孫韶輝，高秋彬，蘇 昕，李 輝

(電信科學(xué)技術(shù)研究院(大唐電信)無(wú)線移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083)

0 引言

空間維度是無(wú)線通信系統(tǒng)提升系統(tǒng)性能的源泉。理論研究和實(shí)際應(yīng)用都沿著擴(kuò)展空間維度的方向進(jìn)行。大規(guī)模波束賦形技術(shù)為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)空間維度的拓展打下了基礎(chǔ)，其可行性已經(jīng)被實(shí)測(cè)和原理驗(yàn)證所確認(rèn)。

ITU確定了5G的3個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景[1-2]：海量機(jī)器間通信場(chǎng)景(massive Machine Type Communications，mMTC)；增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶場(chǎng)景(enhanced Mobile Broadband,eMBB)，包括高容量局域覆蓋和連續(xù)大范圍覆蓋2個(gè)子場(chǎng)景；超高可靠低時(shí)延場(chǎng)景(Ultra Reliable and Low Latency Communications,URLLC)。ITU針對(duì)這3個(gè)場(chǎng)景共提出了8個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)，其中mMTC的重點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)連接密度和網(wǎng)絡(luò)能量效率等指標(biāo)，eMBB的重點(diǎn)在于頻譜效率、用戶體驗(yàn)速率和峰值速率等指標(biāo)，傳輸時(shí)延指標(biāo)則對(duì) URLLC場(chǎng)景最為重要。先進(jìn)的空口傳輸技術(shù)是滿足8個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)的前提條件，主要包括了先進(jìn)編碼技術(shù)、大規(guī)模波束賦形、毫米波高頻段通信和超密集組網(wǎng)等。其中大規(guī)模波束賦形通過(guò)大規(guī)模的天線陣列支持大量用戶的空間復(fù)用，可實(shí)現(xiàn)頻譜效率5～10倍的提升，是5G新空口(New Radio，NR)的核心技術(shù)。

5G NR的標(biāo)準(zhǔn)化分為2個(gè)階段完成，Rel-15主要滿足eMBB的指標(biāo)要求，同時(shí)滿足URLLC的基本指標(biāo)要求，2017年12月完成非獨(dú)立組網(wǎng)版本，2018年6月完成獨(dú)立組網(wǎng)版本[3-7]。本文將結(jié)合最新的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展對(duì)大規(guī)模波束賦形技術(shù)發(fā)展歷史、關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化方案進(jìn)行介紹和分析。

1 大規(guī)模波束賦形技術(shù)發(fā)展歷史

Bell實(shí)驗(yàn)室Marzetta教授在2010年發(fā)表的論文中提出，基站使用大規(guī)模天線陣列構(gòu)成的大規(guī)模多天線系統(tǒng)可以大幅提高系統(tǒng)的頻譜效率[8]，開(kāi)創(chuàng)了大規(guī)模波束賦形技術(shù)理論。采用大規(guī)模天線陣列的多天線技術(shù)稱為大規(guī)模多天線或大規(guī)模波束賦形。大規(guī)模波束賦形使信號(hào)的分布趨于空間白噪聲，隨著基站天線規(guī)模的增大，不同終端的信道之間相關(guān)性降低，逐漸接近于正交，熱噪聲以及小區(qū)間干擾將可以忽略，因此系統(tǒng)內(nèi)可以同時(shí)服務(wù)的終端數(shù)量劇增，每個(gè)終端占用的發(fā)射功率可以任意小。研究結(jié)果證明，在20 MHz帶寬的同頻復(fù)用TDD系統(tǒng)中，若基站使用400根天線，每小區(qū)42個(gè)用戶配對(duì)進(jìn)行多用戶MIMO(MU-MIMO)傳輸時(shí)，即使發(fā)送/接收只采用MRT/MRC，并且小區(qū)間無(wú)協(xié)作，單個(gè)小區(qū)的吞吐量也可達(dá)到1 800 Mbits/s[8]。大規(guī)模波束賦形獲得巨大的增益可以從波束角度進(jìn)行解釋：在天線規(guī)模趨于無(wú)限大時(shí)，天線陣列形成的波束將變得非常窄，具有極高的賦形增益和方向選擇性。這時(shí)，多個(gè)終端之間的多用戶干擾將趨于無(wú)限小。

大規(guī)模波束賦形技術(shù)提出后，立刻受到產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界的密切關(guān)注。Bell實(shí)驗(yàn)室等研究機(jī)構(gòu)和高校等引領(lǐng)學(xué)術(shù)界對(duì)大規(guī)模波束賦形的頻譜效率、能量效率、傳輸和檢測(cè)技術(shù)、信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)獲取等基本理論與技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了廣泛探索。國(guó)內(nèi)高校也較早開(kāi)展了相關(guān)領(lǐng)域的研究工作，并在學(xué)術(shù)界獲得了相當(dāng)?shù)挠绊懥Α?/p>

大規(guī)模波束賦形技術(shù)的驗(yàn)證工作受到學(xué)術(shù)界的重視。2011年Lund大學(xué)公開(kāi)了一組分析結(jié)果[9]，該結(jié)果是基于信道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)完成的。該系統(tǒng)基站的天線陣列為128天線，終端為單天線。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)基站天線數(shù)目達(dá)到終端數(shù)目10倍以上時(shí)，即使采用線性預(yù)編碼算法，也可達(dá)到98%的最優(yōu)容量。該結(jié)果驗(yàn)證了當(dāng)天線數(shù)量滿足一定條件后，多用戶的信道之間接近正交，在使用線性預(yù)編碼算法時(shí)就可逼近最優(yōu)容量;也證明了大規(guī)模波束賦形技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)性。Rice大學(xué)、Yale大學(xué)與Bell實(shí)驗(yàn)室于2012年聯(lián)合構(gòu)建了64天線單元的驗(yàn)證系統(tǒng)(Argos)[10]，可以實(shí)現(xiàn)15個(gè)終端的多用戶MIMO傳輸。分析實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的結(jié)果表明，該驗(yàn)證系統(tǒng)的總頻譜效率達(dá)到了85 bps/Hz，并且在發(fā)射功率為SISO系統(tǒng)的1/64時(shí)就可以達(dá)到SISO系統(tǒng)6.7倍的頻譜效率。

