5G及其后的5G非地面网络:趋势和研究挑战-HARQ部分

  1. NTN组件纳入5G架构第一步

    在NTN SI中定义了一组架构选项。就NT部分而言,已确定了两大类:星载(即基于卫星的通信平台)和机载(即HAPS)设备

  2. 并行管理HARQ最大进程数

    N~HARQ~=RTT(N~TX~−1)2^μ^

    N~TX~:传输次数

    RTT:ms表示,2^-μ~^

测试环境

  1. HARQ反馈(FB):D
  2. 发射机处的CSI:D/2
  3. KPI:误码率、误帧率(FER)、吞吐量(RX/所用资源)、吞吐量效率(传送比特/香农比特)、平均等待时间
  4. 两种互补方法:
    有限块信息大小理论的表达式近似帧信息错误率,该方法允许快速评估IR-HARQ,优化所需的程序参数,评估信道相关参数的影响。
    符号速率执行NR PHY得实际模拟评估FER,允许评估附加损耗,如:次优编码(LDPC和有限星座集)和解码系统(BICM和LDPC解码器)
  5. 场景: NLOS LOS
  6. 信道模型:NTN-CDL model, Type A NTN-CDL model, Type D
  7. 波段:S S
  8. 仰角:40°
  9. PDSCH配置为μ=0(△f=15kHz)、52个资源块和每个时隙14个符号,对应于每个时隙总共n=7488个资源。
  10. 信道实现持续10秒(10000个时隙)。对报告结果的每个点进行了优化,以最大化系统产量,同时保持剩余FER低于10^−2^

实验结果:


注释

  1. 红色N~TX~=1; 绿色N~TX~=2;蓝色N~TX~=4
  2. SNR值:0 5 10 15

结论:

  1. NLOS信道下,用户适中,N~TX~=1,性能不好

  2. N~TX~=2 4,有明显的吞吐量

  3. 低信噪比,吞吐量下降更快

  4. N~TX~=4,相干信道很大的RTT,效率达到60%~80%

  5. 曲线波动是采用非最优预测器,对于RTT和信道相干时间,预测器性能很差

  6. 在LOS信道,ACM(N~TX~=1)性能好,几乎在所有情况下效率保持在90%以上,大RTT和低BER效率下降到75%

  7. N~TX~=2 4,吞吐量最大增益15%

HARQ 重要性

ACM对系统信道选择性很敏感,即卫星链路鲁棒性很小。HARQ可以提供吞吐量增益,并增加对移动速度和信道条件链路的鲁棒性。将NTN网络作为地面蜂窝网络的补充,HARQ很重要

未来发展

无线接入技术具有灵活性和适应性。已经表明,通过有限且可接受的修改,NR空中接口可以适应NTN情况,从而在整个5G系统中引入了一个全新的维度。然而,为了能够充分利用NT组件,3GPP波形设计应解决NT信道特性,特别是NGSO节点引入的多普勒效应、更高海拔节点的延迟和延迟方面特性,以及对信道估计过程的有效支持的需要,因为CSI是无波束通信方法的基础。同时,应研究新的数字技术,以实现支持服务异构性的物理层灵活性和适应性。

引用:5G and Beyond 5G Non-Terrestrial Networks: trends and research challenges

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