5G NR上行功率控制
在NR系統(tǒng)設計中,考慮在上行引入新特性,例如基于OFDM的上行傳輸和單符號上行控制信道。而上行功控也是一個重要的內容,包括以下知識點:
1.?沒有用于路損估計的類似LTE的小區(qū)特定參考信號
2.?基于波束的傳輸/接收
3.?gNB/UE處的模擬波束賦形
4.?多波束/多流傳輸
5.?多重numerology
6.?TRP之間的信息交換
本文討論了NR上行功率控制過程的幾個過程點,包括功控基本組件,如路損補償、功率偏移、TPC命令和一些附加功能。
上行功控基本參數(shù)
路損補償
根據當前LTE系統(tǒng)中的上行功率控制,考慮了兩種路損補償方式;一種是完全路徑損耗補償,另一種是部分路徑損耗補償。在NR系統(tǒng)中,可以認為UE通過使用特定類型的RS來測量RSRP,然后UE通過使用RSRP來導出UE與其相關聯(lián)的gNB之間的路損。
通過考慮估計的路損,來自UE的上行傳輸功率將得到完全或部分補償。首先,全路徑損耗補償可以最大化小區(qū)邊緣UE的公平性,換句話說,gNB側從小區(qū)邊緣UE接收到的功率將與從小區(qū)中心UE接收到的功率相當。另一方面,如果使用部分路徑損耗補償,則來自小區(qū)中心UE的gNB側接收功率將遠高于來自小區(qū)邊緣UE的接收功率??梢酝ㄟ^調整其他功率參數(shù)或偏移來補償小區(qū)邊緣UE的路徑損耗,以便可以適當?shù)乜刂茝男^(qū)邊緣UE接收的功率,而從小區(qū)中心UE接收的功率通常由于已經足夠的接收功率而可能是冗余的。
在上行數(shù)據信道傳輸?shù)那闆r下,這種冗余功率可用于通過應用更高的MCS電平來提高頻譜效率(例如小區(qū)中心UE可以針對相同的TB大小使用更少數(shù)量的PRB)。另一方面,在使用固定資源量的上行控制信道傳輸?shù)那闆r下,不清楚如何使用冗余功率來提高頻譜效率,因為UCI大小將不依賴于UE位置或信道條件。因此,最好考慮上行控制信道功率控制的完全補償。
此外,在上行數(shù)據信道傳輸?shù)?/span>部分路徑損耗補償?shù)那闆r下,可以使用部分路徑損耗補償因子的值來調整小區(qū)中心UE和小區(qū)邊緣UE之間的接收功率差,并且該值可以根據小區(qū)半徑和目標性能而不同。
依賴數(shù)據速率的功率偏移
通常,需要更多的傳輸功率來支持更高的數(shù)據速率。然而,根據數(shù)據速率同時使用部分路徑損耗補償和功率偏移(即LTE中的Delta_TF設置)對于上行數(shù)據信道的功率控制是低效的。此外,在當前LTE中,對于高于2的秩,不支持這種類型的功率偏移。因此,需要考慮僅支持NR中的部分路徑損耗補償,而不支持根據數(shù)據速率設置的功率偏移。
TPC command
TPC(Transmit Power Control)命令可用于補償快速衰落引起的信道變化。關于當前LTE,PUCCH功率可以通過下行分配DCI中發(fā)信號的TPC命令來調整,而PUSCH(或SRS)功率可以通過上行授權DCI中發(fā)信號的TPC命令來調整。此外,對于沒有相關DCI的上行傳輸,例如SPS(semi-persistent scheduling)、周期性CSI或SRS,可以通過使用DCI?format3/3A將TPC命令發(fā)信號給特定UE?group。有兩種類型的TPC程序用于更新上行發(fā)射功率;一個是累積(accumulative )TPC,另一個是絕對(absolute )TPC。累積TPC非常適合通過使用TPC值的相對較小的步長來微調UE發(fā)射功率。另一方面,通過使用TPC值的相對較大的步長,絕對TPC可用于立即提高UE發(fā)射功率。
NR中功率控制的附加功能
在NR設計中,有必要考慮基于模擬(或混合)波束賦形的部署,特別是對于高頻帶(例如,高于6 GHz)。通過這種模擬波束賦形,可能需要進行gNB TX/RX波束掃描(例如,不同gNB TX/RX波束之間的TDM),不僅是為了傳輸下行公共信號和信息,例如同步信號(例如,LTE中的PSS/SSS)或廣播系統(tǒng)信息(例如,LTE中的PBCH)而且還用于上下行控制和數(shù)據信道的傳輸,以便服務于位于不同區(qū)域(或波束方向)的UE。在這種情況下,可能需要考慮對于UE的不同波束之間的功率控制參數(shù)的區(qū)分,因為UE性能所需的功率對于UE的每個波束將是不同的。
通常,通過上行數(shù)據信道傳輸?shù)男畔⒘繉⑦h大于上行控制信道。因此,上行數(shù)據信道傳輸所需的功率也將大于上行控制信道的功率。對于NR設計,TDM被考慮用于上行數(shù)據和控制信道之間的復用結構,以減少時延、靈活的上下行配置和模擬波束賦形。在上行數(shù)據和控制信道通過TDM方式復用的情況下,有必要處理這兩個不同信道之間的功率不平衡,這可能比當前LTE更大。此外,考慮到用于NR的各種OFDM?numerology(例如,不同的子載波間隔或符號持續(xù)時間),還需要針對某些numerology(例如大的子載波間隔)處理上行數(shù)據和控制信道之間的功率瞬態(tài)周期。
每TRP和每層功控
對于NR中的高頻段,每個TRP或單個面板的主要射線數(shù)量可能會受到限制,為了實現(xiàn)高SU?MIMO頻譜效率,需要在NR中徹底研究跨多個TRP的協(xié)調傳輸方案,包括CoMP DPS和獨立層JT。當與下行相關的DCI指示傳輸秩和所應用的協(xié)調方案時,每當在給定時間實例中應用模擬波束賦形時,UE側的DCI解碼時延可能是一個主要問題。這是因為DCI傳輸可以由服務TRP執(zhí)行,但是作為示例,實際數(shù)據傳輸可以由另一TRP執(zhí)行。
在獨立層JT的情況下,其中特定層可以從不同的TRP傳輸,每個層組對應的上行傳輸功率可能需要由gNB配置和控制,因為至少來自不同TRP的路徑損耗可能不同。此外,針對不同TRP的單獨上行功率控制過程需要在上行?CoMP背景下進一步研究。