NR 上行傳輸應(yīng)以UE為中心還是以基站為中心？上行MIMO傳輸還涉及到哪些技術(shù)點？

上行傳輸模式

閉環(huán)MIMO：在NR上行鏈路中，UE可以支持多達(dá)32個Tx天線，而基站可以支持多達(dá)1024個Rx天線。因此，在UE-Tx端和BS-Rx端都可以實現(xiàn)精細(xì)波束賦形。隨著天線數(shù)量的顯著增加，NR的理論上行MIMO增益遠(yuǎn)大于LTE，包括BF增益和復(fù)用增益。然而，由于可實現(xiàn)的增益還取決于傳輸技術(shù)的設(shè)計，因此，CL-MIMO（Closed-loop）應(yīng)該是進(jìn)一步研究的傳輸方案中的優(yōu)先選擇，特別是對于UL數(shù)據(jù)信道。最關(guān)鍵的問題是CSI的準(zhǔn)確性。因此，CSI的測量和預(yù)編碼器的顯示需完善。

開環(huán)MIMO：如果UL傳輸中只使用OL MIMO（Open-loop），那么增加天線數(shù)量的好處是有限的。然后應(yīng)該考慮繼承LTE-UL技術(shù)，比如OL天線的選擇。此外，由于NR具有更復(fù)雜的場景和更寬的頻率范圍，不應(yīng)排除其他OL方案，例如SFBC/STBC。如果可以通過低規(guī)格影響確定足夠的效益，這些OL方案也可以用于低頻場景和單波束操作。

半開環(huán)MIMO（Semi-Open-Loop-MIMO）：半開環(huán)MIMO通常用于無法獲得準(zhǔn)確的CSI的場景，如UE移動、旋轉(zhuǎn)、部分信道互易等。圖1（A）中示出了一個示例。UE從BS指示或部分互易中獲取寬波束的信息。更細(xì)的波束可以在寬光束的基礎(chǔ)上循環(huán)。圖1（B）是另一個示例，其中寬波束用于天線，但是所選擇的天線被動態(tài)地改變或者執(zhí)行SFBC/STBC。圖1（C）描繪了在沒有關(guān)于阻塞路徑的信息的情況下循環(huán)天線或波束以對抗阻塞的示例。

基于碼本的上行傳輸

在LTE中，上行鏈路中的CL-MIMO是基于端口選擇指示和基于碼本的預(yù)編碼指示的。對于NR，由于互易性可能不可用或不理想，也應(yīng)支持基于碼本的預(yù)編碼器/波束/端口指示。隨著UE天線的數(shù)量越來越多，NR中的天線配置也越來越復(fù)雜，碼本設(shè)計面臨更多的挑戰(zhàn)。固定的碼本設(shè)計不能足夠靈活，而靈活的碼本配置應(yīng)該針對不同的UE和場景進(jìn)行研究。與LTE類似，應(yīng)該考慮UE輔助和以BS為中心的機制。以下選項可以是候選項。

Option-1:?BS決定并通知UE UL碼本的配置，包括直接發(fā)送碼本和發(fā)送碼本的參數(shù)。（基站說了算）

Option-2:?BS配置多個UL碼本并通知UE這些碼本。UE從碼本中選擇一個或子集并報告其選擇。BS根據(jù)UE報告決定最終的碼本并通知UE該決定。（基站和UE協(xié)商）

Option-3:UE報告天線配置參數(shù)。BS根據(jù)UE報告決定最終的碼本并通知UE該決定。（基站和UE協(xié)商）

對于上述選項，進(jìn)行了相應(yīng)的分析：

對于方案1，該方法具有確定碼本的簡單過程，但主要問題是BS不知道UE的天線配置，這意味著UL碼本的設(shè)計以及非常困難。

對于Option-2，由BS配置的碼本可以包含適合于各種天線配置的多個碼本，并且UE可以實現(xiàn)期望碼本或碼本集的有效選擇。然而，考慮到UE的許多可能的天線配置，相應(yīng)碼本的設(shè)計仍然是非常困難的。

對于Option-3，UE可以報告一些天線配置，如天線拓?fù)?、極化配置、垂直/水平面板的數(shù)量、一個面板內(nèi)的垂直/水平元素的數(shù)量、TXRU和虛擬化方法的數(shù)量、波束的最大分辨率等。隨后，BS相應(yīng)地生成UL碼本。與Option-1和Option-2相比，BS在獲得UE的天線配置和場景信息后可以實現(xiàn)更高效的碼本配置。由于對天線結(jié)構(gòu)定義的要求，只能對部分經(jīng)典結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

