3GPP版本16将使5G扩展超出传统通信
文章作者:Jessy Cavazos
3GPP版本16带来了显着的增强功能和新功能，使5G标准能够超越传统通信。
5G新无线电(NR)是一个快速发展的标准。它出现在2016年末，当时工作刚刚开始3GPP版15.（rel-15），该公司于2018年中期完成，现在稳定且市场可供选择。在3GPP版本16（Rel-16）的工作随后在2019年12月完成的物理层方面开始，大会前，最终版本于2020年7月发布。
虽然新一代的第二个发布通常仅为初始初始的增强，但是Rel-16是多样化的。此版本不仅引入了容量和操作增强功能，而且还扩展了5G的覆盖范围。
MIMO更新
在提高网络容量和运营效率的增强和新功能中，对多输入/多输出（MIMO）的变化是值得注意的。虽然Rel-15引入了一个明显优于长期演进（LTE）的MIMO框架，但有几个功能并没有进入释放。Rel-16通过为多用户MIMO（MU-MIMO）提供新类型的信道状态信息（CSI）报告来解决该问题，通过允许网络上的更多用户设备（UE）来帮助提高容量。
Rel-16还通过引入必要的信令机制明确地支持多个传输点（多TRP）/面板传输。它包括用于非相干联合传输的下行链路（DL）和上行链路（UL）控制信令，以及用于减少延迟和信令开销的多光束操作的增强。
在功率方面也有MIMO增强。Full transmit power UL允许某些终端(如部分相干和非相干终端)通过使用所有的功率放大器在UL中传输更多的功率。这些终端只需要软件升级就可以获得此功能。Rel-16还引入了一种新的参考信号(RS)设计，该设计降低了峰值平均功率比(PAPR)，从而在功率有限的情况下获得更好的小区边缘性能。
nr未经许可
此外，您可能听说过NR Unlised（NR-U），Rel-16中的另一个功能可以通过使NR能够在未经许可的频谱中运行来增加网络容量。由于规范约束，此功能需要更改物理层通道。Rel-16包括四种实现方案：
- 在频谱的许可部分和未经许可的频谱中的许可部分中具有一些分量载波的载波聚合（CA），
- 双连接（DC）与LTE在许可频谱和未许可频谱中的NR中，
- 未经许可频谱的全部NR操作，以及
- 在未授权频谱中使用DL频率，在授权频谱中使用UL频率的NR单元。
图1无许可频谱的NR操作跨越四种场景。
解决干扰
Rel-16还引入了新的参考信号来解决特定的干扰场景。CLI (Cross link interference)是指网络对小区和终端之间的DL/UL交叉干扰进行评估和缓解。该网络可以测量和理解周围小区之间的DL/UL干扰，协调网络交换，限制干扰水平，提高系统整体性能。
通过远程干扰管理（RIM），新信号有助于克服管道，这是由大气折射率变化引起的效果。捕获在管道中的信号比正常范围更进一步，并且可以将电池进一步干扰。RIM有助于网络更好地了解环境并减轻这些问题。
图2管道使无线电信号能够进一步传播到正常范围。
节约力量
除了提高容量和最小化干扰外，省电是Rel-16的焦点的关键领域。该发布引入了UE和网络的一系列省电技术。您可以单独使用这些技术或一起使用，以使UE能够节省电量。物理下行链路控制信道（PDCCH）省电是一种重要的技术，其是指网络用于指示UE必须变为活动或可以转到非活动或睡眠模式时的控制信令的变化。
图3PDCCH节电功能可以让网络判断终端何时处于激活状态。
在网络的版本中有其他机制，用于网络和UES达成一致，以便您可以利用以节省电量的资源调度约束。例如，随着时间域资源分配，例如，网络告诉UE在DL授予PDCCH的信道之后，数据信道分配不会立即启动数据信道分配。该信息使UE能够需要更多时间来解码控制信道并准备数据传输。它不必为最坏情况做好准备，其中它必须非常快地执行控制信道的解码，因为数据信道可能在控制信道之后发生，节省功率。
