5G上行功控
物理层就NR MIMO的上行链路(UL)功率控制(PC:Power Control)达成如下协议:
1. 没有用于路径损耗估计的类似LTE的小区特定参考信号;
2. 基于波束的传输/接收
3. gNB/UE处的模拟波束赋形
4. 多波束/多流传输
首先,LTE UL PC或分数功率控制(FPC:fractional power control)提供了一个通用框架,并有望适用于任何基于OFDM或SC-FDM的系统。UE传输功率的一般形式为

其中捕获UE最大功率、带宽分配因子、开环功控、MCS因子和闭环偏移。显然,这一机制是相当全面和灵活的。
具有不同特性的UL信道/信号的不同PC设置和环路
LTE UL PC主要配置用于PUSCH/PUCCH,其他信道/信号的PC或具有不同特性的信道/信号的PC未配置,而是派生出来的。例如,对于SRS PC,它基于PUSCH PC设置,即SRS功率是相对于PUSCH功率的偏移量,并且SRS没有特定的PC环路。已发现这在Rel-14 SRS中存在限制,协议最近决定为SRS引入新的PC设置,因此在某个载波上为SRS引入单独的PC环路。例如,LTE TDD最初设计为一个功率控制环路,后来在引入eIMTA(Enhanced Interference Management and Traffic Adaptation)时发现该环路不足,因此,eIMTA采用了两个依赖于子帧集的功率控制环路。
对于NR,为了支持更高程度的灵活性,需要为具有不同特性的UL信道/信号配置多个PC设置和多个PC环路。例如,一些NR UL信号/信道可以不被设计为依赖于其他信号的传输,换句话说,信号/信道可以更“独立”。为此,需要新的PC设置和环路。此外,动态TDD(D-TDD)可以引入NR,这是eIMTA更灵活和动态的演变。因此,eIMTA中采用的双环UL-PC增强可能变得不足,并且在考虑D-TDD时,可能需要针对经历不同干扰统计的信号的UL-PC设置/环路。其他示例包括灵活双工、多波束/多流传输、混合Numerology等。为了进一步概括,具有不同特性的UL信道/信号可能需要不同的PC设置和环路,并且这些特性包括信号类型(例如,PUSCH、PUCCH、SRS、RACH、,或具有不同可靠性要求的信号等)、信号衰减(路径损耗、考虑混合/模拟波束赋形增益的天线增益、用于路径损耗估计和UE跟踪的RS等)、Tx/Rx去耦、Tx/Rx模式(例如分集/多路复用)、干扰条件等,在时域、频域和空域中具有更精细的粒度。
不同PC设置和环路的示例
应用上述原理,不难看出:
UL控制信道和数据信道应使用单独的PC设置和环路
如果NR支持UL无授权传输,则UL无授权传输应使用PC设置和回路
如果在NR中支持跟踪信号,则用于UE跟踪的UL参考信号应使用PC设置和与其他传输分离的环路
如果NR中的UE支持多个Numerology,则应支持特定于Numerology的参数设置
如果NR中支持多波束/多流UL传输,则应支持多波束/多流UL的单独PC设置
具有不同优先级的传输可能具有不同的PC设置
可能支持时间资源区分粒度更细的PC设置和环路
UL信道/信号的不同PC设置和环路之间的连接
某些PC环路之间可能存在连接,这意味着一个PC环路中的变化(例如,由于TPC命令)也可能适用于另一个PC环路。此类连接可能需要在标准中指定或用信号通知UE。例如,对于与相同天线端口或QCLed天线端口相关联的不同类型的信号,路径损耗可能相同,因此,信道条件可能相同,这意味着不同环路可能共享一些公共参数和变量。为了有效地支持这一点,需要定义网络信令和UE行为。
对于NR,如果传统CRS传输不存在,则需要考虑新的RS进行路径损耗估计。对于多波束场景或单波束场景,路径损耗估计可能基于下行波束管理P-1、P-2和P-3中的RS。注意,窄波束下行RS可能不会提供路径损耗的稳健估计,并且相关联的高波束赋形可能导致UE低估路径损耗。因此,应使用宽波束下行RS进行路径损耗估计;如果传输是窄波束,这可能导致高于必要的上行传输功率,但由于传输的窄波束特性,这可能不会干扰任何TRP。然而,仅基于下行RS的PL估计的功控在具有不对称UL/DL路径丢失的情况下不能始终很好地工作。例如,当DL和UL之间的传输和接收在某些场景(例如UDN)中使用不同的TRP设置进行解耦时,UL和DL路径损耗将不同。因此,对于具有不对称UL/DL路径损失的情况,应考虑一些UL有效的PL估计机制。所以NR应支持DL波束管理P-1中基于RS的路径损耗估计。NR应支持UL“effective PL”估计,用于不对称UL/DL路径损失的情况。
专用PC说明
在LTE中,功率控制机制在不同的UE状态下不同。例如,用于数据/控制和Msg3的PUSCH传输的PC是不同的。原因是在UE连接过程之前eNB不知道特定的PUSCH设置。因此,用于Msg3的PC基于PRACH目标,用于数据/控制的用于PUSCH的PC基于PUSCH特定要求。对于新提议的NR“RRC_INACTIVE”状态,在此期间可以操作一些程序,包括UE跟踪,甚至免调度传输. 与“RRC_IDLE”和“RRC_CONNECTED”不同,一些UE上下文可以在gNB上维护,一些参考信号需要由UE发送以用于跟踪过程,这可能定义与其他信道/信号(例如PRACH/PUSCH)不同的要求。