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5G 基於單/多波束的統一RACH流程

2021-11-17知識

在NR中,統一初始接入流程需考慮單波束和多波束操作。接入方案的設計應涵蓋不同的場景以及TRP和UE的不同假設能力。在NR的低頻網路中,TRP/UE的下行覆蓋區域或上行覆蓋距離可以由單個波束覆蓋,這被稱為基於單波束的方法。然而,在更高頻率的情況下,由於較大的路徑損耗,通道/訊號傳輸嚴重依賴於高度定向鏈路。在這種情況下,需要多個定向波束來覆蓋下行覆蓋區域並執行初始接入,這稱為基於多波束的方法。無論如何,從UE的角度來看,對於基於單波束或多波束的方法,初始接入過程應盡可能統一。

此外,TRP的不同波束賦形能力和UE的波束賦形能力也將影響基於波束的接入設計。例如,取決於TRP的波束賦形能力,它可能能夠在一個方向、多個方向或實際上在所有可能的方向上同時發送同步訊號。無論如何,對於TRP/UE的不同波束賦形能力,初始接入過程也應該盡可能統一。

對於高頻情況下基於多波束的接入操作,小區所需的波束數量可能非常大。具有不同波束的初始接入通道/訊號通常是具有相同傳送資訊的多次重復。與基於單波束的方法相比,這些通道/訊號的開銷隨著小區中所需波束數的增加而增加。因此,基於波束接入的第一個問題是開銷。

此外,由於UE的移動性,接收初始接入通道/訊號的UE的服務波束可能需要改變。UE處頻繁的波束切換將在可靠性方面帶來新的挑戰。所以,對於基於波束的初始接入通道/訊號,NR系統設計中應考慮以下問題:

  • 基於多波束方法的開銷問題
  • 基於波束傳輸的可靠性問題
  • 初始接入流程取決於網路部署場景。考慮到單波束只是多波束的一個特例,多波束的設計也可以套用於單波束。以下設計適用於兩種方法。

    非獨立場景中的初始接入

    當NR在低頻率(例如sub-6 GHz)和較高頻率下工作時,NR較低頻率的TRP可協助較高頻率的TRP完成接入過程。此部署稱為多連線操作。在這種情況下,假設UE已經實作到LF-TRP的粗略同步,並且已經連線到低頻網路。非獨立場景中的初始接入步驟如下圖1所示:

    考慮到HF-TRP上的時間粒度可能更小,仍然需要HF-TRP上的精細同步來完成HF-TRP的符號/子幀定時。從圖1可以看出,UE在從LF覆蓋獲得上行接入前導後執行隨機接入。假設上下行保持通道互易性,UE可以將在下行同步訊號(HF)接收期間檢測到的優選下行接收寬波束視為上行接入前導(HF)傳輸的優選波束。甚至,UE可以利用一些窄波束掃描來提高TRP側的SNR。波束掃描後,HF TRP決定最佳的Tx/Rx波束對。因此,在下面的步驟中,TRP將另外向UE通知最佳UE beam ID。此後,UE應使用窄波束進行傳輸和接收。

    SA場景中的初始接入

    在NR中,高頻網路也可以獨立執行。在這種情況下,除了小區搜尋、粗同步和MIB/SIB傳送之外,流程還應盡可能采用低頻輔助高頻的通用設計。基於波束賦形的SS/廣播通道/SIB和相應的RACH傳輸的詳細初始接入過程可以在圖2中找到。

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    釋出於 2021-11-17 10:16
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    第五代行動通訊(5G)