C114通信网: 门户(微博 微信) 论坛(微博) 人才(微博) 百科 | C114客户端 | English | IDC联盟 与风网

技术 - 行业技术 - 无线通信 - 正文 运营商投稿当日通信资讯

3D-MIMO大规模阵列天线(2)

http://www.erjfy.club ( 2019/8/6 10:49 )

5G NR中最重要的射频技术变革就是3D-MIMO大规模阵列天线技术的应用,以至于相当一部分NR物理层架构设计内容都是围绕该技术进行适配更新,这里以对比的视角对5G系统中的3D-MIMO天线技术进行介绍。

由于5G在系统设计时已经取消了小区级参考信号,因此天线端口信号传输都基于UE专属参考信号(DMRS)进行信道评估。为了使得“层”到天线端口传输数据的映射更加统一和简化,NR标准在下行共享信道实现中索性彻底取消了LTE中基于小区级参考信号的预编码矩阵方案,而使用类似LTE中通过3D-MIMO天线技术实现的赋形预编码方案进行SU/MU-MIMO,同时随之简化掉的是复杂的传输模式类型TM1-TM10。当然,传输分集模式也没有进行定义,基站侧用波束赋形进行了更新。对于空分复用,NR下行共享传输信道最多可实现双码字-8层映射,UE通过解码PDCCH DCI格式1-1获取传输码字信息,以及相应的天线端口信息,对于DMRS配置类型1的最大双码字-8层传输天线端口映射为{1000~1007},对于DMRS配置类型2的最大双码字-8层传输天线端口映射为{1000,1001,1002,1003,1006,1007,1008,1009}。采用这样的设计思?#20998;?#35201;有两方面的优势,首先,网络基站侧对于UE关于传输模式变化不再借助于高层信令半静态进行传递,UE完全通过物理控制信道动态解码获取,这样交互时延大大缩短。另外,随着取消传输模式类?#25237;?#20041;,?#24615;?#20256;输模式类型转化的高层信令也同时简化,减小了网络与终端侧信令负荷开销。

如同LTE在R10以后引入CSI-RS的理念一致,NR中的CSI-RS设置同样是一个决定大规模阵列天线SU/MU-MIMO多流传输效果非常重要的?#38382;?#30446;前协议版本中,LTE与NR最大可配置CSI-RS天线端口数均为32,该数值与3D-MIMO天线设备通道赋形权?#30340;?#21147;紧密相关。NR中CSI-RS参考信号的配置方式有三种,可以被配置为周期传输类型,?#37096;?#20197;通过高层信令半静态地配置为非周期或者半?#20013;?#20256;输类型。尽管在NR中CSI-RS参考信号本身被赋予了更丰富的内涵,例如UE可以通过CSI-RS进行时频域位置精确锁定、基于波束切换的移动性测量,但结合3D-MIMO天线技术,基于CSI-RS对应的PDSCH参考资源的测量进行信道质?#21487;?#25253;(CQI)以及闭环预编码码本索引(PMI)以供基站进行赋形预编码矩阵选择,这一过程仍然是其最典型的应用价值所在。除此之外,与之相关的CSI上报信息还包含CRI(CSI-RS resource indicator)上报、LI(layer indicator)上报以及SSBRI(SSB resource indicator)上报。由于CSI-RS可以进行多个资源配置,UE通过CRI明确了与CSI上报相关的测量资源。LI表征PMI所对应预编码矩阵的某一列,而该列恰好是具有最好传输信道条件下码字所对应最强的层映射。如果在连接态UE需要针对物理层信道RSRP测?#21487;?#25253;,可以将CSI上报配置为基于cri-RSRP或者ssb-Index-RSRP,如果采取后者就需要结合SSBRI明确测量的SSB端口,这种设计其实赋予UE更多的灵活性,在连接态下既可以通过测量CSI-RS评估信道覆盖情况,?#37096;?#20197;通过SSB波束来进行评估,这些信息反馈给基站,基站根据特定的算法可以综合进行优化调整。