由于大規(guī)模波束賦形技術(shù)在發(fā)射功率利用效率、系統(tǒng)容量和頻譜效率方面的顯著優(yōu)勢(shì)，受到產(chǎn)業(yè)界的高度重視。隨著研究的深入以及有源天線系統(tǒng)(Active Antenna System，AAS)與C-RAN結(jié)構(gòu)的日漸成熟，產(chǎn)業(yè)界也著手推動(dòng)多天線技術(shù)進(jìn)一步向更高的維度擴(kuò)展。

隨著AAS技術(shù)的商業(yè)成熟，基帶控制垂直域內(nèi)天線端口與大規(guī)模陣列的實(shí)現(xiàn)成為可能。3GPP在Rel-12完成了三維空間信道建模的標(biāo)準(zhǔn)化，隨后完成了對(duì)全維度MIMO(Full Dimension MIMO，F(xiàn)D-MIMO)技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)化[11]。隨著5G的來(lái)臨，大規(guī)模波束賦形技術(shù)被認(rèn)為是5G系統(tǒng)滿足關(guān)鍵性能指標(biāo)最重要的使能技術(shù)。因此，5G NR以增強(qiáng)型FD-MIMO技術(shù)為藍(lán)本，于2017年完成了5G第一個(gè)版本中大規(guī)模波束賦形技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，開(kāi)啟了大規(guī)模波束賦形技術(shù)的大規(guī)模商用化進(jìn)程。

2 大規(guī)模波束賦形關(guān)鍵技術(shù)

大規(guī)模波束賦形的關(guān)鍵技術(shù)研究主要包括以下幾個(gè)方向。

2.1 信道建模

MIMO系統(tǒng)的性能非常依賴于系統(tǒng)天線陣列的形式以及傳播環(huán)境的特性，對(duì)于大規(guī)模波束賦形也是如此。大規(guī)模波束賦形無(wú)線通信環(huán)境下，特別是基站側(cè)配置大規(guī)模陣列天線的情況下，MIMO信道的空間分辨率顯著增強(qiáng)，信道是否存在新的特性，需要探討。理想化模型中不考慮互耦和相關(guān)性。在此前提下，系統(tǒng)中增加的天線單元將為系統(tǒng)帶來(lái)額外的自由度[8]。而實(shí)際系統(tǒng)中，天線單元很難做到理想，它們通常間距較小，傳播環(huán)境中可能也缺乏足夠多的散射體，上述因素都將影響大規(guī)模波束賦形的自由度。

文獻(xiàn)[12]提出了一種戶外大規(guī)模波束賦形信道測(cè)量模型，該模型通過(guò)對(duì)Ricean K-factor、相關(guān)天線的接收功率以及信道增益的分析，認(rèn)為接收信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性對(duì)大規(guī)模陣列有巨大作用。文獻(xiàn)[13]提出了一種基于112根天線的戶外信道測(cè)量模型，通過(guò)對(duì)真實(shí)信道模擬的獨(dú)立和可分辨的信道向量性能預(yù)測(cè)以及信道向量在不同位置下的相關(guān)因子的分析研究，得到了在測(cè)量信道下與理論分析性能相近的結(jié)果。

大規(guī)模波束賦形信道建模還應(yīng)考慮信道的三維特性以及應(yīng)用場(chǎng)景和用戶分布的三維特性，3GPP已經(jīng)在WINNER等組織的研究結(jié)果基礎(chǔ)上完成了信道建模的標(biāo)準(zhǔn)化工作。此外，由于大規(guī)模波束賦形應(yīng)用的頻段較高，針對(duì)目標(biāo)應(yīng)用頻段的傳播、天線陣列、應(yīng)用場(chǎng)景模型以及器件與天線陣列設(shè)計(jì)和相應(yīng)的傳輸、接收、協(xié)作、反饋機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

2.2 傳輸/接收方案

大規(guī)模波束賦形的復(fù)雜度對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提出了更為苛刻的要求。天線陣列的規(guī)模對(duì)大規(guī)模波束賦形系統(tǒng)的性能影響非常大，而且傳輸方案不同對(duì)天線陣列規(guī)模的要求也不同。例如，在陣列規(guī)模相同的條件下，ZF/MMSE收發(fā)技術(shù)的性能要優(yōu)于低復(fù)雜度的MRC/MRT技術(shù)。但是，由于并發(fā)支持的用戶數(shù)多，ZF/MMSE會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)很高的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。

2.3 反饋方案

考慮到陣列的尺寸，大規(guī)模波束賦形技術(shù)更適合在高頻段使用。高頻段內(nèi)較難找到FDD系統(tǒng)所需的成對(duì)頻譜，因此大規(guī)模波束賦形技術(shù)的引入，更有利于TDD技術(shù)在無(wú)線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。學(xué)術(shù)界的研究普遍基于理想化的互易性信道，實(shí)際上這其中信道狀態(tài)信息的測(cè)量精度、天線校準(zhǔn)、終端發(fā)射/接收射頻單元數(shù)量不對(duì)等問(wèn)題都需要更進(jìn)一步研究。

2.4 廣播/控制信道設(shè)計(jì)

采用大規(guī)模波束賦形技術(shù)后，業(yè)務(wù)信道的傳輸?shù)靡嬗谔炀€規(guī)模的增加，而對(duì)于廣播/控制等公共信道而言，大規(guī)模陣列不便于在保持理想功放功率利用率的前提下形成具有較寬波瓣的扇區(qū)覆蓋，因此需要研究大規(guī)模波束賦形條件下的公共信號(hào)/信道設(shè)計(jì)問(wèn)題。

2.5 參考信號(hào)設(shè)計(jì)

