5G靈活雙工和跨鏈路干擾抑制
靈活雙工是NR的基本特征,應遵循NR的相關設計原則。
雙工部署方式
NR應支持動態(tài)分配的上下行傳輸方向,至少在每個時隙的基礎上,并且至少以時分復用(TDM)的方式支持數據傳輸。為了更好地探索靈活雙工的好處,應該設計更靈活的部署方案。TDM是基線。也可以使用FDM??紤]到FDM的相鄰信道泄漏率(ACLR:adjacent channel leakage ratio)問題,FDM更適合站間場景。
由于無法動態(tài)改變傳輸方向,因此需要保留一些時頻資源。這些保留的時頻資源將用于某些特定的信道/RS傳輸,例如PBCH、PSS/SSS、DRS、PRACH等。
幀/時隙結構
幀/時隙結構設計需要適合動態(tài)TDD操作。至少應該考慮以下幾個方面。
感應時間間隔:已經得出結論,需要動態(tài)感知相鄰節(jié)點的資源使用情況,以便更好地支持動態(tài)TDD。可以在新的子幀結構中引入感應時間間隔,用于交叉鏈路干擾感測。如圖1所示,在NR子幀結構中,侵略者的第一時間間隔是下行主導的,而侵略者的第二時間間隔僅下行。然而,圖1中的受害者的兩個時間間隔在NR子幀結構中都是上行主導的。如圖1左半部分所示,上下行主導結構中的第一個和最后一個防護裝置都包含用于傳感、測量和協調的感應時間間隔。此外,第一個保護還可用于傳輸可能的保留/感應信號,最后一個保護可用于TX/RX切換和非同步場景。
控制信道區(qū)域:為了避免相鄰TRP/UE可能發(fā)送的控制信道受到交叉鏈路干擾,無論發(fā)送什么控制信道或是否發(fā)送控制信道,都可以保留控制信道區(qū)域。這種方法適用于控制信道位置固定的情況。控制信道的配置信息可以通過兩級指示通知相鄰的TRP/UE。第一級指示器指示控制信道是否存在和位置,第二級指示器提供調度信息。

HARQ/調度:靈活雙工系統(tǒng)上下行變化是動態(tài)的,調度/傳輸是機會主義的特性。因此,需要進一步研究更靈活的HARQ/調度方案,以更好地適應諸如兩步調度、無授權調度、靈活HARQ定時等特性。
eMBB和URLLC的交叉鏈路復用:在同一載波中傳輸的不同類型的業(yè)務將帶來與eMBB和URLLC的交叉鏈路復用相關的上下行變更的額外要求。目前,eMBB和URLLC復用的研究主要集中在同向鏈路的需求上。
交叉鏈路定時:對于靈活雙工系統(tǒng),TRP或UE必須考慮兩個同步要求,即與自TRP同步和與跨TRP的交叉鏈路同步。為了同時滿足這兩個同步要求,時隙的某些部分與自身TRP同步,而時隙的其他部分與相鄰TRP同步,這意味著在一個時隙/時間間隔中將有多個TA( timing advance值)(例如,時隙的數據部分可以獨立調整其定時)。
流程和相關信號設計:為了更好地支持靈活雙工部署、交叉鏈路干擾緩解、時延減少和信令(例如,OTA、回程、UE能力等),還應考慮上下行之間的時序對齊,因為它們是交叉鏈路管理的基本設計。
跨鏈路干擾抑制的測量和參考信號
為了更好地支持動態(tài)TDD,交叉鏈路干擾(CLI:cross-link interference)測量的要求包括以下幾個方面:
(1) 功能
1.?識別侵略者
2.?測量交叉鏈路干擾水平
3.?查詢干擾信道的CSI/CQI
4.?估計用于解調干擾信號的信道
5.?UE或TRP的RS/信號,目的是由另一個UE或另一個TRP接收
(2) 指標
1.?靜態(tài)測量:參考信號接收功率(RSRP)、參考信號強度指示器(RSSI)等。
2.?持續(xù)測量:信道狀態(tài)信息(CSI)、信道質量指示(CQI)以及識別/檢測攻擊者等。
(3) 設計原則
1.?用于重用用于其他目的的測量
