5G NR 干擾評(píng)估
在5G系統(tǒng)中,ZP CSI-RS資源可用于干擾測(cè)量,其實(shí)DM-RS和NZP CSI-RS資源也是可用于干擾測(cè)量的。
UE接收端的干擾測(cè)量
原則上,有兩種類型的干擾估計(jì)階段:1.用于CSI計(jì)算,2.用于解調(diào)目的。
CSI計(jì)算所需的測(cè)量依賴于UE測(cè)量信道和干擾所依賴的gNB調(diào)度資源。根據(jù)干擾類型,重要的是UE正在執(zhí)行這些測(cè)量的資源。這種信道和干擾測(cè)量主要用于導(dǎo)出反饋給gNB的信道質(zhì)量估計(jì)(CQI)。在配置CQI/CSI計(jì)算所需的資源時(shí),需要考慮以下幾個(gè)特征:
干擾測(cè)量需要描述測(cè)量UE所經(jīng)歷的干擾面的最佳特性。在這方面,計(jì)算基線/回退CQI至關(guān)重要。
大多數(shù)高級(jí)傳輸方案(如multi-user, multi-point)都依賴于gNB中所需的多個(gè)CQI假設(shè)。這意味著在UE處增加復(fù)雜性,以便執(zhí)行這樣的測(cè)量以及增加系統(tǒng)資源的消耗。干擾資源需要考慮系統(tǒng)開銷。
干擾計(jì)算精度是另一個(gè)重要維度;然而,系統(tǒng)可能通過開環(huán)鏈路自適應(yīng)機(jī)制來(lái)補(bǔ)充傳輸參數(shù)的自適應(yīng)。
傳統(tǒng)的計(jì)算干擾方式為新設(shè)計(jì)中應(yīng)該高度重視的內(nèi)容提供了一些見解。CRS上的干擾計(jì)算無(wú)法提供UE經(jīng)歷的干擾的準(zhǔn)確圖像,因?yàn)榱髁控?fù)載沒有反映在測(cè)量中。零功率資源的引入解決了這一問題,但這種概念在多TRP場(chǎng)景中的可擴(kuò)展性仍不清楚。
在解調(diào)階段,接收機(jī)處理需要干擾協(xié)方差矩陣。需要滿足與CSI計(jì)算階段相同的精確干擾估計(jì)條件,不同之處在于,在這種情況下,可能無(wú)法配置明確的干擾測(cè)量資源。實(shí)際上,ZP CSI-RS被理解為用于CSI估計(jì),與CSI的干擾估計(jì)相比,在解調(diào)階段執(zhí)行的干擾估計(jì)實(shí)際上是一個(gè)實(shí)現(xiàn)特定的問題,后者最終導(dǎo)致CSI精度可測(cè)試性。然而,解調(diào)性能是確保正確的解調(diào)干擾測(cè)量的一種方法,但在某種程度上看到了比CSI更遙遠(yuǎn)的可測(cè)試性指標(biāo)。
LTE NAICS的一個(gè)示范內(nèi)容是,主要干擾源的明確信息可能在線性接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)中有很大的用途。然而,網(wǎng)絡(luò)需要提供關(guān)于UE如何能夠估計(jì)主要干擾源的等效信道的明確信息。這又回到了對(duì)干擾測(cè)量所需的類似資源的需求,就像CSI計(jì)算一樣。
然而,現(xiàn)在需要注意系統(tǒng)開銷,而在CSI反饋中,可以基于ZP CSI-RS測(cè)量某些類型的干擾,可以在解調(diào)中使用現(xiàn)有DMRS進(jìn)行干擾測(cè)量,并且不需要額外的ZP CSI-RS配置。
5G干擾類型
NR面臨哪些干擾類型?