由此可見，Option-3在UL碼本設(shè)計中除了具有性能優(yōu)勢外，還具有更好的靈活性。

注意，在所有這些選項中，BS可以在所配置的碼本下指示UE 波束組。這取決于UE對波束組中哪個特定波束用于實際傳輸?shù)臎Q定。在這種情況下，它允許一定的靈活性，但仍然確保UE在正確的方向上發(fā)射，其中BS仍然可以使用所確定的接收波束接收UL發(fā)射，并且具有對產(chǎn)生到相鄰小區(qū)的干擾的控制。在這種情況下，它介于以BS為中心和以UE為中心的方法之間。

基于互易的UL傳輸

對于UL-MIMO，如果獲得部分或全部互易信息，UE可以根據(jù)DL接收波束來確定UL預(yù)編碼組或波束組。這意味著互易性將顯著提高UL預(yù)編碼的靈活性，降低碼本設(shè)計的復(fù)雜度，同時節(jié)省信令成本。更具體地說，可以分為以下幾類：

完全/理想互易操作：

在理想互易性條件下，UE根據(jù)DL信道特性決定UL信道特性。首先UE確定BS的DL-Tx波束和DL-Rx波束；隨后，UE相應(yīng)地識別UL-Tx波束。如果一個DL-Tx波束與多個DL-Rx波束連接，或者UE報告多個DL-Tx波束與不同的DL-Rx波束連接，則UL也具有多個UL-Tx波束。BS可以從多個UL-Rx波束中選擇期望的一個，并且隨后指示UE可以使用一個或多個UL-Tx波束來實現(xiàn)傳輸。對于BS，根據(jù)這種指示和互易性，可以使用與UL-Rx波束相連的波束進(jìn)行UL接收。為了在UL和DL之間進(jìn)行這種連接，可以考慮DL天線端口和UL天線端口的關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)可以類似于QCL。

部分/非理想互易運算

非理想互易性包括互易性的非校準(zhǔn)、UL和DL天線配置的不對稱性以及FDD。在這種情況下，UL-Tx波束可能不是直接根據(jù)UL-Rx波束來精確的，而是作為提高UL預(yù)編碼性能和降低信令成本的優(yōu)先級信息。例如，根據(jù)DL-Tx/Rx波束，可以確定一組波束以實現(xiàn)更有效的UL子碼本。波束組可由信道互易程度決定。

頻率選擇性預(yù)編碼

在LTE中，由于以下原因，UL使用非頻率選擇性預(yù)編碼：

1） UL使用SC-FDMA和頻率預(yù)編碼會影響PAPR；

2） 20MHz內(nèi)性能增益不突出；

3） 這種非頻率選擇性預(yù)編碼可以節(jié)省信令開銷；

在NR中，UL采用OFDMA，因此需要重新考慮這個問題。頻率和波束寬度對頻率響應(yīng)有顯著影響，不同載頻的信道也不同。一般來說，在低頻發(fā)生的衍射越多，頻率選擇性衰落越明顯。同時，隨著天線數(shù)量的增加，UE和BS可以實現(xiàn)窄寬度的波束賦形，并對多徑分量進(jìn)行濾波，這意味著波束形成后的信道更加平坦，不同波束對的頻率響應(yīng)也不同。另一方面，NR的帶寬被認(rèn)為要大得多。因此，在NR中，波束賦形下的頻率選擇性能還需要評估。

上行功率控制

在LTE中，上行功率的確定可以分為開環(huán)和閉環(huán)兩部分。開環(huán)方法使用部分或全部路徑損耗（PL：path loss）補償，其中PL計算基于始終在特定小區(qū)的CRS。閉環(huán)方法是對開環(huán)方法得到的PL值進(jìn)行一定的調(diào)整，控制干擾，因此閉環(huán)方法可以看作是開環(huán)方法的補充。因此，在LTE-UL中，使用SC-FDMA并且每個UE具有單載波特性，因此其功率是按每個子幀而不是按用于DL的每個RE來計算的。

在NR中，高頻通信成為提高UL吞吐率的重要手段。但是，高頻通信面臨著一個很大的挑戰(zhàn)，即路徑損耗大于低頻。大規(guī)模MIMO可以使用更高的天線陣列增益來補償這種路徑損耗。對于上行NR，UE可以支持多達(dá)32Tx天線，因此需要支持模擬波束賦形或混合波束賦形。

在討論NR幀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用TDM方式對PUSCH和PUCCH進(jìn)行復(fù)用，以減少時延。此外，基于CP-OFDM的波形可以在不考慮額外的低PAPR/CM技術(shù)的情況下用于上行鏈路，并且基于波束賦形SRS的上行波束掃描可以在NR中考慮。由于LTE中的上行功率是針對不同的上行物理信道針對每個子幀定義的，因此應(yīng)該針對NR增強上行功率控制，例如：PUSCH、PUCCH和SRS的獨立功率控制方案