图4通过对时域资源的分配，终端可以对控制通道进行解码，为较慢的数据传输做好准备，从而节约电能。
类似地，使用MIMO层自适应，UE不必为需要使用其所有天线和射频链的最坏情况做好准备。例如，如果一个具有4个天线的UE知道它将只被分配两层传输，那么它在任何给定时间都不需要准备并为所有4个天线和射频链供电。UE可以长时间关闭未使用的接收器，以节省电力。
图5MIMO层Adaption使UE能够关闭变送器以节省电量。
纵向扩张
目前为止所讨论的增强功能和特性增加了容量，减轻了干扰，提高了UE效率，同时Rel-16还提供了垂直扩展功能。首先，Rel-16为超可靠、低延迟通信(URLLC)带来了显著增强。Rel-15仅根据当时已知的用例为URLLC提供了基本支持。工厂自动化和运输的新用例已经出现，需要比Rel-15更低的延迟和更高的可靠性。
此版本引入了整个规范的新功能和改进，以实现这些新用例。来自物理层的大大提升是增强的移动宽带（EMBB）和URLLC流量的优先级。Rel-16可以复用不同类型的流量的优先级 - UE内部和UE间优先级。UE内部的优先级，这是指UE内部的embB和URLLC流量的多路复用，停止UE从发送低优先级流量，以支持同一UE内的更高优先级传输。
相比之下，UE间优先级允许在不同UE之间复用emb和URLLC流量。网络可以告诉UE调度以传输低优先级流量以删除预定的传输，释放另一个UE的信道以在不干扰的情况下发送更高优先级的业务。存在预先撤销机制，用于网络将为其他UE传递给其他UE的UL授予，因为在调度embb流量之后可能会出现低延迟的更高优先级流量。
图6终端间优先级设置可以使低优先级的终端停止传输，使其他终端可以传输高优先级的流量。
图7通过设置终端内优先级，可以将低优先级的终端切换为高优先级的终端。
不断发展的v2x.
“车到万象”(V2X)是Rel-16垂直扩展的另一个关键新功能。V2X在第14版(Rel-14)中得到支持，在Rel-15中得到增强，现在在Rel-16中得到NR标准的支持，目标是在高级用例(如组队、远程驾驶和传感器共享)中补充LTE V2X。
为NR启用V2X，需要使用侧线空气接口，使设备之间不涉及网络进行通信;交叉无线接入技术(RAT)控制，使LTE可以控制NR，反之亦然;服务质量(QoS)管理;NR和LTE V2X的兼容性和共存。简而言之，发布的目的是促进LTE通信与NR设备的基本使用情况，并使NR V2X的高级使用情况。
为实现这一目标，Rel-16带来了LTE Sidelink不支持的两个新的通信机制。这些机制提供了实现高级V2X应用所需的控制，这需要传输到达其预期目的地。单播通信使设备能够与另一设备通信，并且扩展通信能够与已知的设备集通信。LTE仅支持广播通信，其使设备能够与其他设备通信，但是没有控制这些传输的设备上的控制。
图8除了LTE支持外，NR V2X还提供了两种新的设备通信方式。
MIMO，NR-U，CLI，RIM，URLLC和V2X是5G标准的第二个发布所带来的关键新功能，使REL-16不同于任何其他蜂窝规范的第二个版本。虽然该版本包括许多微小的改进，但它还带来了显着的增强功能和新功能，使5G标准能够扩展超越传统通信，并生下新应用。对于3GPP 5G发布的深度潜水，包括一瞥未来，您可以查看按需5G NR标准演进3GPP RAN1更新演示Keysight的3GPP RAN1代表Javier Campos。
本文最初发表于edn.。
杰西CAVAZOS.是Keysight行业解决方案营销团队的一部分。
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