[chapter4][5G-NR][传输方案]

前言:

  多天线传输的基本过程传输方案

      

  前面见过数据加扰,调制,层映射的一些基本原理,算法。

  这里重点讲一下传输方案


目录:

    1: 下行传输方案

    2: 上行传输方案

    3: 资源块映射


备注:

DMRS:Demodulation Reference Signal,解调参考信号

参考信号相关的所有内容都在38.211 中有介绍。 DMRS是用于信道估计,基站将DMRS穿插到各种信道的时频资源里面去,伴随着数据一起发送给UE;对UE来说,DMRS是一个确知信号,UE根据DMRS可以会得到表征信道特征的估计矩阵,然后就可以根据信道特征矩阵,去对应的位置解析承载的内容。

SFBC(Space Frequency Block Coding),SFBC是空时分组码(STBC)的频域版本。设计这种码使得发射分集流是正交的,实现了线性接收机的最优信噪比,这种正交码只有在2根发射天线的情况下使用。

FSTD(Frequency Switch Transmit Diversity,频率切换发送分集)可使用在LTE中PBCH和PDCCH上。一种多天线发射分集技术。不同的天线支路使用不同的子载波集合进行发送,减少了子载波之间的相关性,使等效信道产生了频率选择性,因而可以利用纠错编码提高差错概率性能。


一  下行传输方案

      NR 下行采用了基于透明DMRS的传输方案,即层到DMRS端口采用一对一的直接映射方式.

 CSI的获取能力决定传输过程中能够支持的技术方案(Layer,MCS)。多UE传输过程中,整体

系统性能依赖于基站准确的调度与预编码,从而在发送端最大限度地抑制和避免UE间干扰。

    1.1 准开环传输方案

           准开环传输对CSI 反馈的及时性与精准性的依赖程度较低,可适用于信道变化较快的

移动场景.针对移动场景以及高频段常见的遮挡效应,NR MIMO 研究阶段的初期曾出现过一些开环

/准开环高完健性传输方案. 比较典型的是基于非透明的DMRS的开环或准开环传输.

         非透明传输会带来更高的分集增益,为例支持这种方式,需要在规范中明确定义相应的

传输方案以及CSI 上报.

        对于SFBC 或者 SFBC+FSTD 等单纯的发射分集方案,由于很难扩展到4端口以上的天线系统中,而且相对于闭环或准开环方案也没有性能优势. 因此从R8以后,LTE 系统下行链路就没有进入过新的分集传输方案

1.2 闭环传输方案

      相对于准开环传输,下行链路闭环传输时的预编码方式依赖于基站掌握的信道状态信息.

因此,闭环传输方案设计的焦点在于提升基站获得信道的准确性,具体的,这些设计包括信道

状态的反馈机制,码本设计与上下行测量参考信号的设计。

    对于基于码本的反馈,终端需要根据上下行参考信号的测量计算并上报CSI.然后基于基站进行

调度,并基于终端反馈的CSI 进行下行预编码传输.对于基于信道互易性的反馈,基站通过对上行

参考信号的测量获取信道的空域信息,然后结合终端反馈的CQI/RI 等信息进行调度和预编码.

1.3 多用户传输方案

     由于多UE 传输更加依赖于CSI的反馈精度,为了提升反馈精度,NR 系统引入了高精度

的TypeII 码本,能够有效的提升MU-MIMO 的系统性能。

     对于MU-MIMO,NR系统中支持的层数与DMRS 配置有关,对于DMRS 配置类型1,

最多可以支持8层数据;对于DMRS 配置类型2,最多可以支持12层数据,MU-MIMO 传输时,

每个UE最多可以支持4层数据.

      在多UE传输过程中,基站的调度和预编码的准确性是影响系统性能的关键因素.

此外,终端接收机的干扰抑制能力也会对MU-MIMO性能造成显著的影响,而终端侧进行

UE间干扰抑制能力很大程度取决于终端获取干扰信息,例如共同调度UE的资源分配,调制编码

方式,DMRS端口。

1.4 多点协作传输方案

   为了改善小区边缘的覆盖,在服务区内提供更为均衡的服务质量,多点协作在NR系统中仍然是一种重要的技术手段.每个TRP 天线阵可以分为若干相对独立的天线子阵(or Panel)

TRP(Total Radiated Power):通过对整个辐射球面的发射功率进行积分并取平均得到。它反映手机整机的发射功率情况,跟手机在传导情况下的发射功率和天线辐射性能有关。

我们平时说的发射功率应该是NHPRP(near horizontal part radiated power)接近水平面部分辐射功率。


 二   上行传输方案

         NR 上行多天线传输也采用基于透明DMRS的传输方案,具体发送方案需要根据基站指示。

NR 上行传输系统中仍然保留了DFT-S-OFDM 方案,每个UE只能进行单流传输。

      CP-OFDM 调制也可以更好地与MIMO 技术结合,并且其均衡算法比较简单。

chatGPT

LTE和NR的RB(Resource Block)调度是一种基于频域的调度方法,主要用于分配无线资源以支持数据传输和语音通信。 在LTE中,上下行RB分别由eNodeB(基站)分配给UE(用户终端),eNodeB根据UE的质量和信道条件进行RB的分配,并将UE的数据传输请求提交给MAC层。MAC层进行调度以满足数据传输需求,根据队列长度、数据优先级、数据传输时延等因素进行RB的分配和调度。 在NR中,上下行RB调度也是由基站分配给终端。通过传输数据和控制信息来调度资源,以达到尽可能的利用周围的无线资源。NR中引入了更多的调度策略,例如基于功率控制和信道质量的调度策略,以优化无线资源利用和提高通信效率。同时,如何更好地支持多用户访问和更高的传输速率也是NR调度的一大挑战。

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在NR中,RB(Resource Block)的上下行调度算法相对于LTE进行了一些改进和优化,以支持更高的传输速率和更好的用户体验。 一种常用的RB调度算法是Proportional Fairness(PF)算法,它主要根据用户的Channel Quality Indicator(CQI)值和与用户传输的平均速率的比例来进行RB的优先级划分,以达到资源能够更好地分配和利用的目的。 相比于PF算法,NR中引入了更多的调度策略,如每个用户RB数最大化调度策略、基于最小邻近干扰的调度策略等。每个用户RB数最大化调度策略考虑用户的传输需求和channel quality,通过对RB的切换来实现用户资源最大化利用。基于最小邻近干扰的调度策略通过限制RB分配的条件,减少了邻近用户之间的干扰,降低了误码率,提高了网络容量和覆盖范围。


三  资源块映射

      资源块映射将各个天线端口的待发送符号映射到实际的物理资源块上.天线端口待发送符号

先映射到虚拟资源块(VRB, Virtual Resource Block)上,然后再映射到实际的物理资源块

PRB,Physical Resource Block 。 NR 中待发送符号按照先频域(子载波)后时域(符号)

的顺序将调制符号映射到VRB,.

       对于下行的物理资源映射,需要避开不能用于PDSCH 发送的资源,这些资源包括预留的系统资源,发送下行参考信号的资源,用于发送其它信道(SS/PBCH, PDCCH)的资源。UE 解调前,需要通过解读高层信令和DCI 信令获得这些信息,然后进行相应的PDSCH 信道解调

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