5G 上行功控
LTE網(wǎng)絡(luò)UE發(fā)射功率控制的目的有兩個(gè):(i)將來自同一小區(qū)內(nèi)不同用戶的接收功率電平的差異保持在可接受的水平,(ii)充當(dāng)上行主要小區(qū)間接口的協(xié)調(diào)方法。然而,盡管LTE取得了成功,但在5G中對(duì)上行發(fā)射功率控制進(jìn)行了一些增強(qiáng)。首先,LTE開放功控主要是朝向UE服務(wù)小區(qū)的路徑損耗的功能,而不包括用于控制產(chǎn)生的對(duì)相鄰?fù)诺啦渴鹦^(qū)的有害干擾的顯式機(jī)制??刂扑a(chǎn)生的上行小區(qū)間干擾對(duì)于多小區(qū)環(huán)境自然是重要的,對(duì)于宏站以及密集的微站場(chǎng)景都具有重要意義。大量研究表明,通過操作UE發(fā)射功控以包括干擾感知,上行性能得到改善。從UE到相鄰小區(qū)產(chǎn)生干擾的可接受水平還取決于該特定小區(qū)中的業(yè)務(wù)。如果UE的相鄰小區(qū)負(fù)載較輕,則干擾不那么嚴(yán)重,而在高負(fù)載下工作的小區(qū)對(duì)干擾更敏感。
由于5G支持一些新業(yè)務(wù),如URLLC和mMTC,以及各種部署場(chǎng)景(即從具有大ISD的室外gNB的農(nóng)村地區(qū)到室內(nèi)密集的微站場(chǎng)景)。這些新服務(wù)具有不同于傳統(tǒng)MBB(和eMBB)的需求和優(yōu)化目標(biāo),因此可以受益于特定于服務(wù)的UE發(fā)射功率控制增強(qiáng)。尤其是滿足URLLC需求是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。10-5對(duì)URLLC的相關(guān)超可靠性要求需要具有高概率的相當(dāng)好的SINR,這自然取決于發(fā)射功率設(shè)置。假設(shè)承載URLLC的傳輸只占所提供流量的一小部分,具有例如UE自主服務(wù)特定功率提升的解決方案可以是增強(qiáng)URLLC支持的一個(gè)選項(xiàng)。
此外,與當(dāng)前LTE規(guī)范中支持的功能相比,mMTC用例可能受益于特定于服務(wù)的功率控制增強(qiáng)功能。上行零星(不頻繁)mMTC傳輸可能使用具有非正交小區(qū)內(nèi)接入的非調(diào)度/基于競(jìng)爭(zhēng)的接入來服務(wù)。對(duì)于這樣的方案,上行功率控制對(duì)于影響mMTC覆蓋/可用性(即小區(qū)邊緣性能和每個(gè)地理區(qū)域支持的mMTC設(shè)備的數(shù)量)顯然是重要的。必須進(jìn)一步考慮降低UE能耗,同時(shí)保持小區(qū)中所有設(shè)備的目標(biāo)性能水平。
對(duì)于具有動(dòng)態(tài)TDD操作的場(chǎng)景,其中相鄰小區(qū)不一定使用相同和同步的上下行傳輸模式,UE發(fā)射功控不僅影響上行性能(即gNB接收),而且還影響下行UE接收性能。后者適用于一個(gè)小區(qū)中的UE正在發(fā)射而另一個(gè)附近的UE正在從不同小區(qū)接收的情況。對(duì)于這種情況,在UE發(fā)射功控的設(shè)計(jì)中需要考慮功控優(yōu)化問題的一個(gè)額外維度。因此,針對(duì)TDD用例的特殊UE功控優(yōu)化可被用作使相同地理區(qū)域中的小區(qū)能夠更靈活地使用不同的傳輸方向切換模式的工具。
5G將支持具有上行多節(jié)點(diǎn)連接的情況。LTE已經(jīng)支持上行雙連接(DC),其中UE可以向MeNB和SeNB兩者進(jìn)行傳輸,具有獨(dú)立的MAC調(diào)度器和每個(gè)鏈路的功率控制參數(shù)的配置。已知前者導(dǎo)致非最佳功率控制設(shè)置和鏈路適配操作,因?yàn)閮蓚€(gè)相關(guān)gNB不知道彼此的調(diào)度和鏈路適配決策。這對(duì)于UE具有用于朝向MeNB和SeNB的傳輸路徑的單個(gè)功率放大器(即,功率共享)的情況尤其是造成挑戰(zhàn)。
