信号(如CSI-RS)的资源上的干扰来获得报告的L1-SINR。利用专用IM资源,可以在RE级别的粒度内执行L1-SINR测量。

为了在BFR期间识别新波束,向UE配置了多个候选资源/波束。在Rel-15中,为了提供足够的覆盖范围,gNB最多可以传输64个SSB波束,但在BFR中,最多只能配置16个波束用于新波束识别。这样的设计意味着gNB必须通过RRC重配将一组新的候选波束配置到UE,甚至在一个小区内。一般而言,从延迟和潜在信令开销的角度来看,RRC重配对于小区内移动性并不可取,而64个SSB波束中固定的16个候选波束(例如,均匀采样)将降低链路恢复的成功率。

一个简单的解决方案是将用于新波束识别的最大配置资源数量增加到64,从而不需要进一步的RRC重配在小区的覆盖区域内进行波束跟踪/指示。然而,在Rel-15中,存在对具有大量候选资源的新波束识别的UE复杂性的担忧。为了解决这一问题,建议通过RRC信令(例如,所有SSB波束)配置一组更大的资源,然后使用MAC-CE/DCI激活其中的一部分以进行新波束识别,如图6所示。

在3种不同的解决方案之间进行初步性能比较。如表1所示,提议的解决方案在鲁棒性和复杂性之间提供了良好的权衡,即UE在给定的持续时间内只需要测量16个波束,而中断概率与Rel-15设计相比几乎减少了一半,接近UE通过对所有SSB波束执行全局搜索可以达到的上限。


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