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关于补充上行链路(SUL)技术的频段及相关要求

浏览:7177  来源:通信人在线  日期:2022-03-27

补充上行链路(SULsupplementary uplink)技术是3GPP支撑5G用户终端(UE)设备能力的一项新技术,即要求5G UE应具备的一种能力,使之UE在蜂窝小区边缘时,也能尽可能的保证其上行数据信号的可靠传输。为此,3GPP 相关规范中专门对SUL技术相关要求进行了描述。

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一、SUL技术的因由

1、射频信号的传输衰减问题

我们知道,由于通信终端的尺寸及电池容量所限,终端设备(UE)的发射功率(TX Power)要远小于基站(BS)的发射功率。这就导致在一个蜂窝的覆盖区内,特别是UE在宏基站覆盖区的边缘时,其UE的上行链路(UL),发射的信号传输到基站,由于信号传输衰减的特性可能影响基站的接收,严重时可能使基站根本无法接收到UE发射的信号。总之,由于5G UE信号传输速率能力的提高,可能会导致上行链路的正常工作产生影响,其表现为性能下降、误解或信息丢失等。

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2、射频频率配置问题

我们知道,对于射频信号的传输,其低频信号的传输特性要优于高频信号,即其传输距离要长,具有良好的覆盖性。因此,在FDD双工模式通信时,往往在上行链路配置的是低频段频率,下行链路配置的是高频段频率。然而,在5G系统中通常多采用TDD双工模式,使得上下行链路配置的射频工作频率是相同的。而且5G系统所使用的工作频率,相对于2/3/4G系统要高,虽然目前它们都使用的是中低频段,2/3/4G系统的工作频率为低于2GHz2GHz左右,而5G系统的射频频率是工作在3GHz以上的频段,这样使其5G UE的上行链路传输能力进一步带来一定的影响,并进一步影响了其上行覆盖能力。

二、SUL的技术方案

1、方案思路

为了提高5G UE的上行链路(UL)在高频场景下的覆盖能力,3GPP推出了补充上行链路(SUL)技术方案。使用SULUE为同一个小区可配置1个下行链路(DL)和2个上行链路(UL),如下图2-1所示。2个上行链路(UL),一个为原来正常使用的上行链路(UL)和一个补充上行链路(SUL)。

2-1:补充上行链路(SUL)示例(TS 38.300的图B.1-1

如图中所示,当5G UE在一个基站小区内的上行信道处于正常的良好的传输时,采用原始的DL+UL覆盖(即系统原来使用的UL/DL载波对(FDD频带)或双向载波(TDD频带));当上行链路传输受到影响(如UE移动到小区边缘时),基站接收到的信号降低到设定的阈值时,基站将通知UE使用SUL,即变为DL+SUL覆盖,而此时的SUL使用的是较低的射频频率,将会使上行链路的传输质量得到改善。这就是补充上行链路(SUL)技术方案的基本思路。

2、相关要求

根据3GPP TS 38.300的要求,SUL 与聚合上行链路的不同之处在于,UE 可以被调度为在补充上行链路或被补充载波的上行链路上传输,但不能同时在两者上传输。对于在配置有 SUL 的小区中的初始接入,当且仅当测量的 DL 质量低于广播阈值时,UE 选择 SUL 载波。一旦开始,随机接入过程的所有上行链路传输都保留在所选载波上。在SUL的情况下,UE为同一小区的一个DL配置了2UL,并且这两个UL上的上行传输由网络控制以避免在时间上重叠PUSCH/PUCCH传输。通过调度避免PUSCH上的重叠传输,而通过配置避免PUCCH上的重叠传输(PUCCH只能为小区的2UL之一配置)。SUL技术方案应用于5G新无线(NR)的FR1频段范围内。

三、SUL的操作频段

1SUL工作频段的配置

结合SUL技术方案的思路,其SUL使用的工作频段应为FR1的较低频段,所谓较低频段即要低于5G NR FR1的原始的工作频段(如n41/n77/n78/n79等)。为此,在202112月发布的3GPP TS 38.101-1 V17.4.0NRUE无线发射与接收;第1部分:FR1 SA》配置了一组SUL的工作频段,具体详见下表3-1中,当然,SUL工作频段的配置随着技术的深入研究可能仍会增加。

3-13GPP配置的SUL工作频段

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2SUL操作频段的组合

我们知道,目前的5G系统主要工作在TDD双工方式。由上述SUL技术方案思路,在小区的DL+SUL覆盖时,应做到SUL频段低于DL的频段,为此,TS 38.101-1定义了SUL与原始使用的NR频段的组合,具体详见下表3-2,其中所有操作频带均在FR1范围内。

3-2SUL操作频段的组合(FR1内)

另外,在TS 38.101-1中还给出了与载波聚合(CA)相关的各种SUL操作频段的组合;以及相关双连接(DC)的各种SUL操作频段的组合。

四、我国终端的相关规定

2019年我国首次发布了YD/T 36275G数字蜂窝移动通信网 增强移动宽带终端设备技术要求(第一阶段)》通信行业标准。在该标准中规定,为了支持UE的国际漫游,我国UE的工作频段选用了3GPP NRn41n78n79三个频段,而SUL的操作频段选用了3GPP NRn80n81n84三个频段。那么,我国UE应支持的SUL频段组合具体详见下表4

4:我国终端支持的SUL频段的组合

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补充上行链路(SUL)技术只是应用于5G NRFR1的频率范围内,虽然对5G UE上行的覆盖能力得到了一定的改善,但这对5G UE的技术能力提出了更高的要求。

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