《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置：首頁(yè) > 通信與網(wǎng)絡(luò) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于3GPP協(xié)議的毫米波波束跟蹤方案設(shè)計(jì)
基于3GPP協(xié)議的毫米波波束跟蹤方案設(shè)計(jì)
電子技術(shù)應(yīng)用
張琪，白曉宇
網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 211111
摘要： 波束跟蹤是5G毫米波通信系統(tǒng)保持無(wú)線鏈路穩(wěn)定性的重要技術(shù)之一?；?GPP協(xié)議規(guī)定的下行波束管理過(guò)程P1、P2、P3和上行波束管理過(guò)程U1、U2、U3，詳細(xì)分析和對(duì)比了不同波束跟蹤方案的資源占用率與波束失敗概率。分析與仿真結(jié)果表明，從平均資源占用率的角度來(lái)看，由于一般通信系統(tǒng)中下行資源往往比較豐富，因此P2+P3方案相對(duì)最優(yōu)；從波束失敗概率的角度來(lái)看，由于U2+P3方案無(wú)需功率反饋，因此波束失敗的概率最低。在實(shí)際通信系統(tǒng)中，可根據(jù)具體的指標(biāo)要求，選用合理的波束跟蹤方案。
中文引用格式： 張琪，白曉宇. 基于3GPP協(xié)議的毫米波波束跟蹤方案設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(12)：38-44.
英文引用格式： Zhang Qi，Bai Xiaoyu. 3GPP protocol based beam tracking scheme design for millimeter wave communications[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(12)：38-44.
3GPP protocol based beam tracking scheme design for millimeter wave communications
Zhang Qi，Bai Xiaoyu
Purple Mountain Laboratories， Nanjing 211111， China
Abstract： Beam tracking is one of key technologies of millimeter wave communication systems for maintaining a stable radio link. Based on the downlink beam management procedure P1,P2,P3 and uplink beam management procedure U1,U2,U3 specified in 3GPP (3rd Generation Partnership Project) protocols, this paper analyzes and compares the resource occupation rate and beam failure probability of different beam tracking schemes. Analysis and simulation results show that the P2+P3 scheme is optimal in the sense of average resource occupation rate as the downlink resource is usually abundant in general, whereas, in the sense of beam failure probability, the U2+P3 scheme is optimal since it is free of power information feedback. In practice, an appropriate beam tracking scheme can be chosen according to the special communication requirements.
Key words : millimeter wave；beam tracking；resource occupation rate；beam tracking probability

0　引言

隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在傳輸帶寬、數(shù)據(jù)吞吐量等方面的需求快速增加。與傳統(tǒng)6 GHz以下頻段相比，毫米波頻段擁有大量的空閑帶寬資源，可以有效提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，但是毫米波頻段的自由空間路徑損耗大，大氣吸收和降雨造成的衰減嚴(yán)重，必須依賴(lài)于大規(guī)模天線陣列的波束賦形技術(shù)才能有效抵抗信號(hào)衰減[1]。為了達(dá)到較高的發(fā)射增益，毫米波大規(guī)模天線陣列的波束寬度通常較窄，基站與用戶(hù)之間必須通過(guò)波束跟蹤來(lái)保證波束相互對(duì)齊，從而建立穩(wěn)定的通信鏈路。

近年來(lái)，各國(guó)專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)波束跟蹤問(wèn)題提出了許多算法，例如:文獻(xiàn)[2]-[3]提出了基于Kalman濾波的波束跟蹤算法；文獻(xiàn)[4]通過(guò)Gauss過(guò)程回歸來(lái)分析信道的時(shí)變特性，進(jìn)而給出波束的變化規(guī)律；文獻(xiàn)[5]給出了基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的波束跟蹤方法；文獻(xiàn)[6]則進(jìn)一步研究了協(xié)作傳輸中基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的波束跟蹤問(wèn)題。但是現(xiàn)有文獻(xiàn)主要集中于研究波束跟蹤算法理論問(wèn)題，對(duì)于在實(shí)際應(yīng)用中如何將3GPP(3rd Generation Partnership Project)協(xié)議與波束跟蹤算法有機(jī)結(jié)合起來(lái)，目前的研究成果較少。文獻(xiàn)[7]-[8]對(duì)3GPP協(xié)議中波束管理有關(guān)的流程進(jìn)行了詳細(xì)介紹和展望；在此基礎(chǔ)之上，文獻(xiàn)[9]討論了基于信道狀態(tài)信息參考信號(hào) (Channel State Information Reference Signal, CSI-RS) 和探測(cè)參考信號(hào) (Sounding Reference Signal, SRS) 的波束跟蹤方案；文獻(xiàn)[10]進(jìn)一步研究了波束失敗的檢測(cè)與恢復(fù)方法。



本文詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)下載：http://ihrv.cn/resource/share/2000005803



作者信息

張琪，白曉宇

（網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 211111）



weidian.jpg

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng)，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。