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5G NR 初期下行MIMO
发布日期:2022-03-13

NR支持的最大码字数为4,这在许多方面影响物理层设计。通过将一个单独的码字映射到每一层,在接收端使用SIC(Serial interference cancellation)可能实现性能增益。此外,可以支持码字方式的链路自适应,而这样的映射导致CQI报告和HARQ ACK/NACK反馈的更多信令开销。考虑到链路自适应灵活性和信令开销增加之间的权衡,在NR中默认支持最多4个用于下行MIMO的码字似乎是合理的,比LTE的2个码字多。.

除了最大的码字数量外,还应研究NR的码字到层映射。对于单波束单TRP传输,貌似并不需要增加码字数量,因此在NR中采用LTE的码字到层映射是合理的。另一方面,如果在NR中支持来自帧内/帧间TRP的跨多个波束的SU-MIMO传输,则可以考虑更灵活的码字到层映射以反映TRP和波束的传播特性(例如大规模衰落)。例如,可以考虑使用2个码字的多TRP传输,其中第一码字被映射到具有类似传播环境的多个TRP的空间层,并且第二码字用于传输具有与以前的TRP完全不同的传播特性的TRP层。

协议已引入了NR MIMO的隐式和外显反馈。特别是对于隐式反馈,由于gNB上有大量的天线端口,反馈开销已经成为NR中码本设计的关键问题之一。因此,可以考虑CSI去耦到多个组件,并控制每个组件的报告周期/频率。此外,可以考虑分层码本结构(例如LTE-A中的双级码本)来支持这种CSI解耦。一个示例是解耦长期CSI和短期CSI报告,这类似于LTE-A中的CSI报告。另一个示例是解耦与粗波束选择相关的报告和细波束选择相关的报告。很明显,由于与粗波束或长期CSI相关的反馈触发频率较低,因此CSI报告的总体有效负载大小可以减小。

通常,小区间干扰抑制可以通过码本子集限制来实现。在Rel-13中,码本子集限制可以通过整体2D波束的位图来配置,然后可以关闭对其他小区产生强干扰的某些垂直波束。这种干扰处理机制在NR中仍然很重要,特别是考虑到锐化的波束形成环境。可以考虑对NR中的码本子集的每个元素进行优先级控制(即功率或权重调整),而不是采用LTE的码本子集限制,用二进制判决来更精确地控制干扰。可以降低包含对其他小区/TRP产生强干扰的特定波束的预编码器的优先级,以减轻小区间干扰。

传统LTE MIMO的隐式CSI反馈范式非常适合所有实际用途,因为它以SU为中心,同时避免了PAPR不平衡。因此,至少对于SU-MIMO,基于恒模码本的隐式反馈也可以被视为NR中的基线。然而,对于基于隐式CSI反馈的MU-MIMO,需要进一步研究诸如线性组合类型码本或基于变换(例如householder)的非恒定模码本,以便通过更好的信道量化来增强MU-MIMO性能。

关于传输技术,可以在NR中支持各种下行MIMO传输方案,例如SU/MU-MIMO、CoMP、(Semi)OL/CL空间复用和发射分集,其中,通过遵循LTE中TM9/TM10中采用的基于预编码DMRS的传输原理,其中大多数方案可以对UE透明。特别是考虑到NR在高频段的严重信道老化效应,没有预编码信息从UE发信号到网络的OL技术和具有部分反馈信息从UE发信号到网络的半OL技术应是基本技术,以及具有预编码的全部信息(例如,PMI和RI)的常规闭环技术从UE发信号到网络。此外,当TDD中的完全或部分DL/UL互易有效时,也可以使用OL和半OL MIMO的CSI捕获框架。NR中可以考虑使用多天线的各种分集方案。在LTE系统中,TxD和LD CDD可以提供稳定的下行服务,即使在高多普勒情况下也是如此。此外,在Rel-14 eFD-MIMO工作项目中,正在讨论几种Semi OL-MIMO技术作为基于DMRS的增强分集方案,以便这些技术也可以在NR研究中考虑。OL和semi-OL技术也可用于在低频段的高移动性UE的数据传输。此外,在NR中可以考虑类似CoMP场景4的操作,其中多个TRP属于同一小区,其中UE在TRP组内移动不需要诸如切换之类的RRM过程。它可以减少RRM开销,并能够有效处理TRP间的干扰。干扰处理方面在NR中很重要,因为通过考虑基于多波束的操作,NR中的干扰条件将更加复杂。LTE FeCoMP中讨论的高级CoMP技术也可考虑在NR中采用。考虑到NR中很少引入CRS,研究应基于其他RS,例如DMRS。

此外,希望尽量减少传输模式的数量,以简化系统设计并增加灵活性,以适应不同的应用场景。例如,与LTE的TM-10类似,可以针对与对应于不同传输方案的多个反馈模式一起工作的传输模式。为此,需要进一步研究更通用的下行MIMO设计,包括CSI反馈、参考信号和DCI结构。

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