5G灵活双工和跨链路干扰抑制

灵活双工是NR的基本特征，应遵循NR的相关设计原则。

双工部署方式

NR应支持动态分配的上下行传输方向，至少在每个时隙的基础上，并且至少以时分复用（TDM）的方式支持数据传输。为了更好地探索灵活双工的好处，应该设计更灵活的部署方案。TDM是基线。也可以使用FDM。考虑到FDM的相邻信道泄漏率（ACLR：adjacent channel leakage ratio）问题，FDM更适合站间场景。

由于无法动态改变传输方向，因此需要保留一些时频资源。这些保留的时频资源将用于某些特定的信道/RS传输，例如PBCH、PSS/SSS、DRS、PRACH等。

帧/时隙结构

帧/时隙结构设计需要适合动态TDD操作。至少应该考虑以下几个方面。

• 感应时间间隔：已经得出结论，需要动态感知相邻节点的资源使用情况，以便更好地支持动态TDD。可以在新的子帧结构中引入感应时间间隔，用于交叉链路干扰感测。如图1所示，在NR子帧结构中，侵略者的第一时间间隔是下行主导的，而侵略者的第二时间间隔仅下行。然而，图1中的受害者的两个时间间隔在NR子帧结构中都是上行主导的。如图1左半部分所示，上下行主导结构中的第一个和最后一个防护装置都包含用于传感、测量和协调的感应时间间隔。此外，第一个保护还可用于传输可能的保留/感应信号，最后一个保护可用于TX/RX切换和非同步场景。

• 控制信道区域：为了避免相邻TRP/UE可能发送的控制信道受到交叉链路干扰，无论发送什么控制信道或是否发送控制信道，都可以保留控制信道区域。这种方法适用于控制信道位置固定的情况。控制信道的配置信息可以通过两级指示通知相邻的TRP/UE。第一级指示器指示控制信道是否存在和位置，第二级指示器提供调度信息。

• HARQ/调度：灵活双工系统上下行变化是动态的，调度/传输是机会主义的特性。因此，需要进一步研究更灵活的HARQ/调度方案，以更好地适应诸如两步调度、无授权调度、灵活HARQ定时等特性。

• eMBB和URLLC的交叉链路复用：在同一载波中传输的不同类型的业务将带来与eMBB和URLLC的交叉链路复用相关的上下行变更的额外要求。目前，eMBB和URLLC复用的研究主要集中在同向链路的需求上。

• 交叉链路定时：对于灵活双工系统，TRP或UE必须考虑两个同步要求，即与自TRP同步和与跨TRP的交叉链路同步。为了同时满足这两个同步要求，时隙的某些部分与自身TRP同步，而时隙的其他部分与相邻TRP同步，这意味着在一个时隙/时间间隔中将有多个TA（ timing advance值）（例如，时隙的数据部分可以独立调整其定时）。

• 流程和相关信号设计：为了更好地支持灵活双工部署、交叉链路干扰缓解、时延减少和信令（例如，OTA、回程、UE能力等），还应考虑上下行之间的时序对齐，因为它们是交叉链路管理的基本设计。

跨链路干扰抑制的测量和参考信号

为了更好地支持动态TDD，交叉链路干扰（CLI：cross-link interference）测量的要求包括以下几个方面：

（1） 功能

1. 识别侵略者

2. 测量交叉链路干扰水平

3. 查询干扰信道的CSI/CQI

4. 估计用于解调干扰信号的信道

5. UE或TRP的RS/信号，目的是由另一个UE或另一个TRP接收

（2） 指标

1. 静态测量：参考信号接收功率（RSRP）、参考信号强度指示器（RSSI）等。

2. 持续测量：信道状态信息（CSI）、信道质量指示（CQI）以及识别/检测攻击者等。

（3） 设计原则

1. 用于重用用于其他目的的测量

2. 至少可以准确测量[M]个TRP或[N]个UE，M，N的值需进一步确认

统计测量

统计测量主要用于半动态调整上下行配置。

传统的RSSI测量只能在下行子帧/时隙上执行，不能测量其上行子帧/时隙的统计干扰/负载。为了测量其上行子帧/时隙的统计干扰/负载，需要引入一个新的RSSI-UL参数。新的RSSI-UL参数可以定义为这样的测量，其中UE被配置为在其上行子帧/时隙上执行RSSI测量，并向TRP报告RSSI-UL。然后，TRP可以使用RSSI-UL来确定子帧/时隙是否正被相邻小区用于下行。因此，还需要引入RSSI-UL的一些阈值。RSRP也面临同样的问题，通过引入RSRP-UL，可以使用类似的方法。