導(dǎo)頻資源是大規(guī)模波束賦形系統(tǒng)中一個(gè)重要且有限的資源。在資源受限的多小區(qū)場(chǎng)景中，小區(qū)之間往往需要復(fù)用導(dǎo)頻傳輸?shù)馁Y源。復(fù)用資源帶來(lái)的導(dǎo)頻污染是大規(guī)模波束賦形系統(tǒng)中影響性能的瓶頸，因此需要研究導(dǎo)頻資源分配方法以及靈活導(dǎo)頻信號(hào)的傳輸機(jī)制。存在導(dǎo)頻污染時(shí)，準(zhǔn)確的信道估計(jì)顯得非常重要。為了有效對(duì)抗干擾，需要研究更有效的信道與干擾估計(jì)方法以及網(wǎng)絡(luò)側(cè)輔助機(jī)制，以保證系統(tǒng)性能。

2.6 天線陣列設(shè)計(jì)

由于天線陣元的大幅度增加，考慮到天線尺寸、安裝和工程實(shí)施的難度，傳統(tǒng)的線性陣列不再適用，需要將之?dāng)U展到平面/曲面上。在目前典型的工作頻段(1.8/2.5 GHz),以0.5倍波長(zhǎng)天線間隔為例，100個(gè)天線仍然需要大約0.5 m2的尺寸。所以只有在較高頻段(>5 GHz)上使用該技術(shù)才更有可能承載較多天線數(shù)目，從而充分挖掘大規(guī)模波束賦形系統(tǒng)的增益。

對(duì)于基于互易性的反饋方式而言，校準(zhǔn)問(wèn)題顯得尤為重要。在大規(guī)模波束賦形陣列中，部分通道或陣子可能會(huì)發(fā)生故障。因此大規(guī)模波束賦形系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)的檢測(cè)與容錯(cuò)設(shè)計(jì)機(jī)制以保證大規(guī)模傳輸?shù)目煽啃?。陣列的校?zhǔn)、監(jiān)測(cè)及容錯(cuò)方案設(shè)計(jì)可以借鑒有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中的一些成熟方案。

天線陣列的模塊化設(shè)計(jì)方案十分有利于大規(guī)模波束賦形系統(tǒng)的維護(hù)以及功能擴(kuò)展，因此高度模塊化將成為大規(guī)模波束賦形陣列發(fā)展的一個(gè)重要方向。隨著陣列規(guī)模的增加，天線系統(tǒng)與地面設(shè)備之間的功能劃分與接口定義將需要進(jìn)一步的研究。如果沿用目前的接口方式將主要的基帶處理功能放置在天線系統(tǒng)之外(又稱Thin天線)，則天線系統(tǒng)與負(fù)責(zé)基帶處理的基站或網(wǎng)絡(luò)中的集中式處理中心之間將存在巨大的數(shù)據(jù)匯聚與交互負(fù)擔(dān)，其數(shù)據(jù)量需求將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有的CPRI等接口所能支持的范圍。如果將包括賦形向量計(jì)算等主要的基帶處理功能都集成在天線系統(tǒng)之內(nèi)(即Fat天線)，則上述接口的負(fù)擔(dān)將大大減輕。

3 大規(guī)模波束賦形技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化方案

NR的大規(guī)模波束賦形技術(shù)是基于Rel-14的增強(qiáng)型FD-MIMO技術(shù)進(jìn)一步演化升級(jí)而成。本節(jié)對(duì)大規(guī)模波束賦形技術(shù)的傳輸機(jī)制、信道狀態(tài)信息獲取機(jī)制、協(xié)作機(jī)制、參考信號(hào)設(shè)計(jì)以及波束管理的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。

3.1 多天線傳輸方案

大規(guī)模波束賦形技術(shù)的原理在于[8,14]，陣列規(guī)模的擴(kuò)展將增強(qiáng)多用戶信道之間正交性，并逐漸壓制多用戶干擾到可以忽略的程度，從而實(shí)現(xiàn)高階MU-MIMO傳輸，大幅度提升頻譜效率。5G NR最多支持12個(gè)解調(diào)導(dǎo)頻(Demodulation Reference Signal，DMRS)端口，從而可以支持12層的MU-MIMO傳輸。實(shí)際上，NR可以通過(guò)準(zhǔn)正交的方式支持更多并行數(shù)據(jù)流。

按照DMRS的預(yù)編碼方式，可以將傳輸方案分成2類：

① 非透明方案：DMRS和數(shù)據(jù)的預(yù)編碼之間沒(méi)有約束，終端需知道預(yù)編碼矩陣才能解調(diào)。此類方案不能使用與空間信道最優(yōu)匹配的預(yù)編碼矩陣，預(yù)編碼矩陣的選擇受限，不能獲得最大波束賦形增益。LTE的發(fā)射分集即屬于此類方案。

② 透明方案：用相同的預(yù)編碼矩陣對(duì)DMRS和數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼，DMRS所經(jīng)歷的等效信道與數(shù)據(jù)相同，因此終端不需要獲知基站所使用的預(yù)編碼矩陣。此類方案可以更加靈活地選擇DMRS和數(shù)據(jù)所使用的預(yù)編碼矩陣，不受碼本限制，可以獲得最佳的波束賦形效果。

按照預(yù)編碼矩陣與信道信息之間關(guān)系可以將傳輸方案分成2類：

① 閉環(huán)方案：基站選擇與空間信道最匹配的預(yù)編碼矩陣(波束)向終端發(fā)送數(shù)據(jù)。最佳預(yù)編碼矩陣由終端反饋或者基站根據(jù)信道互易性測(cè)量得到。但在高速移動(dòng)場(chǎng)景中，終端的測(cè)量反饋不能跟蹤上快速變化的信道，導(dǎo)致傳輸性能下降。

② 開(kāi)環(huán)/半開(kāi)環(huán)方案：基站不限于僅僅使用與空間信道最匹配的預(yù)編碼矩陣。如圖1所示，為降低移動(dòng)速度的影響，基站在多個(gè)不同資源上交替使用多個(gè)波束(波束集合)為終端傳輸數(shù)據(jù)，避免了單個(gè)波束方向不準(zhǔn)確所可能帶來(lái)的系統(tǒng)性能嚴(yán)重下降。

