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5G系统内干扰协同

2022-06-24 10:17 作者:余网优化  | 我要投稿

自LTE Rel-11以来,ZP CSI-RS资源一直用于干扰测量。当时已经广泛讨论了使用ZP-CSI-RS进行干扰测量的好处:由于ZP-CSI-RS资源RE上的所有接收功率都是干扰,因此无需提取有用信号(与任何基于NZP-RS的干扰测量相比)。这种部署通过更简单的UE实现提高了测量精度。在NR中采用ZP CSI-RS进行干扰测量是直截了当的。

然后问题是,哪些其他RS可以用作干扰测量的额外资源。NZP CSI-RS和DMRS都是根据NR临时协议考虑的。

考虑DMRS和NZP CSI-RS有其优点和缺点。DMRS具有更高的密度,这意味着更好的信道估计。另一方面,DMRS与PDSCH一起传输,因此非调度UE不能使用它来估计干扰。更重要的是,NZP CSI-RS的传输可以以半静态方式在多个gNB之间轻松协调,而DMRS/PDSCH传输的协调需要动态协调。所以,在NR中使用NZP CSI-RS进行干扰测量。

在最新的CSI采集框架:RS和IM设置被合并到资源设置中。此外,CRI同意为CSI报告选择多个资源。这两种协议的结合为使用CRI为CSI报告选择信号和干扰资源打开了一扇门。

图1展示了使用CRI选择信号源和干扰源的示例。当由多个NZP CSI-RS资源配置为干扰测量源时,UE可以使用CRI选择用于干扰测量的NZP CSI-RS资源。选择基于UE对所有干扰资源的测量,例如,UE可能会发现I3>>I2,因此,UE选择报告来自I3的干扰。

联合传输 JT

众所周知,TRP之间的协调将提高链路的稳定性和数据速率,尤其是对于改善小区边缘UE的覆盖。此外,在6GHz以上的应用中,在LoS概率较高的情况下,通过多TRP传输可以更好地支持空间复用,以实现更高的自由度。

联合传输是LTE中考虑的CoMP方案之一。然而,相干联合传输对同步和校准有很高的要求。由于在Rel-11 CoMP的标准化过程中未对JT进行优化,因此建立了新的FeCoMP SI,以研究Rel-14中CoMP方案的进一步增强。其中一个方案是非相干JT,它根据码字到TP的映射进行分类,如下:

将码字(CodeWord)映射到TP:

Case 1:不同的CW从不同的TP传输。每个TP独立地执行自适应预编码

Case 2a:同一CW通过空间分集(例如SFBC)/空间复用从不同的TP传输

Case 2b:使用SFN从不同的TP传输相同的CW

一般来说,与case 2a和2b相比,case 1需要不同trp之间更少的协调,在case 2a和2b中,协调的trp需要协调以传输相同的码字。

此外,还考虑了三种不同TP上的资源分配方案:

方案1:不同TP对UE的资源分配完全重叠

方案2:不同TP对UE的资源分配部分重叠

方案3:不同TP对UE的资源分配不重叠

据观察,方案1通常需要协调,以确保完全重叠,方案3允许这种情况,而无需太多协调。

可以将这三个码字的情况映射到TP映射和资源分配方案,作为NR MIMO联合传输的研究起点。考虑到这个出发点,这里列出了多TRP联合传输的标准化支持需要考虑的一些方面。

  • 波束管理

TRP内和TRP间波束管理流程是一样的,TRP或UE基于均匀/非均匀阵列结构的相干/非相干MIMO传输。基于同一TRP或不同TPR的多个面板的MIMO传输应共享相同的波束管理程序。对于一个或多个TRP的波束管理,应考虑使用统一的波束管理框架。引入波束分组的概念。波束分组可用于多个TRP传输,以便根据信道特性对波束进行分组。

  • 码字到层映射

在LTE中,JT的应用受到两个码字之间预定义的码字到层映射的限制。考虑到复杂性,可能很难考虑每层一个码字,即一对一码字到层映射,但是在多个面板/TRP传输情况下,NR中应该支持至少两个码字。此外,为了支持所有码字TP映射情况,应考虑灵活的码字到层映射,以最小化trp之间的协调。对于rank3和rank4,每个PDSCH分配的码字数为1,这是可行的。对于多面板和多TRP系统,总是使用多个DCI是不合理的,因为对于具有理想回程的情况,这会浪费DCI开销。为了支持理想回程的多面板/TRP场景,对于rank3和rank4,每个UE的码字数应在1到2之间可配置,其中非相干JT提供了最大的性能增益。

