0 引言

    5G的新空口將支持三大應(yīng)用場景，分別是增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）,、海量機(jī)器類通信（mMTC）和超高可靠低時(shí)延通信（URLLC）,。對于URLLC，其特點(diǎn)是高可靠,、低時(shí)延,可靠性可高達(dá)99.999%,，時(shí)延可低至在1 ms以內(nèi)。URLLC的主要應(yīng)用包括：工業(yè)應(yīng)用和控制,、交通安全和控制,、遠(yuǎn)程制造、遠(yuǎn)程培訓(xùn),、遠(yuǎn)程手術(shù)等,。

    對于多發(fā)送接收節(jié)點(diǎn)(Multi-TRP)的傳輸技術(shù)，曾經(jīng)在3GPP的NR Rel-15討論初期取得了初步的進(jìn)展,，但由于Rel-15版本的討論時(shí)間有限,，此議題被擱置。車聯(lián)網(wǎng)是URLLC的主要應(yīng)用之一,，對信息傳輸?shù)目煽啃杂泻芨叩男枨?。為了增?qiáng)傳輸?shù)目煽啃院汪敯粜裕琋R Rel-16重啟了對Multi-TRP傳輸技術(shù)的討論^[1],?；诖耍疚膹目辗?、頻分和時(shí)分的角度分別介紹了多種Multi-TRP based URLLC技術(shù)方案,，對比分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。此外,，設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)切換傳輸方式的信令指示方案,，并對多種方案進(jìn)行了性能仿真評估。

1 URLLC場景下的多發(fā)送接收節(jié)點(diǎn)傳輸方案

1.1 Multi-TRP based URLLC方案

    對于Multi-TRP的傳輸,，可以從兩個(gè)不同的TRP發(fā)送相同的傳輸塊（TB）,，如圖1所示,。為了在接收端支持軟合并，可以對這些重復(fù)的傳輸塊使用不同的冗余版本,。另外,，為了進(jìn)一步增強(qiáng)傳輸?shù)目煽啃裕@些重復(fù)的傳輸塊可以被重復(fù)的物理下行控制信道調(diào)度,。

    對于傳輸塊的重復(fù)發(fā)送方式,，在3GPP的RAN1 96次會(huì)議上，確定了采用空分（SDM）,、頻分（FDM）,、時(shí)隙內(nèi)時(shí)分（TDM）和時(shí)隙間時(shí)分（TDM）作為Multi-TRP based URLLC發(fā)送方案的候選技術(shù)^[2]，發(fā)送信號流程框圖如圖2所示,。

    (1)方案1（SDM）

    在單獨(dú)的時(shí)隙內(nèi)配置多個(gè)傳輸配置指示(TCI)狀態(tài),，在時(shí)頻資源上重疊。

    ①方案1a

    每個(gè)TRP發(fā)送相同傳輸塊的一層或一組層,，這一層或一組層與一個(gè)TCI和一組的解調(diào)參考信號端口相關(guān)聯(lián),。此外，所有TRP的空間復(fù)用層來自一個(gè)相同的碼字,，此碼字使用1個(gè)冗余版本（RV）,。

    ②方案1b

    每個(gè)TRP發(fā)送相同傳輸塊的一層或一組層,，這一層或一組層與一個(gè)TCI和一組的解調(diào)參考信號端口相關(guān)聯(lián),。此外，每個(gè)TRP的一層或一組層對應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的碼字,，不同的碼字可以使用相同的RV或不同的RV,。

    (2)方案2（FDM）

    在單獨(dú)的時(shí)隙內(nèi)配置多個(gè)TCI狀態(tài)，在頻域資源分配上不重疊,。每個(gè)不重疊的頻域資源分配關(guān)聯(lián)一個(gè)TCI狀態(tài),。

    ①方案2a

    一個(gè)碼字使用一個(gè)RV，此碼字映射到所有的頻域資源分配位置上,。

    ②方案2b

    一個(gè)碼字使用一個(gè)RV,，不同的碼字映射到每一個(gè)非重疊的頻域資源分配位置上，不同碼字之間的RV可以相同或不同,。

    (3)方案3（時(shí)隙內(nèi)TDM）

    在單獨(dú)的時(shí)隙內(nèi)配置多個(gè)TCI狀態(tài),，在時(shí)域資源分配上不重疊，時(shí)域的顆粒度為微時(shí)隙（mini-slot）,，每個(gè)TRP發(fā)送的TB對應(yīng)一個(gè)TCI和一個(gè)RV,。

    (4)方案4（時(shí)隙間TDM）

    在多個(gè)不同的時(shí)隙之間配置多個(gè)TCI狀態(tài)，每個(gè)TRP發(fā)送的TB對應(yīng)一個(gè)TCI和一個(gè)RV,。

    對于以上4種Multi-TRP based URLLC方案,，其優(yōu)缺點(diǎn)對比如表1所示,。

1.2 動(dòng)態(tài)切換的方案設(shè)計(jì)

    為了充分發(fā)揮各種方案的優(yōu)勢，上述SDM,、FDM的方式可與TDM的方式互相結(jié)合,，支持FDM+TDM和SDM+TDM的方式。為了獲得更大的靈活度,，當(dāng)時(shí)域的重復(fù)次數(shù)大于1時(shí),，可對TDM、FDM+TDM和SDM+TDM這3種方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換,；當(dāng)時(shí)域的重復(fù)次數(shù)等于1時(shí),，可對FDM和SDM這兩種方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換。