圖1 閉環(huán)傳輸方案以及半開(kāi)環(huán)傳輸方案

非透明傳輸方案本身受到標(biāo)準(zhǔn)的限制比較多，不利于設(shè)備廠商對(duì)傳輸方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且性能相對(duì)于透明方案沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，因此NR僅支持透明下行傳輸方案。閉環(huán)方案是NR設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，同時(shí)NR還以非標(biāo)準(zhǔn)化的方式支持半開(kāi)環(huán)方案。

3.2 信道狀態(tài)信息(CSI)反饋機(jī)制

3.2.1 反饋框架設(shè)計(jì)

NR的CSI反饋框架設(shè)計(jì)汲取了LTE設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，主要體現(xiàn)在測(cè)量和CSI反饋的解耦，傳輸方案和CSI反饋的解耦。在反饋框架之內(nèi)，測(cè)量和反饋所需要的參數(shù)由信令分別配置，并且可以靈活配置測(cè)量與反饋之間的連接關(guān)系。傳輸方案與CSI反饋解耦是指終端所反饋的CSI內(nèi)容由單獨(dú)的信令配置，不受傳輸方案的影響。同時(shí)為了支持毫米波頻段，波束測(cè)量和反饋也被納入到CSI反饋框架中統(tǒng)一考慮。

3.2.2 高精度CSI反饋

大規(guī)模波束賦形的MU-MIMO傳輸除了要形成指向目標(biāo)用戶的精準(zhǔn)波束外，還要在其他用戶所在位置形成“零陷”，因此對(duì)于CSI的精度有很高要求。獲取精確的CSI是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。面向不同的需求，NR設(shè)計(jì)了2種分辨率的碼本，即普通空間分辨率的Type I碼本與高空間分辨率的Type II碼本。Type I碼本主要為SU-MIMO設(shè)計(jì)，且可以在復(fù)雜度與開(kāi)銷受限時(shí)支持MU-MIMO。Type II碼本則以復(fù)雜度和開(kāi)銷為代價(jià)，支持高頻譜效率的MU-MIMO傳輸。Type I 碼本為多顆粒度碼本結(jié)構(gòu)，即預(yù)編碼矩陣可以寫成2個(gè)矩陣的乘積：

W=W1W2，

式中，W1為分塊對(duì)角矩陣，對(duì)角線上的矩陣由DFT向量構(gòu)成，代表信道的長(zhǎng)時(shí)寬帶特性；W2由列選擇向量組成，作用是從W1中選擇對(duì)應(yīng)的列向量，并對(duì)2組極化方向的天線做整體的相位調(diào)整。

Type II碼本針對(duì)MU-MIMO場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)計(jì)，同樣采用兩極碼本結(jié)構(gòu)，并基于波束線性合并的原理構(gòu)造預(yù)編碼矩陣，預(yù)編碼矩陣同樣分解為2個(gè)矩陣的乘積：

W=W1W2，

式中，W1表示第一級(jí)碼本，包括由多個(gè)正交DFT向量構(gòu)成的波束；W2表示第二級(jí)碼本，用于對(duì)W1中的多個(gè)波束進(jìn)行線性合并。圖2給出了波束線性合并的工作原理。從8個(gè)候選DFT向量構(gòu)成的波束集合中，選擇4個(gè)波束構(gòu)成W1，表示為：

式中，W1為塊對(duì)角陣，2個(gè)對(duì)角塊分別對(duì)應(yīng)天線陣列的2個(gè)極化方向，且2個(gè)極化方向使用完全相同的波束。W2中的線性合并系數(shù)包括幅度系數(shù)和相位系數(shù)，用于對(duì)每個(gè)波束進(jìn)行幅度調(diào)整和相位調(diào)整，對(duì)于秩為1的碼本，W2可表示為：

W2=[1,a0,1ejφ0,1,a0,2ejφ0,2,a0,3ejφ0,3,a1,0ejφ1,0,a1,1ejφ1,1,a1,2ejφ1,2,a1,3ejφ1,3]T，

式中，包含一個(gè)常數(shù)系數(shù)1，無(wú)需反饋。這是為了降低反饋開(kāi)銷，而將線性合并系數(shù)相對(duì)于最大幅度系數(shù)進(jìn)行了幅度和相位的歸一。

圖2 高精度碼本的波束線性合并原理

根據(jù)以上的碼本結(jié)構(gòu)，需要反饋的碼本參數(shù)主要包括W1中的波束指示、量化的幅度系數(shù)和相位系數(shù)。NR Rel-15系統(tǒng)中，Type II碼本僅支持子帶反饋方式，即每個(gè)子帶反饋一組碼本參數(shù)。當(dāng)子帶個(gè)數(shù)較多時(shí)，反饋開(kāi)銷巨大。為了降低子帶反饋的開(kāi)銷，碼本中的部分參數(shù)可以采用寬帶反饋的方式。因此，在Rel-15中，將幅度系數(shù)拆分為寬帶幅度系數(shù)與子帶幅度系數(shù)的差分方式。其中，寬帶幅度系數(shù)在所有子帶上相同，而子帶幅度系數(shù)作為寬帶幅度系數(shù)的差分系數(shù)，在每個(gè)子帶獨(dú)立計(jì)算，且使用更少的比特?cái)?shù)進(jìn)行量化。基站可以根據(jù)反饋開(kāi)銷，選擇配置僅反饋寬帶幅度系數(shù)，或者同時(shí)反饋寬帶幅度系數(shù)和子帶幅度系數(shù)。

盡管Rel-15的Type II碼本進(jìn)行了降低開(kāi)銷的設(shè)計(jì)，但反饋開(kāi)銷仍十分巨大，且隨著秩取值的增加而近線性增加。以秩為2的碼本為例，配置4個(gè)合并波束及10個(gè)子帶CSI反饋時(shí)，其開(kāi)銷已超過(guò)500 bit。所以，Rel-15版本僅支持最大秩為2的Type II碼本。Type II碼本的反饋開(kāi)銷主要由多個(gè)子帶的線性合并系數(shù)引入?？紤]到各個(gè)子帶信道之間具有一定的相關(guān)性，其線性合并系數(shù)之間也存在一定的相關(guān)性。通過(guò)對(duì)多個(gè)子帶系數(shù)進(jìn)行頻域壓縮去除相關(guān)性的方式，既顯著減少反饋系數(shù)，也可以保證碼本的性能?；诖嗽碓O(shè)計(jì)的頻域壓縮的Type II碼本，一個(gè)層全部子帶的碼本結(jié)構(gòu)表示為：