2.?至少可以準確測量[M]個TRP或[N]個UE,M,N的值需進一步確認
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統(tǒng)計測量
統(tǒng)計測量主要用于半動態(tài)調整上下行配置。
傳統(tǒng)的RSSI測量只能在下行子幀/時隙上執(zhí)行,不能測量其上行子幀/時隙的統(tǒng)計干擾/負載。為了測量其上行子幀/時隙的統(tǒng)計干擾/負載,需要引入一個新的RSSI-UL參數。新的RSSI-UL參數可以定義為這樣的測量,其中UE被配置為在其上行子幀/時隙上執(zhí)行RSSI測量,并向TRP報告RSSI-UL。然后,TRP可以使用RSSI-UL來確定子幀/時隙是否正被相鄰小區(qū)用于下行。因此,還需要引入RSSI-UL的一些閾值。RSRP也面臨同樣的問題,通過引入RSRP-UL,可以使用類似的方法。
即時/即使測量
即時測量主要用于動態(tài)執(zhí)行上下行更改。
傳感主要用于動態(tài)TDD中的瞬時測量。以下是兩種測量方法。
能量檢測(ED:Energy detection):它意味著測量瞬時干擾水平,類似于許可輔助接入(LAA)先聽后說(LBT)。
信號檢測:它可以檢測其他節(jié)點的信道/RS或信號。與能量檢測相比,信號檢測可以獲得更多的信息(例如識別攻擊者),可以更靈活地執(zhí)行TDD部署。
能量檢測和信號檢測也可以結合使用。例如,如果TRP/UE使用能量檢測的方法感測到信道忙,那么它可以進一步檢測信道/RS或信號,以使用信號檢測的方法識別攻擊者。
CSI/CQI
在傳統(tǒng)LTE系統(tǒng)中,通過使用干擾測量資源的零功率信道狀態(tài)信息參考信號(ZP CSI-RS)模式配置周期性干擾測量資源(IMR)來執(zhí)行干擾測量。在增強的干擾緩解和流量適應(eIMTA)下,考慮到不同的干擾條件,支持兩個子幀集??紤]到NR中的動態(tài)TDD,預計干擾可能更加波動和不可預測。與多波束部署一起,干擾可能來自不同雙工方向的不同波束。因此,應考慮更多的動態(tài)干擾測量,以應對此類動態(tài)干擾情況。應考慮非周期IMR,以允許干擾測量的動態(tài)觸發(fā)。此外,對于自包含的CSI報告,可以考慮具有CQI調整的軟HARQ,以便網絡知道當前數據傳輸中經歷的干擾情況。
此外,傳統(tǒng)的多點協調機制只考慮相同的環(huán)節(jié)。因此,僅測量和報告相同的鏈路CSI/CQI。對于雙工靈活性,交叉鏈接是目標,而不是相同的鏈接。
用于雙工靈活性的參考信號(RS)設計應滿足上述交叉鏈路測量的要求。為了降低標準化的復雜性,用于雙工靈活性的RS旨在重用用于其他目的的物理參考信號。
普通RS
與其他目的相比,關鍵的特殊要求是UE或TRP的RS旨在被另一UE或另一TRP接收。為了準確測量,需要考慮交叉鏈路協調的一些機制。
至少應考慮以下RS機制:
跨鏈路CSI測量:UE間的探測參考信號(SRS)、TRP間的CSI-RS、前導碼RS
跨鏈路RRM測量:用于幀間TRP的CSI-RS,用于幀間UE的SRS
跨鏈路解調RS:上下行解調參考信號(DMRS)
附加測量信號
除了上述RS,可能還需要引入一些額外的測量信號。攻擊者或受害者可以發(fā)送測量/感測信號,用于識別交叉鏈路干擾電平和干擾源。TRP/UE可以利用接收到的測量/感測信號來獲得用于波束形成協調或資源分配的相鄰TRP/UE干擾矩陣。測量/傳感信號可半靜態(tài)/動態(tài)傳輸,或在數據傳輸之前/中間傳輸。
動態(tài)TDD部署-機會資源分配
當上下行業(yè)務動態(tài)變化時,動態(tài)TDD部署可用于運營商室內場景,例如在熱點中。以下是使用基于機會資源分配的感知方案機制的典型過程。