    此外,，當(dāng)時(shí)域重復(fù)的次數(shù)為1時(shí),，可以是面向URLLC的Multi-TRP傳輸，比如SDM/FDM,，也可以是傳統(tǒng)的面向eMBB的Multi-TRP傳輸,。相比URLLC的repetition方案，可以把面向eMBB的Multi-TRP傳輸稱為non-repetition方案,。non-repetition方案可以改進(jìn)傳輸效率提高吞吐量,，而repetition方案則可以增強(qiáng)傳輸?shù)目煽啃院汪敯粜浴榱双@得更大的靈活度,，可以基于信道條件動(dòng)態(tài)切換repetition方案和non-repetition方案,。

    為了實(shí)現(xiàn)以上repetition方案和non-repetition方案的動(dòng)態(tài)切換，以及repetition方案中的TDM,、FDM+TDM和SDM+TDM這3種方式的動(dòng)態(tài)切換,，本文設(shè)計(jì)了新的DMRS信令指示表格，如表2所示,。表2中一個(gè)碼字下的索引為0～7對應(yīng)non-repetition方案,，將其余索引分成3個(gè)組，分別對應(yīng)repetition方案中的TDM,、FDM+TDM和SDM+TDM這3種方案,。表2中兩個(gè)碼字下對應(yīng)的索引同樣可采用類似的方法來動(dòng)態(tài)切換各種方案。當(dāng)DCI中TCI域所指示的TCI狀態(tài)數(shù)為1時(shí),，則用Rel-15 NR中的DMRS指示表格（即舊表）,；而當(dāng)DCI中TCI域所指示的TCI狀態(tài)數(shù)大于1時(shí)，則用表2,。此信令指示方案的優(yōu)點(diǎn)是,，既可以保持和Rel-15 NR一樣的信令開銷，又能后向兼容Rel-15 NR的用戶,，實(shí)現(xiàn)了non-repetition方案和repetition方案(包括TDM,、FDM+TDM和SDM+TDM)的動(dòng)態(tài)切換功能,。

2 性能評估及分析

    為了驗(yàn)證Multi-TRP based URLLC性能，本文首先使用鏈路級仿真評估了repetition和non-repetition方案相對于Single-TRP性能：

    (1)Repetition：基于相干聯(lián)合傳輸(NCJT)的SDM repetition

    每個(gè)TRP單獨(dú)傳輸1層的數(shù)據(jù),，2個(gè)TRP使用的MCS和資源分配配置相同,，這2個(gè)TRP分別使用DMRS端口0和端口2。

    (2)Non-repetition：面向eMBB的Multi-TRP傳輸

    每個(gè)TRP單獨(dú)傳輸1層的數(shù)據(jù),，資源分配的配置相同,，這2個(gè)TRP分別使用DMRS端口0和端口2，兩層的數(shù)據(jù)部重復(fù),。

    單個(gè)TRP,、兩個(gè)TRP不做repetition和兩個(gè)TRP做repetition的鏈路級性能比較如圖3所示。仿真的主要參數(shù)配置如表3所示,，采用64QAM的調(diào)制方式,。從圖3的仿真結(jié)果可以看出，repetition方案的誤塊率(Block Error Rate,，BLER)性能要優(yōu)于其余兩個(gè)方案,，這是因?yàn)榻邮斩丝梢宰鲕浐喜ⅰτ谧V效率,，兩個(gè)TRP做repetition的方案相比其余兩個(gè)方案在低SNR區(qū)域可以獲得最高的譜效率,，而在高SNR區(qū)域，兩個(gè)TRP不做repetition的方案性能最好,。這是由于在高SNR區(qū)域的傳輸性能主要依賴于復(fù)用階數(shù),，而在低SNR區(qū)域更追求的是傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

    室內(nèi)(Indoor)場景下單小區(qū)、NCJT with repetition和NCJT without repetition的系統(tǒng)級仿真性能如表4所示,。從表4的5%吞吐量和中斷概率這兩項(xiàng)指標(biāo)可以看出,，相比單小區(qū)的性能，兩個(gè)TRP之間做repetition和不做repetition這兩種方案都能帶來很大的性能增益,。在系統(tǒng)級仿真中，同時(shí)評估了non-repetition和repetition方案動(dòng)態(tài)切換的性能,，如表4的最后一行所示,，可以看出動(dòng)態(tài)切換的方式能提供顯著的性能增益。系統(tǒng)仿真假設(shè)如表5所示,。

3 結(jié)論

    本文從空分,、頻分和時(shí)分的角度分別介紹了多種Multi-TRP based URLLC技術(shù)方案，對比分析了其優(yōu)缺點(diǎn),。此外,，設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)切換傳輸方式的信令指示方案，并對多種方案進(jìn)行了性能仿真評估,。仿真結(jié)果表明,，動(dòng)態(tài)切換的方式能提供顯著的性能增益,。

參考文獻(xiàn)

[1] 3GPP，RP-182067,，Revised WID：enhancements on MIMO for NR[R].Samsung,，2018.

[2] 3GPP，F(xiàn)inal Report of 3GPP TSG RAN WG1 #96 v2.0.0[R].2019.

[3] 3GPP TS 38.211.NR：Physical channels and modulation[S].France,，3GPP Support Office,，2019.

作者信息:

王瑜新，邱  剛,，魯照華,，蔣創(chuàng)新，何  震

(中興通訊股份有限公司,，廣東 深圳518057)