  • 资源分配的控制信令

在LTE中,一个分量载波的资源分配只能由一个DCI发出信号。为了支持NR中的三种资源分配方案,需要考虑更灵活的控制信令。考虑这样一种情况(例如一个DCI情况),其中一个控制信令从一个TRP发送来通知整个资源分配和情况(例如多个DCI情况),其中每个TRP可以发送其自己的控制信令以通知UE其自身的资源分配。

  • MCS任务

在LTE中,MCS分配是按每个码字进行的,即在同一码字上调制和编码都是相同的。如果采用部分重叠的资源分配方案,同一码字会受到不同的干扰,因此在同一码字上使用一个MCS是不合适的。MCS分配应考虑这种情况,以适应同一码字中不同的干扰情况。例如,可以使用不同的调制方案。

  • CSI反馈

在LTE中,多个CSI过程用于支持用于多TRP传输的CSI反馈。对于每个TRP,CSI主要以独立的方式导出。在NR中,考虑聚合CSI反馈的多个CSI RS的聚集是有益的。非周期CSI的设计可以更加灵活,因此可以选择多个CSI-RS资源用于考虑JT的信道测量。还应支持考虑不同码字到层映射的CSI反馈。

  • 高级接收机

在LTE中,CWIC被认为是非相干JT的高级接收机。先进的接收机,如连续干扰消除(SICsuccessive interference cancellation),通过从接收信号中减去正确检测到的信号,能够消除JT TP之间的码字间干扰。为了推断SIC接收机看到的实际CSI,可以对不同的码字应用不同的干扰假设。

此外,可以考虑干扰随机化,以减轻TRP之间的严重干扰。具体而言,对于基于波束的RS的应用,例如用于P1波束管理和L3移动性的CSI-RS,其可以在一些固定子帧中周期性地传输,甚至对于不同的小区。

如图2所示,一旦cell#0的beam#0和cell#1的beam#0发生碰撞,如果两个小区波束传输顺序都不改变,这两个波束之间将始终存在严重的干涉。为了避免这种情况,可将波束传输顺序的随机化(称为波束随机化)视为以下情况:

1.多个波束扫过多个时隙

这是一种常见的高频率情况。在实施所提出的方法之后,波束顺序从slot#0到slot#N变化。如图3所示,第一个OFDM符号中的干扰改变为cell#0的beam#0和cell#1的beam#13之间的干扰。

2.在一个时隙中仅传输几个波束:

这是一种较低频率的常见情况。如图4所示,在一个子帧中,如果每个相邻小区中只有两个波束,则可以通过波束随机化来实现相邻小区的不同波束位置,以避免严重干扰。

除了Tx侧的波束赋形技术之外,Rx波束赋形还可以在提高Rx功率和限制干扰方面发挥重要作用,尤其是当UE天线单元的数量在更高的频带中较大时。在从多个接收波束中选择最佳波束后,可以限制与其他接收方向相对应的干扰。实际上,接收波束赋形方案属于空域干扰抑制。特别是对于上行链路传输,例如PUCCH反馈,eNB可以通过不同的接收波束从一个资源中的不同ue接收多个PUCCH。注意,如果不能通过不同的接收波束实现正交性,则必须将其他域中的正交资源分配给ue,例如时域、频域或码域中的正交资源。

如图4所示,系统级仿真用于评估非相干JT在室内热点场景下的性能优势,该场景具有UE的两种不同天线配置,即两个和四个Rx天线。可以观察到,与使用DPS/DPB的基线相比,NCJT可以提供性能增益。在低负载情况下,NCJT在UPT指标的所有区域都提供了巨大的收益。高百分位UE往往有更好的增益。在中低负荷情况下,它可以达到高达50%的增益。对于这些UE,主要的好处是通过联合传输支持更多的传输层,即使使用少量的最大支持层(最多2个)。NCJT为不同负载情况下的低百分位UE提供了一致的性能优势。即使在中高负载下,它也能获得16-20%的增益。NCJT的干扰抑制对那些限制干扰的UE有重要影响。


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