2024随手记(23)R18中的Duplex演进

文摘   2024-07-17 12:35   瑞典  

2024年随手记第二十三篇。总结R18中有关Duplex演进的信息。3GPP WG RAN1现已完成对NR双工操作演进的研究。本文总结介绍RAN1的主要发现。
子带非重叠全双工 SubBand non-overlapping Full Duplex(SBFD) 通过在gNB端引入同时发送和接收,是解决传统时分双工 (TDD) 方案中上行链路 (UL) 瓶颈的有吸引力的解决方案。该解决方案已在3GPP之外进行了数十年的研究,现在正是3GPP从性能、实施和规范角度考虑SBFD可行性的正确时机。NR系统已在Sub-6GHz和mmWave的TDD频段上广泛且成功部署,但运营商对TDD频段UL性能改进的需求不断增加。在R18NR双工演进研究项目中,研究了传统TDD频段内gNB端的SBFD,以允许不同频率子带中同时存在下行链路 (DL) 和上行链路 (UL)。

新的干扰和CLI处理方案:

SBFD和灵活/动态TDD允许同时从gNB/用户设备 (UE) 进行DL/UL传输,从而引入了新的干扰类型如下图所示:

对这些干扰进行正确建模对于充分的性能评估至关重要。在3GPP的研究中,还研究和评估了SBFD和灵活/动态TDD的交叉链路干扰 (CLI) 处理方案。

从设计/规范视角来看:
所应用的研究假设和基本SBFD操作如下
假设SBFD操作在TDD载波内,并在具有对齐中心频率的单个配置的DL和UL BWP对内进行。非SBFD感知UE(包括传统 UE)和 SBFD感知UE可以在gNB侧具有SBFD操作的小区中共存。在配置为DL或灵活的SBFD符号中,最多假设一个UL子带(位于载波的一侧或中间)和最多两个DL子带。至少对于RRC_CONNECTED状态,结论是SBFD感知UE知道SBFD操作的子带的时间和频率位置。非SBFD感知UE的UE行为遵循现有规范,并且可以为SBFD感知UE引入新的UE行为。

SBFD子带配置
研究了跨不同SBFD符号具有相同子带频率资源的半静态时间/频率子带配置作为基准。还研究了一个时隙是否可以同时包含SBFD和非SBFD符号。为了避免SBFD和非SBFD符号之间的频繁转换,可以从SBFD子带配置的角度考虑对最大转换点数量的潜在限制。可以考虑TDD配置中最多两个转换点。

半静态SBFD和动态SBFD
RAN1研究了是否允许SBFD感知UE在子带内/外进行传输/接收,并确定了半静态SBFD和动态SBFD。对于半静态SBFD,仅允许在DL子带中进行DL 接收,仅允许在DL/灵活符号中的UL子带中进行UL传输。对于动态SBFD,灵活符号中可能允许或不允许DL 子带外的DL接收和/或UL子带外的UL传输。动态SBFD可以根据UL/DL流量负载更好地适应UL/DL资源需求,但可能会增加实施/调度的复杂性和CLI,导致资源损失,并可能导致额外的规范影响。

跨SBFD符号和非SBFD符号的传输和接收
研究了跨SBFD符号和非SBFD符号的UL传输和DL接收的影响和潜在增强。潜在增强包括时间、频率、功率和空间域的资源分配增强。RAN1研究了 SBFD感知UE是否允许在相同或不同时隙中跨SBFD和非SBFD符号进行传输/接收。此外,RAN1研究了在具有不同可用资源的SBFD和非SBFD符号中进行传输/接收的情况下不一致的频率边界和频率资源分配增强。此外,RAN1得出结论,单独的资源、跳频参数、UL功率控制参数和/或波束/空间关系可能对SBFD和非SBFD符号有益。

SBFD和灵活/动态TDD的CLI处理方案
RAN1确定并评估了以下SBFD和灵活/动态 TDD的gNB/UE间CLI处理方案:
1. Inter-gNB/UE co-channel CLI测量和/或信道测量和报告
2. gNB间时间/频率资源的协调调度
3. 空间域协调方法
4. UE和gNB传输和接收时序
5. 基于gNB/UE传输功率调整的功率控制方案

性能评估结果和分析:
关键的评估假设,
进行了系统级评估以了解SBFD相对于静态TDD的性能优势。评估了非共存情况(一个单一运营商)、同信道共存情况(单个运营商的2层拓扑,宏层使用静态TDD,室内层使用SBFD)和相邻信道共存情况(两个运营商使用两个相邻载波,其中一个运营商使用静态TDD,另一个运营商使用SBFD)。对于所有情况,假设所有gNB都采用相同的SBFD配置。考虑了四种关于TDD和SBFD配置以及相应的DL/UL资源比率的替代方案,其中X 代表SBFD时隙,数字代表UL资源比率:
Alt-1:静态TDD为 {DDDSU}(20%),SBFD为 {DXXXU}(32%)
Alt-2:静态TDD为 {DDDSU}(20%),SBFD为 {XXXXU}(35%)
Alt-3:静态TDD为 {DDSUU}(40%),SBFD为 {XXXXU}(40%)
Alt-4:静态TDD为 {DDDSU}(20%),SBFD为 {XXXXX}(20%)
关键假设用于得出观察结果和结论。

半静态SBFD的系统级性能,
RAN1得出的结论是,半静态SBFD在特定评估场景中提供了用户感知吞吐量 (UPT) 增益,如下表所示:

RAN1得出的结论是,带有XXXXX的SBFD的DL/UL UPT增益来自更多的 DL/UL传输机会。对于带有XXXXU的SBFD,UL UPT增益来自更多的UL 资源和更多的UL传输机会,而DL UPT损失来自更少的DL资源。此外,UL UPT损失来自gNB-gNB CLI和噪声系数因更高的阻塞功率而增加,而DL UPT损失来自 UE-UE CLI。

半静态SBFD的上行覆盖增益,
3GPP进行了链路级别评估,以评估XXXXU的SBFD相对于DDDSU的TDD的UL覆盖改进。基于gNB自干扰抑制能力1dB灵敏度降低的假设和不同的同站扇区间隔离值,RAN1观察到的PUSCH Repetition Type A的半静态 SBFD在FR1 UMa中提供5.41dB的UL覆盖增益,在FR2-1密集UMa中提供 6.92dB的UL覆盖增益。

新的干扰和 CLI 处理方案

SBFD 和灵活/动态 TDD 允许同时从 gNB/用户设备 (UE) 进行 DL/UL 传输,从而引入了新的干扰类型(图 1)。正确建模这些干扰对于充分的性能评估至关重要。在本研究中,还研究和评估了 SBFD 和灵活/动态 TDD 的交叉链路干扰 (CLI) 处理方案。
更多的详细研究信息可参考TR38.858.

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