式中，W1包含L個(gè)正交波束，L由基站配置。Wf包含M個(gè)頻域基向量，此M個(gè)基向量從頻域基向量集合中選擇用于子帶系數(shù)壓縮，M也由基站配置。頻域基向量集合采用正交DFT向量構(gòu)成，其中每個(gè)基向量的長(zhǎng)度等于系統(tǒng)配置的子帶個(gè)數(shù)。因此，Wf可以表示為：

Wf=[f0,f1,…,fM-1]，

3.2.3 基于信道互易性的反饋方案

信道互易性與大規(guī)模波束賦形技術(shù)結(jié)合將賦予TDD系統(tǒng)更大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。信道互易性只對(duì)信道部分成立，干擾相關(guān)的信息仍然需要終端測(cè)量和反饋。為此，NR設(shè)計(jì)了No-PMI反饋機(jī)制，使基站能獲得包括干擾在內(nèi)的完整信道信息。圖3給出了No-PMI反饋的工作過(guò)程。終端首先發(fā)送探測(cè)參考信號(hào)(Sounding Reference Signal，SRS)，基站根據(jù)信道互易性計(jì)算出下行信道狀態(tài)信息參考信號(hào)(Channel State Information Reference Signal,CSI-RS)的賦形向量W，例如通過(guò)對(duì)信道矩陣進(jìn)行奇異值分解得到該賦形向量?；居玫玫降馁x形向量對(duì)CSI-RS進(jìn)行波束賦形傳輸。CSI-RS的每個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)流。CSI-RS端口所經(jīng)歷的等效信道實(shí)際上代表了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)每個(gè)數(shù)據(jù)流所經(jīng)過(guò)的等效信道。終端只需要對(duì)配置的參考信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算最優(yōu)的流數(shù)和信道質(zhì)量信息(Channel Quality Information，CQI)，并反饋給基站。獲得流數(shù)和CQI之后，基站使用相對(duì)應(yīng)的CSI-RS端口波束發(fā)送數(shù)據(jù)。

圖3 No-PMI反饋機(jī)制及應(yīng)用

3.3 參考信號(hào)設(shè)計(jì)

NR的設(shè)計(jì)盡量避免了持續(xù)發(fā)送的參考信號(hào)，目的是降低功耗和保證前向兼容性。NR幾乎所有參考信號(hào)的資源位置、具體功能和傳輸帶寬等都可以由網(wǎng)絡(luò)靈活配置。

3.3.1 CSI-RS

NR支持2類CSI-RS：Beamformed CSI-RS (BF-CSI-RS)和Non-precoded CSI-RS (NP-CSI-RS)，如圖4所示?；居脤挷ㄊx形傳輸NP-CSI-RS，覆蓋整個(gè)小區(qū)的角度范圍。NP-CSI-RS由于是寬波束傳輸，可以在用戶之間共享。NP-CSI-RS可以設(shè)置較大的天線端口數(shù)。Type II碼本結(jié)合NP-CSI-RS可以支持MU-MIMO的高性能傳輸。BF-CSI-RS的波束為窄波束，終端之間較難共享相同參考信號(hào)，其開(kāi)銷和用戶數(shù)呈正比。波束測(cè)量反饋和non-PMI反饋等基于BF-CSI-RS來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際中，BF-CSI-RS和NP-CSI-RS可以結(jié)合使用。例如，NP-CSI-RS配置為周期性傳輸，用于提供粗略的信道狀態(tài)信息，結(jié)合按需觸發(fā)的非周期BF-CSI-RS提供準(zhǔn)確及時(shí)的信道信息，可以達(dá)到系統(tǒng)開(kāi)銷和性能之間的折中。

圖4 CSI-RS傳輸方式

3.3.2 解調(diào)參考信號(hào)

NR系統(tǒng)上行和下行采用相同的DMRS設(shè)計(jì)。為適應(yīng)不同的場(chǎng)景，NR DMRS設(shè)計(jì)了2個(gè)類型，即類型I和II。類型I的DMRS為梳狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)碼分復(fù)用和頻分復(fù)用在一個(gè)DMRS符號(hào)內(nèi)映射4個(gè)端口。類型II的DMRS為連續(xù)結(jié)構(gòu)，一個(gè)DMRS符號(hào)的子載波分為3組，一組內(nèi)的2個(gè)子載波相鄰，作為基本單位，一組映射2個(gè)端口，通過(guò)碼分復(fù)用和頻分復(fù)用在一個(gè)DMRS符號(hào)內(nèi)映射6個(gè)端口。

DMRS的設(shè)計(jì)主要遵循以下原則：

① DMRS導(dǎo)頻前置：NR的DMRS采用前置設(shè)計(jì)以降低時(shí)延。所謂前置設(shè)計(jì)是指DMRS的位置在時(shí)間上盡可能靠前。前置DMRS使得接收端的解碼開(kāi)始時(shí)間可以盡量提前，有利于接收端盡早完成解碼。

② 附加DMRS： NR需要支持最高達(dá)500 km/h的高速移動(dòng)場(chǎng)景。單一的一套DMRS設(shè)計(jì)無(wú)法高效地滿足不同移動(dòng)速度場(chǎng)景的解調(diào)要求。因此NR在前置DMRS之外，根據(jù)移動(dòng)速度，還可以額外配置1～3個(gè)附加DMRS符號(hào)，以滿足對(duì)不同速度時(shí)信道估計(jì)要求。