在傳統(tǒng)LTE中,物理信道(如PUSCH、PUCCH和SRS)的UE上行傳輸功率由開環(huán)和閉環(huán)功率控制算法控制。在蜂窩系統(tǒng)中,上行中的嚴(yán)格功控通常是有益的,在蜂窩系統(tǒng)中,只要達(dá)到目標(biāo)SINR,就追求大的頻率重用,同時(shí)通過降低上行傳輸功率來最小化小區(qū)間干擾。另一方面,對(duì)于基本信道接入方法基于CSMA/CA而不是SINR控制,并且來自其他系統(tǒng)的潛在節(jié)點(diǎn)可以以其最大發(fā)射功率發(fā)射的SCell,應(yīng)該討論是否需要相同的功控算法。
最小傳輸功率的必要性
在傳統(tǒng)LTE中,靠近eNB的UE可以為其上行傳輸發(fā)射非常小的功率,這對(duì)于UL?LBT操作可能不理想,因?yàn)樗鼞?yīng)該能夠在其上行傳輸期間使附近的競(jìng)爭(zhēng)UE或Wi-Fi站靜音。因此,UE的上行發(fā)射功率應(yīng)控制在一定的最小發(fā)射功率水平上。通過使用現(xiàn)有的閉環(huán)功控算法,UE的發(fā)射功率可以不超過最小功率來控制。然而,當(dāng)前閉環(huán)/開環(huán)功率控制可能不適合于最小發(fā)射功率的控制,因?yàn)殚]環(huán)功率控制基于接收功率而不是發(fā)射功率,并且開環(huán)功控基于UE的接收路徑損耗,這可能導(dǎo)致非常小的發(fā)射功率,具體取決于UE位置和調(diào)度的MCS。
PSD限制
在大多數(shù)國家,未授權(quán)頻段的最大功率譜密度(PSD:power spectral density)受到法規(guī)的限制。因此,LAA網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能夠限制UE的上行傳輸?shù)腜SD以符合規(guī)則。有幾種選擇。
1)指定UE的上行傳輸功率可以調(diào)整為符合關(guān)于最大PSD的區(qū)域規(guī)定。
2)除了現(xiàn)有的最大上行傳輸功率配置(如Pcmax或Pcmax,c)之外,最大上行PSD由RRC為L(zhǎng)AA SCell配置。
總的來說,2)是一種更好的方法,可以使LAA的規(guī)范不受監(jiān)管限制,并針對(duì)區(qū)域監(jiān)管的潛在變化提供LAA網(wǎng)絡(luò)的可控性。
功率余量報(bào)告PHR
在傳統(tǒng)LTE中,如果在載波中傳輸PUSCH或PUCCH,則基于在每個(gè)載波上計(jì)算的傳輸功率來計(jì)算子幀中PHR(power headroom report)的上行功率余量。否則,基于PUSCH或PUCCH的虛擬發(fā)射功率來計(jì)算功率余量。另一方面,由于LBT操作,可以在子幀邊界之前9us內(nèi)放棄LAA SCell上的上行傳輸。因此,幾乎不可能修改在反映其他載波的LBT結(jié)果的PUSCH中編碼的PHR信息。因此,應(yīng)計(jì)算子幀中的PHR,以反映在該子幀中LAA SCell中調(diào)度的所有上行鏈路傳輸,而不管是否執(zhí)行實(shí)際傳輸。
功率限制處理
在最大傳輸功率限制的情況下,應(yīng)決定在包括LAA SCell在內(nèi)的多個(gè)載波上處理傳輸。一般來說,LAA SCell上的傳輸可以被解除到許可運(yùn)營商上的傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)。然而,這種行為應(yīng)該在首先確定LAA SCell上UCI傳輸?shù)募?xì)節(jié)之后進(jìn)行討論。另外,在許可小區(qū)和LAA SCell之間對(duì)PUSCH傳輸進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序的必要性可能取決于關(guān)于LAA SCell 上行支持的業(yè)務(wù)類型。