非码本预编码传输

2019/01/25 11:05
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繼上次跟各位介紹UL transmission scheme中的codebook based UL transmission之後,這次介紹建立在channel reciprocity特性下的Non-codebook based UL transmission。Non-codebook based UL transmission顧名思義就是 UE 不再依據已有的codebook進行PUSCH傳輸,而是依據associated CSI-RS或是Spatial QCL assumption自行調整PUSCH上傳時的weighting。整個程序其實給了UE 很大的設計空間以至於讀者在第一次接觸這個新的設計時,不免心裡沒個頭緒,即使讀了spec還是不明所以。為了避免各位產生困擾,這次講解UE如何依據一個associated CSI-RS,以及提供一個明確的procedure。在下一次,會進一步講解如何依據spatial QCL調整weighting

 

Non-Codebook based可視為TDD的基礎技術,具有以下優點

  1. 無量化誤差: 藉由channel reciprocity的特性,UE藉由測量DL RS獲得完整的UL通道資訊,進而調整適當的weighting
  2. 提高spectrum efficiency: 相較於codebook based scheme,non-codebook based無量化誤差,使得gNodeB在接收PUSCH可採用較高的MCS level以提升整體效能。

 

Non-Codebook based UL transmission 程序

接下來我們可以進一步說明整體運作方式,如下圖一所示可分為七個步驟。

圖一 Procedure

 

第零步: 手機回報能力

UE回報可支援最多可以同時傳送的layer個數。

UE回報是否可以藉由DL CSI-RS設計weighting,如果不能,則是藉由Spatial QCL,但這留在下次再談。

第一步: 配置SRS resource set,如下圖二

SRS resource set顧名思義就是一至多個SRS resource的集合,SRS resource是實際上被配置的time-frequency resource,而在non-codebook設定裡每一個SRS resource只能配置一個 antenna port。在物理意義的解釋上,SRS resource set可視為一個功能的單位,此一功能單位只能有一個使用目的,在同樣的SRS resource set裡面的多個SRS resource都具有同樣的使用目的,譬如SRS resource set可分為不同的使用目的,如codebook based UL transmission, non-codebook based UL transmission, UL beam management, antenna switching。而當SRS resource set的使用目的為non-codebook based UL transmission,則至多被配置四個SRS resource(依UE能力)。這裡我們假設SRS resource set被配置四個SRS resource,可假設這四個SRS resource可相對應不同的四個antenna port上傳輸。

 


圖二 SRS 配置結構

 

以SRS resource set為單位會配置一個associated CSI-RS,用來讓UE估測通道反推UL channel。這裡我們可先假設這個CSI-RS有四個port,且UE端也有4個Rx antenna,則UE可估測出4-by-4的channel matrix

 

 

第二步: 計算precoded SRS antenna port

UE藉由估測到的DL channel反推UL channel,而如何反推則是UE自行設設不會在規格書的規範裡面,但我們可以藉由channel reciprocity的特性很簡單的假設UL channel matrix 與DL channel matrix的關係互為轉置

 

 

接下來計算SRS的precoder。如何計算precoder也是UE自行決定,但我們這邊還是給一個可能的實行方式,例如可以藉由Eigen value decomposition分解,獲得Eigen vector,而這些Eigen vector將成為SRS傳輸時的precoder weighting。

第三步: 傳輸precoded SRS

 

第四步: precoder選擇, rank計算

藉由第三步估測得到的上行通道,基地台挑選一至多個適合的SRS resource, 而rank則是由挑選的SRS resource 個數來表示

第五步: 上行相關DCI指令傳輸

依據第四步基地台計算的結果藉由DCI通知給手機,包含SRI (SRS Resource Indicator),DMRS port,在這例子中我們傳送SRI(s)= #0,2,3, DMRS port=#0,1,2,指令給UE

第六步: PUSCH傳輸

手機依據第五步來的DCI指令傳輸PUSCH,DMRS #0~2 corresponding to SRI #0,2,3 with increasing order

結論

整體而言,NR的Non-codebook based UL transmission因應TDD的channel reciprocity的特性而設計,相較於有量化誤差的code-book based UL tranmission,具有高準度,進而使上行傳輸整體性能提升。

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