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帶你讀《5G 無線增強設計與國際标準》第三章增強多天線技術3.4上行滿功率發送(一)

3.4.1  基本原理

在 R15中,對千基千碼本的 PUSCH傳輸,基站可以為終端配置一個用途為"碼本”的 SRS資源集,最多包含兩個 SRS資源,所有 SRS資源的天線端口數相同。當 PUSCH為單端口傳輸時,PUSCH的傳輸功率為終端根據 PUSCH功率控制公式計算出的功率,此時 PUSCH可以滿功率傳輸(PUSCH可達到的最大傳輸功率為終端支待的最大輸出功率)。當 PUSCH為多端口傳輸時,PUSCH的傳輸功率為根據 PUSCH功率控制公式計算出的功率乘以縮放系數 N/M後的功率,其中,N表示功率非零的 PUSCH端口的數量,M表示終端支待的一個 SRS資源的最大天線端口數量。在這種功率控制規則下,如果PUSCH功率非零的端口數量小千終端支待的一個 SRS資源的最大天線端口數量,前述縮放系數将小千 1,無法實作 PUSCH的滿功率傳輸。

基站可以為終端配置的碼本子集取決千終端的相千傳輸能力。當兩個天線端口無法相千傳輸時,兩個天線端口對應的天線單元發射通路互相間的功率差、相位差在不同的時刻可能發生較大變化。如果一層資料使用不能相千傳輸的天線端口同時傳輸,這種變化有可能導緻基站排程的預編碼矩陣與 PUSCH實際傳輸時的信道不比對, 進而影響PUSCH的傳輸性能。R15上行碼本的設計考慮了終端的相千傳輸能力,并通過配置碼本子集來避免用不能相千傳輸的天線端口傳輸一層資料。NR系統定義了以下 3種相千傳輸能力,通過終端支待的碼本子集來表征。

·全相幹:所有的天線都可以相幹傳輸。

·部分相幹:同一相幹傳輸組内的天線可以相幹傳輸,相幹傳輸組之間不能相幹傳輸,每個相幹傳輸組包含兩個天線。

·非相幹:沒有天線可以相幹傳輸。

R15協定規定相千傳輸能力為非相千的終端(NC-UE)和部分相千的終端(PC-UE)隻允許配置使用一部分碼本子集。結合PUSCH的功率控制規則,這些終端在進行低秩

(資料層數較小)MIMO傳輸時不能達到滿功率。在實際系統中,位千小區邊緣的終端信噪比通常比較低,為了保證信号品質,基站往往會排程終端進行低秩傳輸,且以盡可能大的發送功率發送。無法滿功率傳輸将影響低信噪比區域終端的性能,進而影響小區覆寫。

NC-UE和 PC-UE在低秩時無法實作滿功率傳輸是由千碼本子集限制和 PUSCH的功率控制規則。對碼本子集限制進行增強或對 PUSCH功率控制規則進行增強都可以實作PUSCH的滿功率傳輸。R16從這兩個角度出發,設計了 PUSCH的滿功率傳輸方案。

終端可以達到的最大輸出功率通過終端的功率等級來表征,其取值與終端的功率放大器(PA,PowerAmplifier)結構有關。R15NR設計了一種适用千所有 PA結構下的終端的 PUSCH功率控制規則。實際上,在相同的功率等級下,不同的 PA結構對應的 PUSCH滿功率傳輸能力不同。例如,如果終端的每個 PA都可以滿功率傳輸(每個 PA都可以達到終端的功率等級所對應的最大輸出功率),則終端使用任意一個預編碼矩陣都可以實作滿功率傳輸。但如果終端隻有一部分 PA可以滿功率傳輸,則隻在使用特定預編碼矩陣時才具備滿功率傳輸能力。是以,終端的 PA結構是 PUSCH滿功率傳輸的一個重要因素。R16上行滿功率發送的傳輸方案考慮了不同終端的 PA結構。

對千每個 PA都可以滿功率傳輸的終端,R16允許基站為終端配置一種特定的滿功率傳輸模式,稱之為 Mode0滿功率傳輸模式。如果終端的一個或多個 PA不能滿功率傳輸,Mode0滿功率傳輸模式不再适用。為了使得全部或部分 PA不能滿功率傳輸的終端也可以實作滿功率傳輸,R16引入了 Mode1和 Mode2這兩種滿功率傳輸模式。

3.4.2    Mode0 方案

Mode0滿功率傳輸模式通過使用新的 PUSCH的功率控制規則實作 PUSCH的滿功率傳輸,即将PUSCH的功率縮放系數固定為 1。PUSCH的傳輸功率為終端根據 PUSCH功率控制公式計算出的功率,SRS資源配置、碼本子集、碼本子集的配置限制等沿用 R15協定的規定。