小區(qū)間單用戶干擾
單用戶傳輸將是NR中非常重要的調(diào)度機(jī)制。需要準(zhǔn)確估計(jì)小區(qū)間/TRP干擾,并在計(jì)算出的CQI中反映相應(yīng)的業(yè)務(wù)。從解調(diào)的角度來(lái)看,粗略的干擾協(xié)方差矩陣估計(jì)可能就足夠了。
小區(qū)內(nèi)多用戶干擾
與LTE相比,NR中可能會(huì)在很大程度上使用多用戶調(diào)度。利用大陣列和窄波束將有助于利用兩個(gè)或更多用戶的至少4層多用戶。在這種情況下,似乎需要明確考慮成對(duì)ue,這應(yīng)該反映在計(jì)算的CSI中,尤其是在解調(diào)階段。
單用戶小區(qū)間干擾(CoMP)
在多TRP部署中,當(dāng)然需要多重干擾假設(shè)。對(duì)于傳統(tǒng)的CoMP來(lái)說(shuō),二/三級(jí)CSI假設(shè)很可能是一個(gè)起點(diǎn)。類似的部署可以在6GHz以上發(fā)生,其中分布式MIMO傳輸將需要類似數(shù)量的干擾。
交叉鏈路干擾(動(dòng)態(tài)TDD)
大多數(shù)NR都需要部署TDD。動(dòng)態(tài)TDD需要成為設(shè)計(jì)的一個(gè)組成部分。在交叉鏈路部署中,至少在OFDMA用于UL傳輸?shù)那闆r下,干擾結(jié)構(gòu)更友好。在這種情況下,主要干擾源的識(shí)別可能特別重要。類似的干擾測(cè)量資源可用于CSI計(jì)算和解調(diào)。
干擾測(cè)量資源
到目前為止,已經(jīng)看到了干擾測(cè)量的兩個(gè)重要方面:UE使用干擾估計(jì)的方式和NR的干擾場(chǎng)景。
干擾測(cè)量資源的使用需要具有非常明確但靈活的功能,需要考慮UE的復(fù)雜性。主要候選有:ZP CSI-RS、NZP CSI-RS、DM-RS。
ZP CSI-RS具有以下幾個(gè)特征:
在單用戶調(diào)度中提供基本/回退干擾估計(jì)。
通過允許受干擾數(shù)據(jù)信道暴露于“干凈”干擾或基站模擬的干擾,在實(shí)際干擾估計(jì)中提供靈活性。
如有必要,可在不同密度下輕松縮放。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)情況,它們是使目標(biāo)UE暴露于各種干擾假設(shè)的有效且直接的方法
它們需要UE中的單一干擾計(jì)算方式。
與NZP CSI-RS模式相比,ZP資源更自由地使用RE是更好的。
更具體地說(shuō),ZP CSI-RS模式可以是NZP CSI-RS模式的超集,并允許ZP資源與DMRS、SRS或可用于干擾測(cè)量的其他信號(hào)重疊。
NZP CSI-RS:
被配置到UE以便于對(duì)干擾傳輸點(diǎn)進(jìn)行信道估計(jì)。同時(shí),UE可以模擬來(lái)自該特定點(diǎn)的干擾。這通常由UE通過模擬各向同性信號(hào)來(lái)形成干擾假設(shè)來(lái)完成。
在這一點(diǎn)上,利用ZP和NZP資源進(jìn)行干擾估計(jì)的多TRP部署。兩種CSI-RS配置的不同資源配置如圖1所示。根據(jù)ZP和NZP假設(shè),有以下選項(xiàng):如果使用NZP并應(yīng)用殘差法,則配置數(shù)量等于用于UE的CSI-RS配置數(shù)量。例如,圖1中的CFG-1和CFG-2適用于兩個(gè)傳輸點(diǎn)的情況。如果ZP資源被配置用于干擾估計(jì),則有幾個(gè)選項(xiàng)是可能的:一個(gè)選項(xiàng)是僅利用一個(gè)干擾配置(CFG-5)來(lái)測(cè)量外部CoMP測(cè)量集的干擾,或者在UE側(cè)模擬精確的CoMP-CQI連接性,或者允許網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)的CQI近似。另一種選擇是(半靜態(tài)地)向多個(gè)CQI連字符發(fā)送信號(hào),例如CFG-3、CFG-4和CFG-5,這可以支持DPS w/wo靜音連字符,并在每個(gè)點(diǎn)反饋多個(gè)CQI。

DM-RS:
DM-RS的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是直接估計(jì)主要干擾源的有效信道。ZP CSI-RS無(wú)法提供識(shí)別主要干擾源的功能,除非對(duì)干擾PDSCH進(jìn)行解碼并估計(jì)剩余干擾。然而,這是解調(diào)需要更多的情況。