機會資源分配可以基于感知的結果。以下是兩種候選方法。
方法1:如果檢測到強上下行干擾,數據將不會在預定的TTI/子幀上傳輸??蛇x擇以下兩個選項,并可進一步明確或暗示該選項。
方案?1:數據的授予將被放棄;
方案?2:數據可以在隨后的TTI/子幀上傳輸。
方法2:如果檢測到強上下行干擾,將調整數據調度,例如降低功率、調整MCS、更換載波等。有兩個選項可用于調整計劃,如下所示。
方案?1:準備多個授權。一個是主授權,另一個是次授權。如果檢測到強下行到上行干擾,則將放棄主授權,并使次授權生效;
方案?2:只準備一個授權。如果檢測到強上下行干擾,大部分調度信息將被保留,并且只有部分信息(例如,與降低功率、調整MCS、改變載波有關)將通過兩步調度進行更新。
從動態(tài)TDD的資源分配來看,具有機會特征是很自然的。機會資源分配機制通過基于上下行干擾感知減少或避免交叉鏈路干擾,通過靈活的機會行為提供了一種有效的時間資源利用方式。
半靜態(tài)TDD部署
當慢波干擾不需要快速處理時,可以使用半靜態(tài)TDD部署。因此,這種方法更適用于UL/DL流量半靜態(tài)變化或無法快速協調的情況,例如在覆蓋范圍大的宏小區(qū)場景中。
案例1:覆蓋范圍大的宏小區(qū)
在一個宏小區(qū)下有大量UE,因此特定于小區(qū)的DL/UL業(yè)務的波動很慢。傳統(tǒng)的TDD網絡部署是一種靜態(tài)的TDD模型,不能滿足低速、不穩(wěn)定的DL/UL業(yè)務的需求。顯然,具有DL-UL干擾半動態(tài)波動的半動態(tài)TDD適用于此。為了更有效地執(zhí)行半動態(tài)TDD,關鍵是準確地感知DL-UL干擾并自適應地調整DL/UL??紤]到開銷和測量精度之間的權衡,由于半動態(tài)TDD產生的DL-UL干擾波動緩慢,因此足以滿足基于RRM(例如大規(guī)模)測量的需求。解決案例1的一個簡單方法如下。
UE可以配置為在UL子幀/時隙中執(zhí)行RSSI測量,并向gNB(RSSI-UL)報告RSSI;
如果RSSI-UL超過預定義的閾值,這意味著它可以得到子幀/時隙被相鄰小區(qū)用作DL的判決;?然后,服務小區(qū)可以調整子幀上的調度或將UL更改為DL。
從另一方面講,RSSI-UL沒有超過預定義的閾值,并且不需要調整子幀上的調度或將UL更改為DL。
此外,小區(qū)之間還可以使用一些半動態(tài)協調機制。
跨鏈路干擾抑制
靈活雙工是一種機制,其中大多數時頻資源可以根據業(yè)務需求動態(tài)或半靜態(tài)分配給DL或UL??梢灶A期,雙工靈活性能夠提供時頻資源的最有效利用。然而,由于圖1所示的強DL-UL交叉鏈路干擾。

相鄰信道和同信道干擾
從相鄰信道和同信道的角度來看,干擾可分為以下兩種:
1)?鄰道干擾:可以稱為鄰道泄漏干擾。在Rel-12的TDD-SDL(補充下行鏈路)主題中,已深入討論了運營商間場景的相鄰信道干擾問題。由于運營商之間的協調不容易,因此需要考慮這些不需要協調或只需要少量協調的機制。對于運營商內部場景,可以假設密切協調和快速信息交換。因此,可以設計一些更靈活的協調機制來支持和利用雙工靈活性的能力。
2)?同信道干擾:對于許可頻譜,同信道干擾僅出現在運營商內部場景中。同時,對于未授權的載波和共享頻譜,同頻干擾將出現在運營商內部和運營商間的場景中。同頻干擾是使用雙工靈活性的一個主要問題。
動態(tài)和半靜態(tài)波動干擾
從DL-UL干擾波動的頻率來看,干擾可分為以下兩類:
(1)?動態(tài)波動干擾:動態(tài)波動干擾由動態(tài)DL-UL變化引起。因此,動態(tài)DL-UL變化的方法只能用于UL/DL業(yè)務量動態(tài)變化的運營商內部場景,例如熱點。在運營商內部場景中,通過密切協調或快速信息交換,可以減少或避免動態(tài)波動干擾。
(2)?半靜態(tài)波動干擾:半靜態(tài)TDD導致半靜態(tài)波動干擾。具有慢波干擾的半靜態(tài)TDD操作不需要快速處理。因此,該方法更適用于UL/DL業(yè)務變化半靜態(tài)或不能快速協調的場景,如覆蓋范圍大的宏小區(qū)、運營商之間。
異步/同步網絡
雙工靈活性可以在異步或同步網絡中執(zhí)行。對于異步網絡,即使兩個UE/TRP在特定時間內的傳輸方向(相對于它們的定時)對齊,它們之間仍將存在交叉鏈路干擾。例如,假設TRP1和TRP2是異步的,并且TRP1的定時早于TRP2,則TRP1發(fā)送的子幀n+1中的DL信號將干擾TRP2發(fā)送的子幀n中的UL信號。在同步網絡場景中,交叉鏈路干擾僅發(fā)生在時隙/子幀內。然而,在異步網絡場景中,交叉鏈路干擾將同時發(fā)生在時隙/子幀內和交叉時隙/子幀內??紤]到標準化的復雜性,應該首先關注同步網絡場景中的交叉鏈路干擾問題。通用解決方案也可以應用于異步網絡場景。
低/高功率節(jié)點和Het網絡
高功率節(jié)點(如宏小區(qū))主要用于保證覆蓋和移動性,其下行傳輸功率一般較高。低功率節(jié)點(如微站)主要用于熱點或填補覆蓋空洞,因此其下行傳輸功率較低。相應地,屬于不同節(jié)點類型的UE的上行鏈路傳輸功率通常不在同一水平上。因此,宏小區(qū)-宏小區(qū)、宏小區(qū)-微小區(qū)和微小區(qū)-微小區(qū)之間的交叉鏈路干擾特性有很大不同。
跨鏈路干擾抑制模式
基于傳感的
雙工的靈活性可以看作是交叉鏈路頻譜共享,這會導致隨機交叉鏈路資源沖突。眾所周知,基于傳感/LBT的機制已得到深入研究,并廣泛應用于頻譜共享場景(如Wi-Fi、LAA等)。因此,可以自然地假設,在執(zhí)行雙工靈活性的情況下,也可以使用某種類型的基于感知的機制來降低交叉鏈路資源沖突的概率。
在所提議的基于DL-UL交叉鏈路干擾感測的機制中,TRP或UE需要感測同一信道或相鄰信道上的干擾,以通過能量檢測或信號檢測查看是否存在任何DL-UL交叉鏈路干擾。為了更好地感知交叉鏈路干擾,應該在NR的新子幀中引入用于感測的時隙。UE/TRP可以在該時隙中動態(tài)地執(zhí)行DL-UL干擾感測。傳感程序包括能量檢測或信號檢測,類似于LAA-LBT。時隙長度可能與服務質量(QoS)或流量優(yōu)先級有關。與低優(yōu)先級流量相比,高優(yōu)先級流量的時隙更短。
交叉鏈路協調波束賦形(CL-CBF:Cross-link Coordinated Beamforming)
波束賦形協調可用于緩解TRP-to-TRP干擾和UE-to-UE干擾。在這種情況下,它可以被稱為交叉鏈路協調波束賦形(CL-CBF)。TRP或UE可以使用CL-CBF來抑制來自/到相鄰TRP或UE的交叉鏈路干擾。例如,UE中的上行傳輸的波束應避免指向同時接收下行傳輸的相鄰UE,反之亦然。為了實現上述目標,TRP或UE需要識別攻擊者并獲得其干擾/信道矩陣,這意味著如何測量和協調用于CL-CBF的TRP和UE是非常重要的。
功率控制
功率控制已被深入研究并在許多情況下得到應用。傳統(tǒng)的功率控制方案用于相同的鏈路方案。然而,對于交叉鏈路場景,如果檢測到強交叉鏈路干擾,則可以調整數據的調度以降低傳輸功率。因此,由于NR中的動態(tài)TDD將面臨更多可變的交叉鏈路干擾,因此應考慮靈活的功率控制方案來減少UE-to-UE和TRP-to-TRP之間的干擾。