③ 上下行對(duì)稱：因?yàn)镹R雙工配置的靈活性，NR系統(tǒng)內(nèi)不同小區(qū)的上下行傳輸可能發(fā)生在相同的頻率和時(shí)間，從而會(huì)產(chǎn)生明顯的交叉鏈路干擾。這種情況下，上下行對(duì)稱設(shè)計(jì)的DMRS將利于估計(jì)并抑制交叉鏈路干擾。同時(shí)，在上行鏈路中應(yīng)用OFDM波形也為對(duì)稱設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件。

3.4 協(xié)作方案

為了改善小區(qū)邊緣的覆蓋，在服務(wù)區(qū)內(nèi)提供更為均衡的服務(wù)質(zhì)量，多點(diǎn)協(xié)作在NR系統(tǒng)中仍然是一種重要的技術(shù)手段?？紤]到NR系統(tǒng)的部署條件、頻段及天線形態(tài)，多點(diǎn)協(xié)作傳輸技術(shù)在NR系統(tǒng)中的應(yīng)用具有更顯著的現(xiàn)實(shí)意義。

從網(wǎng)絡(luò)形態(tài)角度考慮，以大量分布式接入點(diǎn)+基帶集中處理的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署將更加有利于提供均衡的用戶體驗(yàn)速率，并且顯著降低越區(qū)切換帶來(lái)的時(shí)延和信令開(kāi)銷。隨著頻段的升高，從保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋的角度出發(fā)，也需要相對(duì)密集的接入點(diǎn)部署。而在高頻段，隨著有源天線設(shè)備集成度的提高，將更加傾向于采用模塊化的有源天線陣列。每個(gè)傳輸接收點(diǎn)(Transmission Reception Point ，TRP)的天線陣可以被分為若干相對(duì)獨(dú)立的天線子陣或面板panel，因此整個(gè)陣面的形態(tài)和端口數(shù)都可以隨部署場(chǎng)景與業(yè)務(wù)需求進(jìn)行靈活調(diào)整。而TRP/panel之間也可以由光纖連接，進(jìn)行更為靈活的分布式部署。在毫米波波段，隨著波長(zhǎng)的減小，人體或車輛等障礙物所產(chǎn)生的阻擋效應(yīng)將更為顯著。這種情況下，從保障鏈路連接魯棒性的角度出發(fā)，利用多個(gè)TRP或panel之間的協(xié)作，從多個(gè)角度的多個(gè)波束進(jìn)行傳輸/接收，從而降低阻擋效應(yīng)帶來(lái)的不利影響。

根據(jù)發(fā)送信號(hào)流到多個(gè)TRP/panel上的映射關(guān)系，多點(diǎn)協(xié)作傳輸技術(shù)大致分為相干和非相干傳輸。相干傳輸時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)層會(huì)通過(guò)加權(quán)向量映射到參與協(xié)作的多個(gè)TRP/panel之上。如果各個(gè)TRP/panel的信道大尺度參數(shù)相同，而且使用了相同的頻率源，那么相干傳輸?shù)刃в趯⒍鄠€(gè)子陣拼接成為更高維度的虛擬大規(guī)模陣列，從而獲得更高的賦形/預(yù)編碼/復(fù)用增益。但是，在實(shí)際部署環(huán)境中，這種方式對(duì)于傳輸點(diǎn)之間的同步以及回程鏈路的傳輸能力有更高的要求，對(duì)很多非理想因素都較為敏感。

參與協(xié)作的多個(gè)傳輸點(diǎn)之間經(jīng)常會(huì)存在頻偏和定時(shí)偏差。終端接收時(shí)無(wú)論從哪個(gè)傳輸點(diǎn)獲取大尺度信道參數(shù)，也無(wú)法同時(shí)匹配來(lái)自其他傳輸點(diǎn)的信道。而且隨著載頻的升高，該問(wèn)題會(huì)變得更加嚴(yán)重。

從調(diào)度和資源分配的角度考慮，來(lái)自多個(gè)傳輸點(diǎn)的信道條件相對(duì)獨(dú)立，如果單獨(dú)從2個(gè)傳輸點(diǎn)確定調(diào)度資源，其選擇可能會(huì)有很大的差別。而相干傳輸時(shí)，如果多個(gè)傳輸點(diǎn)使用相同的資源，會(huì)降低系統(tǒng)的頻率選擇性調(diào)度增益。

使用相干傳輸時(shí)，為了保證賦形的精度，要求各通道的幅度相位特性一致。但是這一要求對(duì)于天線拉遠(yuǎn)的分布式部署方式而言，存在很多現(xiàn)實(shí)的困難。

使用多個(gè)傳輸點(diǎn)的陣列進(jìn)行聯(lián)合賦形時(shí)，數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收都需要經(jīng)過(guò)回程鏈路的匯集并集中處理，因而對(duì)回程鏈路的傳輸能力要求較高。

相對(duì)而言，非相干聯(lián)合傳輸(Non-coherent Joint Transmission，NC-JT)受上述因素影響較小，因此是NR多點(diǎn)傳輸技術(shù)的重點(diǎn)考慮方案。所謂非相干傳輸，是指每個(gè)數(shù)據(jù)流只映射到一個(gè)TRP/panel所對(duì)應(yīng)的天線上傳輸，不同的數(shù)據(jù)流可以被映射到TRP/panel傳輸，而不需要將所有的協(xié)作點(diǎn)統(tǒng)一作為一個(gè)虛擬陣列并對(duì)每個(gè)層都進(jìn)行聯(lián)合賦形。

非相干傳輸包括單個(gè)物理下行控制信道(Physical Downlink Control Channel ，PDCCH)調(diào)度單個(gè)物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)和多個(gè)PDCCH各調(diào)度一個(gè)PDSCH兩種實(shí)現(xiàn)形式。

