5G V2X 空口QoS管理
在5G V2X方面,QoS管理涉及的空口有Uu口和sidelink,相關(guān)的參數(shù)有優(yōu)先級(jí)、時(shí)延和可靠性等。
從TS23.501可知,5G QoS模型是基于QoS流的。5G QoS模型支持GBR QoS流和Non-GBR QoS流。使用兩級(jí)映射。首先,將數(shù)據(jù)包從應(yīng)用程序映射到QoS流。QoS?Flow?ID(QFI)用于識(shí)別QoS流。然后,UE遵循QoS流到數(shù)據(jù)無線承載(DRB)映射信息。對(duì)于NR Uu口的QoS管理,標(biāo)準(zhǔn)化5QI值具有一對(duì)一映射到5G QoS特征的標(biāo)準(zhǔn)化組合,即資源類型、優(yōu)先級(jí)、分組延遲預(yù)算、分組錯(cuò)誤率、平均窗口和最大數(shù)據(jù)突發(fā)量(resource type, priority level, packet delay budget, packet error rate, averaging window, and maximum Data Burst Volume)。對(duì)于Uu口上的高級(jí)V2X 的QoS支持,性能要求由與5QI相關(guān)的5G特性涵蓋,但傳輸速率和所需的最小通信范圍除外。兩級(jí)映射QoS模型可用于NR Uu口的QoS和NR中Uu口上高級(jí)V2X接口的QoS。然而,5QI可能對(duì)NR V2X QoS傳輸速率和通信范圍有限制。
在LTE?Rel-14/15中,SL的QoS管理基于每包優(yōu)先級(jí)(PPPP:ProSe Per-Packet Priority)或每包可靠性(PPPR:ProSe Per-Packet Reliability)。NR中的高級(jí)V2X場景分為四個(gè)領(lǐng)域:排程(platooning)、高級(jí)駕駛(advanced driving)、擴(kuò)展傳感器(extended sensors)和遠(yuǎn)程駕駛(remote driving)。高級(jí)V2X要求多種多樣,時(shí)延從3毫秒到100毫秒,可靠性要求從90%到99.999%。由于除了廣播之外還支持單播和群播通信類型,因此連接模式更接近Uu口連接模型,而不是基于正常廣播的流量。所有這些方面使得NR中的高級(jí)V2X與LTE-V有很大不同。因此,QoS管理更加復(fù)雜。還需要考慮Uu口鏈路上更廣泛的流量。
例如,雖然LTE-V傳輸優(yōu)先級(jí)適用于MBB分組,但當(dāng)前的PPPP機(jī)制實(shí)際上不容易適用于mini-slot上的URLLC傳輸,新的解決方案需要標(biāo)準(zhǔn)化。在這種情況下,沒有PPPP的QoS模型可能更適合NR中的高級(jí)V2X服務(wù)。似乎需要協(xié)議促進(jìn)Uu和PC5的統(tǒng)一QoS模型來處理不同傳輸和服務(wù)的潛在較大QoS范圍。還需要研究功率控制程序,以確定基于PPPP/PPPR的功率控制程序是否適用于NR中的高級(jí)V2X服務(wù),或者是否需要其他機(jī)制。從上面的討論可以看出,NR中高級(jí)V2X的QoS框架與RAN1的R15 LTE-eV2X QoS有很大不同。
QoS相關(guān)參數(shù),例如優(yōu)先級(jí)、延遲和可靠性被列為需要研究的參數(shù)。幀結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為滿足高級(jí)V2X服務(wù)的低延遲要求。符號(hào)級(jí)的Uu口和SL復(fù)用允許快速調(diào)度sidelink(時(shí)隙開始時(shí)下行符號(hào)中的DCI)并立即反饋給gNB(例如,SL-SCI報(bào)告,時(shí)隙結(jié)束時(shí)上行符號(hào)中的HARQ-ACK),因此能夠在目標(biāo)延遲邊界內(nèi)進(jìn)行多次自適應(yīng)重傳,例如端到端3毫秒。對(duì)于高級(jí)V2X服務(wù)的可靠性要求,與LTE V2X相比,需要SL增強(qiáng)?;赟CI在時(shí)域和頻域重復(fù)的PSCCH設(shè)計(jì)可以在可靠性或延遲方面提供性能優(yōu)勢。高級(jí)V2X應(yīng)引入HARQ反饋和CSI反饋。
需要為不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包/服務(wù)定義和處理優(yōu)先級(jí)規(guī)則。
在LTE-V2X中,當(dāng)每個(gè)包由高層生成時(shí),為其分配優(yōu)先級(jí)(PPPP),并且該信息被傳遞到物理層并作為SCI(Serial Communication Interface)的一部分進(jìn)行編碼。然后,在基于感知的資源選擇過程中,其他UE將在執(zhí)行資源排除時(shí)檢索并考慮該信息(以及PSSCH-RSRP測量)。在某種程度上,具有更高優(yōu)先級(jí)的分組在某種意義上受到保護(hù),即它們已經(jīng)保留的SL(SideLink)資源很可能被排除在其他ue的選擇之外。然而,如果沒有為高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包保留SL資源,并且資源池嚴(yán)重?fù)砣?,則無法保證數(shù)據(jù)包將被傳輸。
對(duì)于延遲方面,分配給每個(gè)分組的上述分配的PPPP級(jí)別也映射到高層的分組延遲預(yù)算,并且該信息被傳遞給PHY,以在資源選擇過程中確定T2值,以確保滿足分組的延遲要求。對(duì)于NR-V2X,可以并且很可能會(huì)定義比LTE-V2X更大的SCS,這將為發(fā)射UE選擇SL資源提供更多的Tx機(jī)會(huì)。因此,即使T2很緊,也有更高的機(jī)會(huì)滿足延遲要求。
在LTE-V2X中,通過結(jié)合數(shù)據(jù)TB的自主重傳、MCS級(jí)別和資源大小的選擇、傳感+SP、數(shù)據(jù)包復(fù)制(如果支持CA)和透明TxD,在物理層中實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)包的可靠性。然而,對(duì)于需要NR-V2X支持的高級(jí)V2X用例。下面列出了NR-V2X可能考慮和研究的其他技術(shù)或方案。
可變重傳,匹配適當(dāng)?shù)腗CS級(jí)別和目標(biāo)可靠性
HARQ和CQI反饋
傳感+搶占
MIMO預(yù)編碼/波束賦形/TxD
為了支持一些高級(jí)V2X用例,NR-V2X需要執(zhí)行高數(shù)據(jù)速率傳輸。在LTE-V2X中,多載波部署(如載波聚合)和64QAM的使用是Rel-15中引入的兩種技術(shù),旨在支持更高的數(shù)據(jù)速率傳輸。對(duì)于NR-V2X,除了可以在FR2中提供更大的信道帶寬和更大的子信道大小以支持高數(shù)據(jù)速率傳輸這一顯而易見的事實(shí)之外,可以特別針對(duì)FR1研究的其他技術(shù)包括更高的調(diào)制階(例如,在非常好的幾何結(jié)構(gòu)中為256QAM)和多層MIMO傳輸。
通常為許多高級(jí)V2X用例指定所需的最小通信范圍(以米為單位)。為了達(dá)到所需的通信范圍,NR?sidelink傳輸還需要同時(shí)滿足所有其他所需目標(biāo),例如數(shù)據(jù)速率、可靠性、延遲和傳輸速率。因此,前面提到的所有技術(shù)在這里都同樣適用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)通信范圍。可能有兩種技術(shù)比其他技術(shù)更為突出,特別是波束形成/TxD和功率控制。