5G NR在PMI基于码本反馈方面的设计相较LTE复杂很多,一共分为Type I和Type II两大类型,每种类型又包含了两类子型。这两大类型主要的区别在于码本精度不同,同时伴随的PMI反馈开销也不同。Type I分为单天线阵列板码本?#25237;?#22825;线阵列板码本,多天线阵列板码本使用场景类似于LTE传输模式TM10中多小区联合ComP技术可以实现多AAU联合传输,多天线阵列板码本使用时需假设面板之间传输信号相位恒定,目前协议定义在CSI-RS端口为8、16、32下,可配对多天线阵列板个数为2或4。Type II在Type I基础上进一步提升了反馈码本的精度,当然反馈开销也较大,目前协议规定基于该种PMI反馈类型下,信道的秩(RI)不超过2。Type II通过终?#25628;?#25321;测量CSI-RS窄波束上报,并结合幅度以及相位反馈信息辅助基站逼近理想赋形权值性能,值得注意的是,通过高层?#38382;?#23450;义的Type I码本子集限制规定了特定码本子集是否可选,而Type II码本子集限制则规定了特定码本相关上报幅值的上限。Type II子类型2上报基于极化方向的端口权值码本,基站可以结合特定CSI-RS赋型预编码矩阵进一步提升空间波束赋形精?#21462;?/p>

5G NR上行共享信道可以选择基于码本和非码本两种传输方式,这两种传输方式都通过UE解码PDCCH DCI格式0_0、DCI格式0_1或者半静态配置方式进行资源调?#21462;?#22522;站通过高层?#38382;齮xConfig配置决定UE是否使用码本传输方式,如果该?#38382;?#27809;?#20449;?#32622;,上行共享信道传输模式采取单天线端口模式,此时,UE不期望传输资源由PDCCH DCI格式0_1进行调度,但是可以由DCI格式0_0进行调?#21462;?#20026;了更好地利用基站多天线阵列基于终端SRS(Sounding Reference Signal)上报评估信道相关性从而实现多波束赋形,5G终端可以支持SRS基于不同天线端口的轮发或并发,SRI(SRS resource indicator)是SRS资源配置的标识,可以用来明确轮发或并发SRS信号。

上行共享信道码本传输与非码本传输本?#26159;?#21035;在于基站侧是否下发码本指示(TPMI)以辅助终端进行预编码矩阵选择,对于这两种传输模式,可选择的预编码矩阵集合是一样的。

码本传输方式中,有别于LTE终端需要根据基站指示TPMI(Transmitted Precoding Matrix Indicator,宽带预编码矩阵指示),信道秩的个数进?#26032;?#26412;传输选择,而5G终端可以基于DCI动态调?#28982;?#32773;高层?#38382;?#21322;静态调度下发的SRI、TPMI和传输信道秩RI自主决定预编码码本,这种方式赋予了终端一定的灵活性。基站在码本选择时需参考SRS信号,下发TPMI时需与对应SRI进行关联。非码本传输模式中,根据信道互易性原则,终端可以通过测量高层预先与SRS关联配置的一个NZP-CSI-RS资源评估下行信道从而选择上行预编码矩阵,值得一提的是,为了更好地通过互易性评估,非码本传输模式下只能配置一个SRS资源集合,一个资源集合最大配置4个SRS资源,每个SRS资源只能配置一个SRS端口,另外SRS?#37096;?#20197;进行预编码,这样的设计主要为了适应今后5G终端不断升级?#37096;?#20197;实现窄波束赋形。非码本传输模式相比码本传输模式节省了码本指示信息开销。

5G NR除了在下行共享业务信道中使用3D-MIMO的窄波束赋形技术,与LTE早期版本不同的是,目前下行控制信道以及物理信号?#37096;?#20197;通过特定算法实现窄波束赋形,这样一方面不仅能够提升控制信道的信息解码成功率,另一方面通过与业务信道预编码矩阵相结合,能够进一步提升业务信道的空分复用效果。虽然控制信道赋形技术并没有明确在3GPP协议中体现,但主流设?#36171;?#21830;均已具备类似的算法和能力,不得不说这也是5G大规模阵列天线应用的一项实践创新。

作者:张阳   来源:人民?#23454;?#25253;

  免责声明:本文仅代表作者个人观点,与C114中国通信网无关。其原创性以及文中?#29575;?#25991;字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或?#20449;擔?#35831;读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

给作者点赞

轻松参与

0VS0

表达立场

写的不太好

本文关键字: 射频技术1, MIMO8, 天线21, LTE8, 基站12, 空分复用2, 网络2, 信令4, 移动1, 宽带1, 3GPP1

Copyright©1999-2019 c114 All Rights Reserved
上海荧通网络信息技术有限公司版权所有
南方广告业务部: 021-54451141,54451142 E-mail:[email protected]
北方广告业务部: 010-63533177,63533977 E-mail:[email protected]
编辑部联系: 021-54451141,54451142 E-mail:[email protected]
服务热线: 021-54451141,54451142
沪ICP备12002291号
太阳神之忒伊亚电子游戏