5G前向兼容性

2023-01-12 11:38 作者:余網(wǎng)優(yōu)化 0人讀過 | 我要投稿

5G在峰值數(shù)據(jù)速率、峰值頻譜效率、UE體驗(yàn)數(shù)據(jù)速率、移動(dòng)性、延遲、連接密度、UE和網(wǎng)絡(luò)能效等主要KPI方面，比前幾代移動(dòng)通信系統(tǒng)提供顯著的性能改進(jìn)。

除此之外，還為2020年及以后IMT的三類使用場景定義了各種部署場景。eMBB部署場景包括室內(nèi)熱點(diǎn)、一般城區(qū)、密集城市、農(nóng)村、偏遠(yuǎn)農(nóng)村以及高速列車的超長距離和高速。可以為mMTC和URLLC定義類似或額外的部署場景。

NR的一個(gè)要求是支持廣泛的服務(wù)，這意味著“系統(tǒng)本身應(yīng)具有足夠的靈活性，以滿足一系列現(xiàn)有和未來（尚未可知）服務(wù)的連通性要求，這些服務(wù)可高效部署在單個(gè)連續(xù)頻譜塊上”。

因此，需要保證前向兼容性，以適應(yīng)NR空口的未來增強(qiáng)。5G/IMT-2020的前進(jìn)方向強(qiáng)調(diào)了向前兼容性：

5G-NR前向兼容性將是以最佳方式在不同版本中逐步采用不同功能的關(guān)鍵。

首先，需要明確定義前向兼容性。

NR的前向兼容性應(yīng)定義為：使用現(xiàn)有或新numerology的服務(wù)或功能可以稍后引入，而不會影響早期服務(wù)和UE的接入。

為了有效支持前向兼容性，有必要為新無線空口定義一套系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則。

NR的設(shè)計(jì)應(yīng)為模塊化和動(dòng)態(tài)自適應(yīng)，以便為未來的增強(qiáng)功能提供向前兼容性。如圖1所示，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方法是，物理信號、物理信道和信令機(jī)制在為特定服務(wù)/使用場景配置的時(shí)頻分區(qū)內(nèi)是獨(dú)立的。

NR空口應(yīng)該是一個(gè)統(tǒng)一的空中接口，可以靈活配置，以便輕松引入新的空口組件，以滿足未來新服務(wù)/使用場景的要求。

為確保NR的前向兼容性，特定于服務(wù)/使用場景的物理層功能（如信號、信道和信令機(jī)制）應(yīng)限制在其靈活配置的時(shí)間/頻率分區(qū)內(nèi)。應(yīng)支持在某些服務(wù)之間共享一些公共物理層功能。一旦添加了新服務(wù)，UE應(yīng)該能夠正常運(yùn)行，并在UE的系統(tǒng)帶寬內(nèi)占用子載波（如PRB）。因此，NR不需要傳輸寬帶信號和信道。

NR空口的框架設(shè)計(jì)應(yīng)具有充分的靈活性，以引入新的分子和框架結(jié)構(gòu)配置，并支持它們與現(xiàn)有的對應(yīng)物共存。在FDM的情況下，可以通過使用頻率局部化波形實(shí)現(xiàn)各種numerology的最有效復(fù)用。

OFDM是一種性能優(yōu)良的波形，長期以來被LTE和IEEE 802.11系列系統(tǒng)所采用。然而，研究表明，傳統(tǒng)的OFDM波形在滿足5G要求時(shí)有一些缺點(diǎn)。

包括子載波間隔、CP長度和符號持續(xù)時(shí)間在內(nèi)的numerology是固定的。它不可調(diào)整以滿足服務(wù)或使用場景的不同要求。OFDM的子載波間隔必須處理載波間干擾（ICI：?inter-carrier interference）的最壞情況，并且不能在相同IFFT處理覆蓋的整個(gè)帶寬上改變。此外，循環(huán)前綴（CP：cyclic prefix）的固定長度使其在處理不同信道條件時(shí)效率低下。單一固定波形numerology無法滿足服務(wù)、使用場景和部署場景（移動(dòng)性和信道條件）的不同要求。
·頻譜旁瓣高，導(dǎo)致高帶外泄漏。OFDM的波形在頻域中沒有很好的局部化。它具有顯著的頻譜旁瓣，通常需要高達(dá)總帶寬的10%作為保護(hù)帶，以減少帶外泄漏。這使得OFDM在非分段頻譜和分段頻譜以及支持頻域中多種numerology共存方面效率低下。

同樣，還應(yīng)支持在單個(gè)連續(xù)頻譜塊上引入新的幀結(jié)構(gòu)配置，以實(shí)現(xiàn)未來增強(qiáng)的前向兼容性（例如，新的垂直應(yīng)用）。因此，必須支持頻率局部化波形，以便于在單個(gè)連續(xù)頻譜塊內(nèi)的頻域中引入新的分子和幀結(jié)構(gòu)配置。

為了實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度TRP-TRP和UE-UE干擾消除技術(shù)，需要為下行和上行使用相同的波形和相同的子載波到頻率映射。除此之外，對于實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度交叉鏈路（TRP到TRP和UE到UE）干擾消除，相同的numerology，例如下行和上行的循環(huán)前綴長度和子載波間距也非常重要。