5G上下行傳輸方案及資源塊映射

傳輸方案

1. 下行傳輸方案

• 採用基於透明DMRS的傳輸方式，即層到DMRS端口採用一對一的直接映射方式，數據層與對應的DMRS端口使用相同的空域預處理方式。在這種方式下，預編碼與波束賦形等關鍵的MIMO操作體現在DMRS端口到物理天線端口的映射方式中。

• CSI的獲取能力將決定傳輸過程中能夠支持的技術方案。例如多UE傳輸過程中，整體系統性能依賴於基站側準確的調度和預編碼，從而在發送端最大限度的抑制和避免UE間的干擾，這需要更爲準確的CSI反饋。

  • 基於CSI反饋或者信道互異性信息進行預編碼的方式稱爲閉環傳輸。設計焦點在於提升基站獲取信道信息的準確性。這些設計包括擴信道狀態信息的反饋機制、碼本設計、上下行參考信號的設計。
  • 高速移動場景下，當及時獲取高精度CSI較爲困難時，基站只能根據有限的CSI（如帶寬反饋的第一級預編碼矩陣）進行粗略預編碼，稱爲準開環傳輸。
  • 發送時使用的空域預處理方式不依賴於終端反饋的信道狀態信息或者信道互異性，稱爲開環傳輸。

• 多用戶傳輸方案：單用戶和多用戶的切換過程要求是動態的，以實現傳輸方式和應用條件的匹配。因此NR系統通過一個統一的傳輸模式靈活的支持多種MIMO傳輸方案。

  • 多UE：
    • 多UE傳輸更依賴於CSI反饋精度，因此NR引入高精度的Type2碼本，能夠有效提升MU-MIMO的系統性能。對於MU-MIMO，NR系統支持的層數和DMRS配置有關，對於DMRS配置類型1，最多支持8層數據；對於類型2，最多支持12層數據。MU-MIMO傳輸時，每個UE最多支持4層數據。
    • 在多UE傳輸過程中，基站的調度和預編碼的準確性是影響系統性能的關鍵因素。
    • 終端側接收機的干擾抑制能力會對MU-MIMO產生顯著的影響。而終端側進行UE間干擾的能力在很大程度上取決於終端能夠獲知的干擾信息，如共同調度UE的資源分配、調製編碼方式、DMRS端口等。

• 多點協作傳輸方案：可以改善小區邊緣的覆蓋，在服務區提供更爲均衡的服務。

  • ①網絡形態：以大量的分佈式接入點+基帶集中處理的方式進行網絡部署，均衡UE的體驗速率，顯著降低越區切換帶來的時延和信令開銷。
  • ②保證網絡覆蓋：高頻段相對密集的部署，採用模塊化的有源天線陣列。每個TRP的天線陣可以分爲若干相對獨立的子陣Panel，進行靈活的分佈式部署。
  • ③保證鏈路連接頑健性：利用多個TRP/Panel之間的協作，從多個角度的多個波束進行傳輸/接收，降低阻擋效應的不利影響。

• 根據發送信號流到多個TRP/Panel上的映射關係，多點協作傳輸技術分爲相干和非相干傳輸。相干傳輸時，每個數據層會通過加權向量映射到多個TRP/Panel上。非相干傳輸中，每個數據流只映射到部分TRP/Panel上。

2. 上行傳輸方案

• UE上行多天線傳輸也採用基於透明DMRS的傳輸方式，但具體發送方案需要根據基站指示。
  • NR中仍保留DFT-S-OFDM方案，但此時每個UE只能進行單流傳輸。
  • CP-OFDM調製更好與MIMO結合，並且均衡算法簡單，因此上行鏈路支持CP-OFDM調製。每個UE最多可以使用4個數據流，從而支持更高的峯值速率。
• 上行可以支持基於碼本和非碼本兩種傳輸方式。
  • 對於基於碼本的傳輸方式而言，碼本的設計是標準化的核心內容。在上行鏈路中，針對DFT-S-OFDM和CP-OFDM兩種波形，其碼本的設計思路存在明顯的差異。對於DFT-S-OFDM波形，由於其應用場景主要是功率受限的邊緣覆蓋場景，因此在碼本中需要充分考慮預編碼矩陣對功率利用率的影響。這一因素對碼本的優化有很大的限制。相對而言，CP-OFDM波形的應用場景對功放效率的要求更爲寬鬆，因而其碼本設計優化的靈活度也更高。除了波形的因素之外，上行碼本的設計還需要考慮到UE天線的相干傳輸能力的影響。
  • 對於上下行存在互異性的系統，可以採用非碼本的傳輸方式。在這種情況下，UE可以基於對下行信道的測量向基站推薦上行鏈路中可以使用的預編碼矩陣，然後由基站確定上行調度時使用的預編碼矩陣。

資源塊映射

概念：將各個天線端口的待發送符號映射到實際的物理資源上。

1. 天線端口待發送符號先映射到虛擬資源塊（VRB）上，再映射到實際的物理資源塊（PRB）上。
2. 待發送符號按照先頻域（子載波）後時域（符號）的順序將調製符號映射到VRB上。
3. 對於下行的資源映射，需要避開不能用於PDSCH發送的資源。這些資源包括預留的系統資源、發送下行參考信號的資源、用於發送其他信道的資源等。UE在解調前，需要通過解讀高層信令和DCI指令獲知信息，再進行相應的PDSCH信道解調。