《電子技術(shù)應(yīng)用》
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5G中Multi-TRP based URLLC傳輸方案設(shè)計
2019年電子技術(shù)應(yīng)用第8期
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
摘要: 超高可靠低時延通信(URLLC)作為5G的三大應(yīng)用場景之一,,受到了越來越廣泛的關(guān)注,。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蟆榱嗽鰪?qiáng)傳輸?shù)聂敯粜院涂煽啃?,從空分,、頻分和時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)計了一種新的動態(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,,動態(tài)切換的方式能提供顯著的性能增益。
中圖分類號: TN929.5
文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190632
中文引用格式: 王瑜新,,邱剛,,魯照華,等. 5G中Multi-TRP based URLLC傳輸方案設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用,,2019,,45(8):10-13.
英文引用格式: Wang Yuxin,Qiu Gang,,Lu Zhaohua,,et al. The design of Multi-TRP based URLLC transmission scheme in 5G[J]. Application of Electronic Technique,2019,,45(8):10-13.
The design of Multi-TRP based URLLC transmission scheme in 5G
Wang Yuxin,,Qiu Gang,Lu Zhaohua,,Jiang Chuangxin,,He Zhen
ZTE Corporation,Shenzhen 518057,,China
Abstract: Ultra-reliable and low latency communication(URLLC) is one of the three big scenarios in 5G, and is paid more and more attention now. Internet of vehicle is one of the application about URLLC, and it has high requirement about reliability of information transmission. In order to improve the reliability and robustness of transmission, several transmission schemes of Multi-TRP based URLLC is introduced from the perspective of SDM, FDM and TDM, and the merit and demerit of these schemes are compared with each other. In addition, a new method of indicating dynamic switching between these schemes is proposed, and the performance is evaluated. Based on the simulation results, significant performance gain can be obtained by the scheme of dynamic switching.
Key words : ultra-reliable and low latency communication(URLLC),;Multi-TRP;transmit with repetition

0 引言

    5G的新空口將支持三大應(yīng)用場景,,分別是增強(qiáng)移動寬帶(eMBB)、海量機(jī)器類通信(mMTC)和超高可靠低時延通信(URLLC),。對于URLLC,,其特點(diǎn)是高可靠、低時延,可靠性可高達(dá)99.999%,時延可低至在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蟆榱嗽鰪?qiáng)傳輸?shù)目煽啃院汪敯粜?,NR Rel-16重啟了對Multi-TRP傳輸技術(shù)的討論[1],。基于此,,本文從空分,、頻分和時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)計了動態(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?,這些重復(fù)的傳輸塊可以被重復(fù)的物理下行控制信道調(diào)度。

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    對于傳輸塊的重復(fù)發(fā)送方式,,在3GPP的RAN1 96次會議上,,確定了采用空分(SDM)、頻分(FDM),、時隙內(nèi)時分(TDM)和時隙間時分(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。

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    (1)方案1(SDM)

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

    ①方案1a

    每個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)用層來自一個相同的碼字,,此碼字使用1個冗余版本(RV)。

    ②方案1b

    每個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TCI和一組的解調(diào)參考信號端口相關(guān)聯(lián),。此外,每個TRP的一層或一組層對應(yīng)一個獨(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)的時隙內(nèi)配置多個TCI狀態(tài),在頻域資源分配上不重疊,。每個不重疊的頻域資源分配關(guān)聯(lián)一個TCI狀態(tài),。

    ①方案2a

    一個碼字使用一個RV,此碼字映射到所有的頻域資源分配位置上,。

    ②方案2b

    一個碼字使用一個RV,,不同的碼字映射到每一個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(時隙內(nèi)TDM)

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

    (4)方案4(時隙間TDM)

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

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1.2 動態(tài)切換的方案設(shè)計

    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)時域的重復(fù)次數(shù)大于1時,可對TDM,、FDM+TDM和SDM+TDM這3種方式進(jìn)行動態(tài)切換,;當(dāng)時域的重復(fù)次數(shù)等于1時,可對FDM和SDM這兩種方式進(jìn)行動態(tài)切換,。

    此外,,當(dāng)時域重復(fù)的次數(shù)為1時,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?。為了獲得更大的靈活度,,可以基于信道條件動態(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方案的動態(tài)切換,,以及repetition方案中的TDM,、FDM+TDM和SDM+TDM這3種方式的動態(tài)切換,本文設(shè)計了新的DMRS信令指示表格,,如表2所示,。表2中一個碼字下的索引為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中兩個碼字下對應(yīng)的索引同樣可采用類似的方法來動態(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,,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,,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)的動態(tài)切換功能,。

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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TRP單獨(dú)傳輸1層的數(shù)據(jù),2個TRP使用的MCS和資源分配配置相同,,這2個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TRP,、兩個TRP不做repetition和兩個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)于其余兩個方案,這是因?yàn)榻邮斩丝梢宰鲕浐喜?。對于譜效率,,兩個TRP做repetition的方案相比其余兩個方案在低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>

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    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,同時評估了non-repetition和repetition方案動態(tài)切換的性能,,如表4的最后一行所示,,可以看出動態(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,。

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3 結(jié)論

    本文從空分,、頻分和時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)計了動態(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)

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