當(dāng)多個(gè)傳輸點(diǎn)的信道大尺度參數(shù)存在差異時(shí)，從提升頻率選擇性調(diào)度增益的角度考慮，應(yīng)當(dāng)為來(lái)自不同TRP/panel的鏈路分配不同的時(shí)頻資源。依照單點(diǎn)傳輸?shù)腜DSCH結(jié)構(gòu)及相關(guān)控制信令，還無(wú)法支持不同層/碼字使用不同資源的調(diào)度方式。針對(duì)此問(wèn)題，NR將引入可以通過(guò)多個(gè)獨(dú)立的PDSCH向同一個(gè)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的NC-JT方式。上述問(wèn)題與控制信道的設(shè)計(jì)也有密切的關(guān)聯(lián)。如果由一個(gè)PDCCH調(diào)度多個(gè)PDSCH，需要考慮額外的控制信令設(shè)計(jì)。如果由多個(gè)PDCCH分別調(diào)度不同的PDSCH，則需要終端同時(shí)檢測(cè)多個(gè)PDCCH，從而增加了終端的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。此外，基于多個(gè)TRP/panel發(fā)送PDCCH的方式，以及相應(yīng)的上報(bào)機(jī)制也是需要考慮的。

對(duì)于單PDSCH的NC-JT傳輸，需要考慮如何從信道大尺度參數(shù)有明顯差異的多個(gè)傳輸點(diǎn)發(fā)送DMRS的方式問(wèn)題。

除了eMBB業(yè)務(wù)之外，多點(diǎn)協(xié)作傳輸技術(shù)也有利于URLLC業(yè)務(wù)傳輸可靠性與傳輸效能的提升。在高頻段部署中，多點(diǎn)協(xié)作傳輸對(duì)于克服阻擋效應(yīng)有著顯著的效果。針對(duì)進(jìn)一步增強(qiáng)URLLC傳輸技術(shù)的需求，研究了利用多個(gè)協(xié)作點(diǎn)在空間、頻率及時(shí)間資源上，通過(guò)數(shù)據(jù)的冗余傳輸提高可靠性的方案。對(duì)于某些對(duì)時(shí)延較為敏感的業(yè)務(wù)，可以通過(guò)空域重復(fù)傳輸或微時(shí)隙級(jí)別的時(shí)域重復(fù)傳輸?shù)仁侄?，在確保時(shí)延需求的前提下，改善傳輸可靠性。

3.5 波束管理與波束失效恢復(fù)

3.5.1 波束管理

毫米波頻段是5G工作的目標(biāo)頻段之一，但是無(wú)線信號(hào)的傳播特性導(dǎo)致毫米波頻段的傳輸損耗要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的移動(dòng)通信頻段(6 GHz以下)，大規(guī)模波束賦形技術(shù)是補(bǔ)償毫米波頻段傳輸損耗的必要技術(shù)。

數(shù)字波束賦形對(duì)天線的相位和幅度的調(diào)整都在基帶完成，波束賦形的靈活度最高，賦形增益最大。但是對(duì)于毫米波頻段，過(guò)高的功耗和成本都阻礙了數(shù)字波束賦形技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。模擬波束賦形技術(shù)通過(guò)在射頻或者中頻調(diào)整天線的相位和幅度，減少了模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換等器件的數(shù)量，從而有效降低了成本和功耗，在毫米波頻段更具有實(shí)用性。模擬波束賦形的問(wèn)題在于波束的調(diào)整不夠靈活，在全帶寬內(nèi)只能形成一個(gè)波束，限制了用戶間的資源復(fù)用，同時(shí)也難以支持空分復(fù)用傳輸?；旌喜ㄊx形結(jié)合數(shù)字和模擬波束賦形各自的優(yōu)勢(shì)，可以在靈活度與成本功耗之間自由取舍，是5G毫米波頻段波束賦形技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)形式。NR設(shè)計(jì)了一套統(tǒng)一的機(jī)制，同時(shí)支持這3種波束賦形技術(shù)，這一套機(jī)制即為波束管理過(guò)程。

如圖5所示，對(duì)于基站用一個(gè)特定波束發(fā)送的信號(hào)，終端需用與之匹配的波束接收才能達(dá)到滿意的接收質(zhì)量。接收波束和發(fā)送波束之間需要建立一定的匹配關(guān)系。

下行波束管理過(guò)程分為3類：

① P-1過(guò)程：通過(guò)該過(guò)程，基站獲得合適的發(fā)送波束的同時(shí)，終端也獲得匹配的接收波束。該過(guò)程一般要在基站和終端同時(shí)進(jìn)行波束掃描完成。P-1過(guò)程可用于基站和終端在連接建立過(guò)程中獲得初始的發(fā)送和接收波束。

② P-2過(guò)程：該過(guò)程中終端固定接收波束，基站以波束掃描的方式發(fā)送參考信號(hào)，終端通過(guò)對(duì)參考信號(hào)的測(cè)量選擇合適的發(fā)送波束。P-2過(guò)程用于對(duì)發(fā)送波束的精細(xì)調(diào)整。

③ P-3過(guò)程：該過(guò)程中基站的發(fā)送波束固定，以固定的波束發(fā)送重復(fù)的參考信號(hào)，終端通過(guò)測(cè)量選擇更優(yōu)的接收波束。P-3過(guò)程為接收波束的精細(xì)調(diào)整過(guò)程。

下行波束管理過(guò)程包括波束測(cè)量、波束上報(bào)和波束指示過(guò)程。波束測(cè)量是指終端對(duì)基站以波束掃描方式發(fā)送的參考信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程。一方面，通過(guò)比較不同的參考信號(hào)(代表不同的波束)的接收質(zhì)量，終端得到基站的最佳發(fā)送波束。另一方面，終端在該過(guò)程中也會(huì)找到與最佳發(fā)送波束匹配的接收波束，用于將來(lái)的數(shù)據(jù)接收。波束上報(bào)過(guò)程是指終端將選擇出的最佳發(fā)送波束的標(biāo)識(shí)信息上報(bào)給基站。NR允許終端上報(bào)多個(gè)最佳發(fā)送波束，以便給予網(wǎng)絡(luò)一定的調(diào)度靈活度。波束指示過(guò)程是指在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，基站將發(fā)送波束相關(guān)的信息指示給終端，令終端可以設(shè)置合適的接收波束。終端采用模擬賦形接收的話，波束指示需要在終端接收數(shù)據(jù)之間完成，也就是說(shuō)終端要在數(shù)據(jù)采樣接收開(kāi)始之前設(shè)置好接收波束。這是和數(shù)字波束賦形的一個(gè)重要區(qū)別，數(shù)字波束賦形接收的終端先將數(shù)據(jù)采樣緩存下來(lái)，再優(yōu)化搜索最優(yōu)的接收波束，而無(wú)需波束指示過(guò)程。