可以使用兩種形式的DM-RS。
1.?服務(wù)UE的DM-RS:在估計(jì)服務(wù)DM-RS之后,可以基于其計(jì)算剩余干擾。此類估計(jì)的質(zhì)量取決于DM-RS設(shè)計(jì)。服務(wù)UE的DM-RS很可能被屏蔽或與成對(duì)UE的DM-RS重疊。后一種情況更有用,因?yàn)樵贒M-RS上計(jì)算的殘余干擾將捕獲干擾信號(hào)的特征。
2.?干擾UE的DM-RS。在該配置中,IMR允許從干擾UE直接測(cè)量DM-RS,這意味著目標(biāo)UE可以直接獲得干擾UE的有效信道。
上述備選方案至少有一部分主要要求是:1.配置大量UE時(shí)對(duì)CoMP部署的支持,2.為MU-MIMO部署提供高級(jí)干擾估計(jì),3.為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)方案提供主要干擾信息。ZP CSI-RS可以實(shí)現(xiàn)其中一些目標(biāo),但不是全部。在任何情況下,ZP CSI-RS都是一個(gè)基本組件。NZP CSI-RS已經(jīng)為UE配置,從這個(gè)角度來(lái)看,它是“免費(fèi)的”。然而,主要的問題是基于各向同性信號(hào)的仿真假設(shè)。這似乎不能靈活地與定向傳輸一起擴(kuò)展,定向傳輸發(fā)生在CoMP和6GHz以上基于波束的場(chǎng)景中。這是DM-RS操作具有邊緣的點(diǎn),尤其是使用干擾源的DM-RS進(jìn)行估計(jì)的選項(xiàng)。DM-RS可用于解調(diào)階段,因?yàn)閷?duì)干擾源的等效信道的訪問更容易,唯一的缺點(diǎn)是這種干擾信息僅在調(diào)度階段可用。請(qǐng)注意,就資源消耗而言,NZP CSI-RS和DM-RS類似,因?yàn)橘Y源已配置用于其他目的。事實(shí)上,DM-RS具有更輕的開銷影響,因?yàn)樗徽{(diào)度用于干擾UE。當(dāng)使用NZP CSI-RS時(shí),例如在圖1中的示例中,NZP和ZP配置之間沒有重大開銷差異,因?yàn)榛€CQI計(jì)算和組外干擾無(wú)論如何都需要ZP。在NZP CSI-RS或DM-RS的任一情況下,UE可以獲得主要干擾源功率,這有利于以干擾源質(zhì)量信息的形式反饋給gNB。
干擾測(cè)量配置
利用所討論的干擾測(cè)量資源的靈活性取決于如何定義IMR,以及為干擾估計(jì)而配置的所有這些信號(hào)。LTE部署之后的一個(gè)選項(xiàng)是為ZP和NZP CSI-RS配置相同的資源,因此模式重疊。為了實(shí)現(xiàn)DM-RS的利用,一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是允許IMR和DM-RS之間的重疊。圖2意味著IMR是一種靈活的資源,它可能與ZP CSI-RS重疊(由ZP CSI-RS組成),但也與其他信號(hào)重疊。UE將配置有IMR,并且在該IMR內(nèi)將找到測(cè)量干擾的必要/各種資源元素,這是ZP、NZP CSI-RS或DM-RS。

在圖3中,詳細(xì)說(shuō)明了UE#2可以估計(jì)的干擾類型。在該示例中,UE#1配置有RE#1上的dmrs、RE#2上的零功率IMR、RE#3上的數(shù)據(jù)(位置c1、2、3)。UE#2在RE#1、2、3上配置了三個(gè)零功率IMR。UE#2執(zhí)行以下測(cè)量:在RE#1上,它基于UE#1的DMR估計(jì)UE#1的有效信道;在RE#2上,它估計(jì)小區(qū)間干擾(不包括來(lái)自UE#1的干擾);在RE#3上,它估計(jì)來(lái)自UE#1的數(shù)據(jù)信道的干擾+額外的小區(qū)間干擾。

系統(tǒng)性能
比較SU-MIMO-CQI與用于MU-MIMO配對(duì)的基于DMRS的CQI。表1中給出的結(jié)果考慮了FTP1流量模型、Rel-14 FD MIMO碼本,而對(duì)于MU MIMO CQI,模擬了預(yù)調(diào)度階段,模擬了5ms的額外調(diào)度延遲。觀察到MU-CQI的性能增益,另一方面,其他形式的MU-CQI計(jì)算是可能的,包括SU-MIMO-CQI的縮放(如果可用)。