即时/即使测量

即时测量主要用于动态执行上下行更改。

传感主要用于动态TDD中的瞬时测量。以下是两种测量方法。

• 能量检测（ED：Energy detection）：它意味着测量瞬时干扰水平，类似于许可辅助接入（LAA）先听后说（LBT）。

• 信号检测：它可以检测其他节点的信道/RS或信号。与能量检测相比，信号检测可以获得更多的信息（例如识别攻击者），可以更灵活地执行TDD部署。

能量检测和信号检测也可以结合使用。例如，如果TRP/UE使用能量检测的方法感测到信道忙，那么它可以进一步检测信道/RS或信号，以使用信号检测的方法识别攻击者。

CSI/CQI

在传统LTE系统中，通过使用干扰测量资源的零功率信道状态信息参考信号（ZP CSI-RS）模式配置周期性干扰测量资源（IMR）来执行干扰测量。在增强的干扰缓解和流量适应（eIMTA）下，考虑到不同的干扰条件，支持两个子帧集。考虑到NR中的动态TDD，预计干扰可能更加波动和不可预测。与多波束部署一起，干扰可能来自不同双工方向的不同波束。因此，应考虑更多的动态干扰测量，以应对此类动态干扰情况。应考虑非周期IMR，以允许干扰测量的动态触发。此外，对于自包含的CSI报告，可以考虑具有CQI调整的软HARQ，以便网络知道当前数据传输中经历的干扰情况。

此外，传统的多点协调机制只考虑相同的环节。因此，仅测量和报告相同的链路CSI/CQI。对于双工灵活性，交叉链接是目标，而不是相同的链接。

用于双工灵活性的参考信号（RS）设计应满足上述交叉链路测量的要求。为了降低标准化的复杂性，用于双工灵活性的RS旨在重用用于其他目的的物理参考信号。

普通RS

与其他目的相比，关键的特殊要求是UE或TRP的RS旨在被另一UE或另一TRP接收。为了准确测量，需要考虑交叉链路协调的一些机制。

至少应考虑以下RS机制：

• 跨链路CSI测量：UE间的探测参考信号（SRS）、TRP间的CSI-RS、前导码RS

• 跨链路RRM测量：用于帧间TRP的CSI-RS，用于帧间UE的SRS

• 跨链路解调RS:上下行解调参考信号（DMRS）

附加测量信号

除了上述RS，可能还需要引入一些额外的测量信号。攻击者或受害者可以发送测量/感测信号，用于识别交叉链路干扰电平和干扰源。TRP/UE可以利用接收到的测量/感测信号来获得用于波束形成协调或资源分配的相邻TRP/UE干扰矩阵。测量/传感信号可半静态/动态传输，或在数据传输之前/中间传输。

动态TDD部署-机会资源分配

当上下行业务动态变化时，动态TDD部署可用于运营商室内场景，例如在热点中。以下是使用基于机会资源分配的感知方案机制的典型过程。

机会资源分配可以基于感知的结果。以下是两种候选方法。

方法1：如果检测到强上下行干扰，数据将不会在预定的TTI/子帧上传输。可选择以下两个选项，并可进一步明确或暗示该选项。

• 方案 1：数据的授予将被放弃；

• 方案 2：数据可以在随后的TTI/子帧上传输。

方法2：如果检测到强上下行干扰，将调整数据调度，例如降低功率、调整MCS、更换载波等。有两个选项可用于调整计划，如下所示。

• 方案 1：准备多个授权。一个是主授权，另一个是次授权。如果检测到强下行到上行干扰，则将放弃主授权，并使次授权生效；

• 方案 2：只准备一个授权。如果检测到强上下行干扰，大部分调度信息将被保留，并且只有部分信息（例如，与降低功率、调整MCS、改变载波有关）将通过两步调度进行更新。

从动态TDD的资源分配来看，具有机会特征是很自然的。机会资源分配机制通过基于上下行干扰感知减少或避免交叉链路干扰，通过灵活的机会行为提供了一种有效的时间资源利用方式。

半静态TDD部署

当慢波干扰不需要快速处理时，可以使用半静态TDD部署。因此，这种方法更适用于UL/DL流量半静态变化或无法快速协调的情况，例如在覆盖范围大的宏小区场景中。

案例1：覆盖范围大的宏小区

在一个宏小区下有大量UE，因此特定于小区的DL/UL业务的波动很慢。传统的TDD网络部署是一种静态的TDD模型，不能满足低速、不稳定的DL/UL业务的需求。显然，具有DL-UL干扰半动态波动的半动态TDD适用于此。为了更有效地执行半动态TDD，关键是准确地感知DL-UL干扰并自适应地调整DL/UL。考虑到开销和测量精度之间的权衡，由于半动态TDD产生的DL-UL干扰波动缓慢，因此足以满足基于RRM（例如大规模）测量的需求。解决案例1的一个简单方法如下。

• UE可以配置为在UL子帧/时隙中执行RSSI测量，并向gNB（RSSI-UL）报告RSSI；

• 如果RSSI-UL超过预定义的阈值，这意味着它可以得到子帧/时隙被相邻小区用作DL的判决；Ø然后，服务小区可以调整子帧上的调度或将UL更改为DL。

• 从另一方面讲，RSSI-UL没有超过预定义的阈值，并且不需要调整子帧上的调度或将UL更改为DL。

此外，小区之间还可以使用一些半动态协调机制。

跨链路干扰抑制

灵活双工是一种机制，其中大多数时频资源可以根据业务需求动态或半静态分配给DL或UL。可以预期，双工灵活性能够提供时频资源的最有效利用。然而，由于图1所示的强DL-UL交叉链路干扰。

