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体彩6十1奖金多少:3D-MIMO大規模陣列天線(2)

2019-08-06  來源:人民郵電報  作者:張陽

体彩6十1奖金多少 www.ncfsu.com 5G NR中最重要的射頻技術變革就是3D-MIMO大規模陣列天線技術的應用,以至于相當一部分NR物理層架構設計內容都是圍繞該技術進行適配更新,這里以對比的視角對5G系統中的3D-MIMO天線技術進行介紹。

由于5G在系統設計時已經取消了小區級參考信號,因此天線端口信號傳輸都基于UE專屬參考信號(DMRS)進行信道評估。為了使得“層”到天線端口傳輸數據的映射更加統一和簡化,NR標準在下行共享信道實現中索性徹底取消了LTE中基于小區級參考信號的預編碼矩陣方案,而使用類似LTE中通過3D-MIMO天線技術實現的賦形預編碼方案進行SU/MU-MIMO,同時隨之簡化掉的是復雜的傳輸模式類型TM1-TM10。當然,傳輸分集模式也沒有進行定義,基站側用波束賦形進行了更新。對于空分復用,NR下行共享傳輸信道最多可實現雙碼字-8層映射,UE通過解碼PDCCH DCI格式1-1獲取傳輸碼字信息,以及相應的天線端口信息,對于DMRS配置類型1的最大雙碼字-8層傳輸天線端口映射為{1000~1007},對于DMRS配置類型2的最大雙碼字-8層傳輸天線端口映射為{1000,1001,1002,1003,1006,1007,1008,1009}。采用這樣的設計思路主要有兩方面的優勢,首先,網絡基站側對于UE關于傳輸模式變化不再借助于高層信令半靜態進行傳遞,UE完全通過物理控制信道動態解碼獲取,這樣交互時延大大縮短。另外,隨著取消傳輸模式類型定義,承載傳輸模式類型轉化的高層信令也同時簡化,減小了網絡與終端側信令負荷開銷。

如同LTE在R10以后引入CSI-RS的理念一致,NR中的CSI-RS設置同樣是一個決定大規模陣列天線SU/MU-MIMO多流傳輸效果非常重要的參數。目前協議版本中,LTE與NR最大可配置CSI-RS天線端口數均為32,該數值與3D-MIMO天線設備通道賦形權值能力緊密相關。NR中CSI-RS參考信號的配置方式有三種,可以被配置為周期傳輸類型,也可以通過高層信令半靜態地配置為非周期或者半持續傳輸類型。盡管在NR中CSI-RS參考信號本身被賦予了更豐富的內涵,例如UE可以通過CSI-RS進行時頻域位置精確鎖定、基于波束切換的移動性測量,但結合3D-MIMO天線技術,基于CSI-RS對應的PDSCH參考資源的測量進行信道質量上報(CQI)以及閉環預編碼碼本索引(PMI)以供基站進行賦形預編碼矩陣選擇,這一過程仍然是其最典型的應用價值所在。除此之外,與之相關的CSI上報信息還包含CRI(CSI-RS resource indicator)上報、LI(layer indicator)上報以及SSBRI(SSB resource indicator)上報。由于CSI-RS可以進行多個資源配置,UE通過CRI明確了與CSI上報相關的測量資源。LI表征PMI所對應預編碼矩陣的某一列,而該列恰好是具有最好傳輸信道條件下碼字所對應最強的層映射。如果在連接態UE需要針對物理層信道RSRP測量上報,可以將CSI上報配置為基于cri-RSRP或者ssb-Index-RSRP,如果采取后者就需要結合SSBRI明確測量的SSB端口,這種設計其實賦予UE更多的靈活性,在連接態下既可以通過測量CSI-RS評估信道覆蓋情況,也可以通過SSB波束來進行評估,這些信息反饋給基站,基站根據特定的算法可以綜合進行優化調整。