上行波束管理過(guò)程和下行類似，包括U-1,U-2,U-3過(guò)程，分別對(duì)應(yīng)于P-1,P-2,P-3過(guò)程。

圖5 發(fā)送波束和接收波束匹配

3.5.2 波束失效恢復(fù)

毫米波頻段信道的快速動(dòng)態(tài)變化會(huì)導(dǎo)致通信的臨時(shí)中斷，例如終端方位角度發(fā)生變化，或者遮擋物突然出現(xiàn)等。4G系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線鏈路監(jiān)測(cè)過(guò)程(Radio Link Monitoring，RLM)對(duì)鏈路的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在鏈路質(zhì)量惡化達(dá)到一定程度之后發(fā)起重建過(guò)程，恢復(fù)連接。這一過(guò)程總體耗時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)于鏈路質(zhì)量對(duì)環(huán)境非常敏感的毫米波頻段，經(jīng)常性長(zhǎng)時(shí)間的中斷會(huì)嚴(yán)重影響通信的質(zhì)量和體驗(yàn)。毫米波頻段通信由于波束定向傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，在鏈路被遮擋時(shí)往往存在其他波束，仍然能夠正常通信。為此，NR針對(duì)性地設(shè)計(jì)了波束失效恢復(fù)(Beam Failure Recovery)機(jī)制，用于在工作波束的質(zhì)量惡化時(shí)快速找到可用的替換波束，并恢復(fù)鏈路的正常通信。波速失效恢復(fù)的完整過(guò)程包括波束失效檢測(cè)、新波束檢測(cè)、請(qǐng)求發(fā)送和響應(yīng)等4個(gè)步驟。

① 波束失效檢測(cè)：目的是判斷當(dāng)前控制信道所用的波束是否能滿足通信所需的質(zhì)量要求，若不能則認(rèn)為發(fā)生波束失效事件。檢測(cè)控制信道波束的原因在于數(shù)據(jù)信道波束失效的情況下，通過(guò)控制信令即可以為終端配置和更新數(shù)據(jù)信道的發(fā)送波束，不需經(jīng)過(guò)相對(duì)耗時(shí)更長(zhǎng)的波束失效恢復(fù)過(guò)程。

② 新波束檢測(cè)：終端測(cè)量并獲取新的可用波束的過(guò)程。在波束失效事件發(fā)生后，檢測(cè)到的新波束將用于替換原來(lái)的工作波束。

③ 波束失效恢復(fù)請(qǐng)求發(fā)送：如果波束失效檢測(cè)過(guò)程中判斷發(fā)生了波束失效事件，終端將在基站配置的專用資源上發(fā)送波束失效恢復(fù)請(qǐng)求，報(bào)告基站發(fā)生了波束失效事件，同時(shí)該請(qǐng)求中還將攜帶新波束的標(biāo)識(shí)信息。

④ 響應(yīng)：請(qǐng)求發(fā)送之后，終端在基站配置的時(shí)間窗內(nèi)檢測(cè)基站用新波束發(fā)送的控制信息。如果能成功檢測(cè)到一條控制信息，則認(rèn)為基站成功接收到了終端發(fā)出的請(qǐng)求。基站在后續(xù)可以配置觸發(fā)終端進(jìn)行波束測(cè)量和上報(bào)，并對(duì)控制信道的發(fā)送波束進(jìn)行重新配置?？刂菩诺赖牟ㄊ匦屡渲猛瓿芍螅ㄊЩ謴?fù)過(guò)程結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

大規(guī)模波束賦形技術(shù)作為5G的核心技術(shù)，在3GPP Rel-15完成了基本特性的標(biāo)準(zhǔn)化，Rel-16繼續(xù)有針對(duì)性地進(jìn)行增強(qiáng)，增強(qiáng)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1) 多TRP /panel協(xié)作傳輸

NR Rel-15在早期開(kāi)展了多TRP/Panel協(xié)作傳輸方案的研究，但由于時(shí)間原因沒(méi)有完成標(biāo)準(zhǔn)化，僅完成了基本傳輸方案的標(biāo)準(zhǔn)化。作為一項(xiàng)提升小區(qū)邊緣用戶體驗(yàn)的有效技術(shù)，NR Rel-16將在Rel-15研究的基礎(chǔ)上完成NC-JT完整方案的標(biāo)準(zhǔn)化，包括傳輸方案、CSI反饋和下行控制信令等方面。

(2) CSI反饋增強(qiáng)

CSI反饋是MIMO技術(shù)發(fā)展中的重要議題。NR Rel-15設(shè)計(jì)了高精度和低精度兩種碼本，反饋開(kāi)銷和終端復(fù)雜度均不同。高精度反饋以兩級(jí)CSI反饋為框架，通過(guò)多個(gè)DFT波束的合并獲得高精度的CSI。Rel-16將進(jìn)一步擴(kuò)展現(xiàn)有框架，一方面探索將高精度CSI反饋擴(kuò)展到更高階的可能性；另一方面研究Type II反饋的開(kāi)銷壓縮方案，增強(qiáng)實(shí)用性。

(3) 波束管理

NR Rel-15對(duì)下行波束管理過(guò)程進(jìn)行了較為完善的設(shè)計(jì)，對(duì)上行數(shù)據(jù)信道、上行控制信道和上行SRS的支持則相對(duì)欠缺。由于終端發(fā)射功率的限制，上行鏈路成為毫米波頻段5G網(wǎng)絡(luò)性能的瓶頸。高效可靠的上行波束管理是提升用戶體驗(yàn)的重點(diǎn)，研究?jī)?nèi)容包括時(shí)延和開(kāi)銷更優(yōu)化的上行波束管理機(jī)制以及上行控制信道、PARCH信道和SRS波束指示方案的增強(qiáng)。