5G農(nóng)村場景高速移動性
農(nóng)村地區(qū)高速UE在RRC-CONNECTED inactive狀態(tài)下基于上下行的移動性有什么作用?移動性過程可以被描述為基于下行或基于上行,這取決于網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)送參考信號并且UE執(zhí)行測量,或者反之亦然(即UE發(fā)送參考信號并且網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行測量)。
圖1顯示了在RRC-CONNECTED的非活動狀態(tài)下基于下行的移動性過程的L1信令交換和時間線。
在DRX喚醒期間,UE首先使用小區(qū)同步來重新同步到TRP。然后,它使用TRP發(fā)送的參考信號來確定是否滿足小區(qū)搜索標準,并應(yīng)啟動小區(qū)搜索。如果DRX喚醒與尋呼時機一致,則UE還嘗試解碼TRP的PDCCH以確定其是否已被尋呼。
以下給出了用于基于下行的移動性的系統(tǒng)模型:
TRP參考信號帶寬為20MHz
DRX周期為1.28、0.64和0.32秒
系數(shù)為0.33的1st-order?IIR濾波器用于L3濾波。這大致相當于過去5次L1測量的移動平均值。
UE使用L3過濾RSRQ測量進行小區(qū)搜索和小區(qū)重選(1dB滯后)。
UE將未濾波(即瞬時)PDCCH SINR與-7dB的閾值進行比較,以確定尋呼是否成功解碼。

圖2顯示了在RRC_CONNECTED的非活動狀態(tài)下基于上行的移動性過程的L1信令交換和時間線。如圖2所示,形成區(qū)域的所有TRP以SFN方式發(fā)送區(qū)域測量參考信號以支持基于上行的移動性。
在DRX喚醒期間,每個UE檢測區(qū)域測量信號并測量參考信號的強度。然后,UE發(fā)送參考信號(即PUMICH),網(wǎng)絡(luò)(即區(qū)域中的TRP)使用該參考信號進行測量并確定將用于發(fā)送網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)信號(即PKACH)的TRP。網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)信號包含一位尋呼指示器。如果設(shè)置了尋呼指示符,則UE讀取另一個基于區(qū)域的信道(即PCICH),該信道向UE提供附加信息,例如TRP的PCI,其PDCCH實際承載尋呼。以下給出了用于基于上行移動性的系統(tǒng)模型:
UE PUMICH帶寬為5MHz
網(wǎng)絡(luò)PKACH帶寬1.25MHz
DRX周期為1.28秒
系數(shù)為0.33的1st-order?IIR濾波器用于L3濾波。這大致相當于過去5次L1測量的移動平均值。
UE使用L3濾波區(qū)域同步接收信號強度來開環(huán)功率控制其PUMICH,以實現(xiàn)0dB的目標SNR。
網(wǎng)絡(luò)將PUMICH SINR與-6dB的閾值進行比較,以確定是否檢測到參考信號
UE將未濾波(即瞬時)的PKACH、PCICH和PDCCH SINR與-7dB的閾值進行比較,以確定尋呼是否成功解碼。
所有UE的PUMICH互相干擾。所有TRP的PKACH(PCICH和PDCCH)也是如此。

高速UE的農(nóng)村場景
表1給出了“農(nóng)村高速UE”的系統(tǒng)級評估假設(shè)。

圖3顯示了在高速UE和RRC-CONNECTED的非活動狀態(tài)下,基于下行的移動性下,尋呼未命中率、小區(qū)搜索率和小區(qū)重選率作為小區(qū)搜索RSRQ閾值的函數(shù)。
如圖所示,增加小區(qū)搜索閾值可以降低尋呼未命中率,但代價是增加小區(qū)搜索率,從而降低UE功耗。但是,尋呼未命中率有一定的限制,例如,對于1.28秒的DRX和-2dB的閾值,在大多數(shù)尋呼未命中情況下,即6.8%,在之前的DRX喚醒中已執(zhí)行小區(qū)搜索。這種高尋呼未命中率背后的原因是,由于L3濾波,在小區(qū)邊界處,經(jīng)過濾波的RSRQ(用于小區(qū)搜索和重選)的下降或上升速度比瞬時L1 PDCCH SINR慢。換句話說,當鄰小區(qū)L3經(jīng)濾波的RSRQ變得偏移(即1dB)比服務(wù)小區(qū)好時,瞬時L1 PDCCH SINR對于尋呼的成功解碼來說太低。盡管使用了積極的滯后值(即與規(guī)范建議的3dB相比的1dB)。
進一步降低尋呼未命中率需要減少DRX周期。如圖3所示,將DRX周期從1.28s減少到320ms可以使尋呼未命中率從6.8%減少到3.5%,閾值為-2dB,這仍然很高。然而,這增加了小區(qū)搜索率,從而增加了UE功耗。注意,該圖顯示了每次DRX喚醒的尋呼未命中率、小區(qū)搜索率和小區(qū)重選率。最后,小區(qū)重選率(每秒)對小區(qū)搜索閾值不太敏感,因為它更多地是在DRX喚醒之間UE移動的功能。

圖4顯示了在基于上行移動的農(nóng)村高速UE場景(RRC-CONNECTED?inactive)下,尋呼未命中率、小區(qū)搜索率和小區(qū)重選率作為小區(qū)搜索RSRQ閾值的函數(shù)
如圖所示,基于上行的移動性下的尋呼未命中率非常低,即2.9%,而基于下行的移動性下的尋呼未命中率為6.8%(相同的DRX周期為1.28s)。注意,雖然小區(qū)搜索率高,但它是由網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的,因此它不會對UE功耗產(chǎn)生負面影響。此外,還可以通過優(yōu)化來降低網(wǎng)絡(luò)上的小區(qū)搜索率。
基于上行的移動性提高可靠性的原因是,UE和網(wǎng)絡(luò)在每次DRX喚醒時執(zhí)行閉環(huán)L1握手(即UE發(fā)送參考信號,網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回響應(yīng)信號),為它們提供關(guān)于信道狀態(tài)的更準確和及時的信息。這種閉環(huán)L1握手在基于下行的移動性中是不存在的,其中UE依賴于對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膮⒖夹盘柕拈_環(huán)L3濾波測量,而這些測量不太準確且不更新。

圖5比較了基于上下行的農(nóng)村移動和高速UE部署場景的尋呼未命中率。這些速率對應(yīng)于-4dB的小區(qū)搜索RSRQ閾值(將閾值增加到-4dB以上只會略微降低尋呼未命中率,但會顯著提高小區(qū)搜索速率。)如圖所示,尋呼未命中率和下行小區(qū)搜索率以及DRX周期之間存在折衷。更準確地說,基于下行的尋呼未命中率可以以增加UE功耗為代價降低。對于基于上行的移動性,小區(qū)搜索的成本(在功率或計算復雜度方面)主要轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)上,代價是UE發(fā)送參考信號。