相邻信道和同信道干扰

从相邻信道和同信道的角度来看，干扰可分为以下两种：

1) 邻道干扰：可以称为邻道泄漏干扰。在Rel-12的TDD-SDL（补充下行链路）主题中，已深入讨论了运营商间场景的相邻信道干扰问题。由于运营商之间的协调不容易，因此需要考虑这些不需要协调或只需要少量协调的机制。对于运营商内部场景，可以假设密切协调和快速信息交换。因此，可以设计一些更灵活的协调机制来支持和利用双工灵活性的能力。

2) 同信道干扰：对于许可频谱，同信道干扰仅出现在运营商内部场景中。同时，对于未授权的载波和共享频谱，同频干扰将出现在运营商内部和运营商间的场景中。同频干扰是使用双工灵活性的一个主要问题。

动态和半静态波动干扰

从DL-UL干扰波动的频率来看，干扰可分为以下两类：

(1) 动态波动干扰：动态波动干扰由动态DL-UL变化引起。因此，动态DL-UL变化的方法只能用于UL/DL业务量动态变化的运营商内部场景，例如热点。在运营商内部场景中，通过密切协调或快速信息交换，可以减少或避免动态波动干扰。

(2) 半静态波动干扰：半静态TDD导致半静态波动干扰。具有慢波干扰的半静态TDD操作不需要快速处理。因此，该方法更适用于UL/DL业务变化半静态或不能快速协调的场景，如覆盖范围大的宏小区、运营商之间。

异步/同步网络

双工灵活性可以在异步或同步网络中执行。对于异步网络，即使两个UE/TRP在特定时间内的传输方向（相对于它们的定时）对齐，它们之间仍将存在交叉链路干扰。例如，假设TRP1和TRP2是异步的，并且TRP1的定时早于TRP2，则TRP1发送的子帧n+1中的DL信号将干扰TRP2发送的子帧n中的UL信号。在同步网络场景中，交叉链路干扰仅发生在时隙/子帧内。然而，在异步网络场景中，交叉链路干扰将同时发生在时隙/子帧内和交叉时隙/子帧内。考虑到标准化的复杂性，应该首先关注同步网络场景中的交叉链路干扰问题。通用解决方案也可以应用于异步网络场景。

低/高功率节点和Het网络

高功率节点（如宏小区）主要用于保证覆盖和移动性，其下行传输功率一般较高。低功率节点（如微站）主要用于热点或填补覆盖空洞，因此其下行传输功率较低。相应地，属于不同节点类型的UE的上行链路传输功率通常不在同一水平上。因此，宏小区-宏小区、宏小区-微小区和微小区-微小区之间的交叉链路干扰特性有很大不同。

跨链路干扰抑制模式

基于传感的

双工的灵活性可以看作是交叉链路频谱共享，这会导致随机交叉链路资源冲突。众所周知，基于传感/LBT的机制已得到深入研究，并广泛应用于频谱共享场景（如Wi-Fi、LAA等）。因此，可以自然地假设，在执行双工灵活性的情况下，也可以使用某种类型的基于感知的机制来降低交叉链路资源冲突的概率。

在所提议的基于DL-UL交叉链路干扰感测的机制中，TRP或UE需要感测同一信道或相邻信道上的干扰，以通过能量检测或信号检测查看是否存在任何DL-UL交叉链路干扰。为了更好地感知交叉链路干扰，应该在NR的新子帧中引入用于感测的时隙。UE/TRP可以在该时隙中动态地执行DL-UL干扰感测。传感程序包括能量检测或信号检测，类似于LAA-LBT。时隙长度可能与服务质量（QoS）或流量优先级有关。与低优先级流量相比，高优先级流量的时隙更短。

交叉链路协调波束赋形（CL-CBF：Cross-link Coordinated Beamforming）

波束赋形协调可用于缓解TRP-to-TRP干扰和UE-to-UE干扰。在这种情况下，它可以被称为交叉链路协调波束赋形（CL-CBF）。TRP或UE可以使用CL-CBF来抑制来自/到相邻TRP或UE的交叉链路干扰。例如，UE中的上行传输的波束应避免指向同时接收下行传输的相邻UE，反之亦然。为了实现上述目标，TRP或UE需要识别攻击者并获得其干扰/信道矩阵，这意味着如何测量和协调用于CL-CBF的TRP和UE是非常重要的。

功率控制

功率控制已被深入研究并在许多情况下得到应用。传统的功率控制方案用于相同的链路方案。然而，对于交叉链路场景，如果检测到强交叉链路干扰，则可以调整数据的调度以降低传输功率。因此，由于NR中的动态TDD将面临更多可变的交叉链路干扰，因此应考虑灵活的功率控制方案来减少UE-to-UE和TRP-to-TRP之间的干扰。