5G信号空间分集的应用

2022-01-04 10:53 作者:余网优化 0人读过 | 我要投稿

对于某些eMBB用例，TR38.913要求下行的速率高达20Gb/s，上行的速率高达10Gb/s。在如此高的比特率下最大化频谱效率需要较长的调度间隔，以最小化与调度相关的信令开销。但长调度间隔与URLLC传输不一致，TR38.913将时延要求设置为小于1ms。这意味着需要研究eMBB和URLLC服务在运营商上共存的问题。某些mMTC应用会受到深度衰落的影响。结合mMTC UE中延长电池寿命的需要，还必须考虑对衰落具有鲁棒性且需要低传输功率的特殊调制方案。

信号空间分集（SSD：signal space diversity）调制器的基本形式如图1所示。

在FEC编码和速率匹配之后，编码比特被映射到QAM星座，如图2（a）中针对QPSK的情况所示。在SSD调制器中，退出QAM映射器的每个复信号点Sn=In+jQn旋转相同的精心选择的角度，如图2（b）所示，使得旋转的复符号为Snr=Sne-jQ。

旋转将星座点转换为Snr=Inr+jQnr，使得通常为Inr≠jQnr。这意味着每个旋转的星座点可以在I轴和Q轴上产生唯一的投影。对于任何QAM星座，应仔细选择旋转角φ，以使其每个组成点在轴上的不同投影（如图3中的QPSK所示）等间距分布。这意味着接收机只接收一个分量就足够了，并且可以通过使用一个或两个轴的脉冲幅度调制（PAM：pulse amplitude modulation）解映射器对发射点进行精确解码。如果接收到两个分量，则可以组合来自两个PAM 解映射器的输出，以提供（信号空间）分集。

旋转星座点的Ir个和Qr个分量的序列通常在被组合之前分开地交织。组件交织器的效果是以不同的方式洗牌组件的相应顺序，从而确保尽管Ir和Qr同时进入其各自的组件交织器，但它们在不同的时间退出。结果是，当组合分量交织器的输出时，SSD调制器Snr=Ivr+jQmr 的第n个输出，其中v≠m。总体效果是，来自QAM映射器的原始星座点的I和Q分量已被分离，并将使用不同的资源元素进行传输。如果对于传输的给定原始QAM点，承载其I和Q分量的两个资源元素在频率上比相干带宽更广泛地分离，并且在时间上比相干时间更广泛地分离，则任何有害传播现象很可能不会同时影响两个分量。如果发生这种情况，则图3（b）中的一个PAM将在接收器处以高确定性解调，而另一个PAM将以低确定性解调。当综合这些结果时，预计未受影响PAM的高确定性将比未使用SSD的情况更好地减轻有害传播现象的影响。

举个例子

出于效率考虑，eMBB调度间隔必须较长，以避免过多的调度信令开销。然而，由于其对低时延的要求，如果基站需要在当前eMBB调度期间没有空闲资源时传输URLLC，则建议基站可以刺穿或将正在进行的eMBB传输与URLLC重叠，如图2所示。

如果使用了屏蔽，则不传输打算在URLLC占用的RE中传输的eMBB调制符号。另一方面，如果进行叠加，则受影响的eMBB RE将遭受多用户叠加干扰。无论哪种方式，这种降级都可能足以使eMBB块在接收器处不可编码。这种情况可以通过eMBB的SSD来缓解。在这种情况下，用于eMBB的SSD的分量交织器的尺寸将被确定为确保任何eMBB调制符号的I和Q分量之间的距离足够远，而不受任何URLLC传输的影响。eMBB的SSD可以用于所有对URLLC传输开放的eMBB子帧，也可以仅在安排URLLC传输时应用。在第一种情况下，eMBB解调器将是SSD解调器。然而，在第二种情况下，eMBB接收机将需要一些知道URLLC何时被调度的方法，以便在受影响的RE上切换SSD解调。

SSD的性能如何呢？

当SSD用于对抗eMBB传输中的擦除时，例如通过URLLC传输与eMBB传输冲突，对SSD的性能进行了评估。模拟以Rel-13 LTE numerology为基础，模拟假设见表2。

假设损坏的URLLC传输包含CRS（允许eMBB UE接收机的信道估计功能不受碰撞的URLLC传输的影响）。假设eMBB UE在执行传输信道处理（例如通过eMBB传输结束时的第二控制信道）之前知道URLLC传输的位置。因此，eMBB UE能够为与URLLC冲突的资源元素插入零LLR。

链路层模拟结果如图4所示，其形式为相对于URLLC屏蔽的eMBB PDSCH资源百分比，实现1% BLER所需的SNR。