5G NR在PMI基于碼本反饋方面的設計相較LTE復雜很多,一共分為Type I和Type II兩大類型,每種類型又包含了兩類子型。這兩大類型主要的區別在于碼本精度不同,同時伴隨的PMI反饋開銷也不同。Type I分為單天線陣列板碼本和多天線陣列板碼本,多天線陣列板碼本使用場景類似于LTE傳輸模式TM10中多小區聯合ComP技術可以實現多AAU聯合傳輸,多天線陣列板碼本使用時需假設面板之間傳輸信號相位恒定,目前協議定義在CSI-RS端口為8、16、32下,可配對多天線陣列板個數為2或4。Type II在Type I基礎上進一步提升了反饋碼本的精度,當然反饋開銷也較大,目前協議規定基于該種PMI反饋類型下,信道的秩(RI)不超過2。Type II通過終端選擇測量CSI-RS窄波束上報,并結合幅度以及相位反饋信息輔助基站逼近理想賦形權值性能,值得注意的是,通過高層參數定義的Type I碼本子集限制規定了特定碼本子集是否可選,而Type II碼本子集限制則規定了特定碼本相關上報幅值的上限。Type II子類型2上報基于極化方向的端口權值碼本,基站可以結合特定CSI-RS賦型預編碼矩陣進一步提升空間波束賦形精度。

5G NR上行共享信道可以選擇基于碼本和非碼本兩種傳輸方式,這兩種傳輸方式都通過UE解碼PDCCH DCI格式0_0、DCI格式0_1或者半靜態配置方式進行資源調度?;就ü卟悴問齮xConfig配置決定UE是否使用碼本傳輸方式,如果該參數沒有配置,上行共享信道傳輸模式采取單天線端口模式,此時,UE不期望傳輸資源由PDCCH DCI格式0_1進行調度,但是可以由DCI格式0_0進行調度。為了更好地利用基站多天線陣列基于終端SRS(Sounding Reference Signal)上報評估信道相關性從而實現多波束賦形,5G終端可以支持SRS基于不同天線端口的輪發或并發,SRI(SRS resource indicator)是SRS資源配置的標識,可以用來明確輪發或并發SRS信號。

上行共享信道碼本傳輸與非碼本傳輸本質區別在于基站側是否下發碼本指示(TPMI)以輔助終端進行預編碼矩陣選擇,對于這兩種傳輸模式,可選擇的預編碼矩陣集合是一樣的。

碼本傳輸方式中,有別于LTE終端需要根據基站指示TPMI(Transmitted Precoding Matrix Indicator,寬帶預編碼矩陣指示),信道秩的個數進行碼本傳輸選擇,而5G終端可以基于DCI動態調度或者高層參數半靜態調度下發的SRI、TPMI和傳輸信道秩RI自主決定預編碼碼本,這種方式賦予了終端一定的靈活性?;駒諑氡狙≡袷斃璨慰糞RS信號,下發TPMI時需與對應SRI進行關聯。非碼本傳輸模式中,根據信道互易性原則,終端可以通過測量高層預先與SRS關聯配置的一個NZP-CSI-RS資源評估下行信道從而選擇上行預編碼矩陣,值得一提的是,為了更好地通過互易性評估,非碼本傳輸模式下只能配置一個SRS資源集合,一個資源集合最大配置4個SRS資源,每個SRS資源只能配置一個SRS端口,另外SRS也可以進行預編碼,這樣的設計主要為了適應今后5G終端不斷升級也可以實現窄波束賦形。非碼本傳輸模式相比碼本傳輸模式節省了碼本指示信息開銷。

5G NR除了在下行共享業務信道中使用3D-MIMO的窄波束賦形技術,與LTE早期版本不同的是,目前下行控制信道以及物理信號也可以通過特定算法實現窄波束賦形,這樣一方面不僅能夠提升控制信道的信息解碼成功率,另一方面通過與業務信道預編碼矩陣相結合,能夠進一步提升業務信道的空分復用效果。雖然控制信道賦形技術并沒有明確在3GPP協議中體現,但主流設備廠商均已具備類似的算法和能力,不得不說這也是5G大規模陣列天線應用的一項實踐創新。

關鍵詞:碼本 LTE 波束賦形 陣列天線 空分復用 5G