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全双工专题组技术报告1
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引言7第二章应用场景 82.1 场景概述 82.2 蜂窝应用场景 82.3 中继及 MIMO 应用场景 92.4 毫米波应用场景 10第三章全双工物理层关键技术
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IMT-2020(5G)推进组
全双工专题组技术报告
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Technical Report
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本文档由IMT-2020(5G)推进组全双工专题组成员单位起草
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目 录
第一章 引言 ................................................................................................................... 7
第二章 应用场景 ........................................................................................................... 8
2.1 场景概述 ........................................................................................................... 8
2.2 蜂窝应用场景 ................................................................................................... 8
2.3 中继及 MIMO 应用场景 .................................................................................. 9
2.4 毫米波应用场景 ............................................................................................. 10
第三章 全双工物理层关键技术 ................................................................................. 12
3.1 关键技术概述 ................................................................................................. 12
3.2 空间自干扰消除 ............................................................................................. 12
3.2.1 基于收发波束特征分解的空间自干扰抑制技术 ............................. 12
3.3 射频域自干扰消除 ......................................................................................... 14
3.3.1 多抽头模型射频自干扰消除技术分析 ............................................. 14
3.3.2 SISO 系统模拟域主动干扰消除技术 ............................................... 16
3.3.3 MIMO 系统模拟自干扰消除技术 .................................................... 17
3.3.4 自混频射频自干扰消除技术 ............................................................. 19
3.3.5 信道差分相干射频自干扰消除技术 ................................................. 21
3.3.6 一种适用于 BPSK 干扰信号消除的技术 ......................................... 22
3.3.7 阻抗失配型定向耦合器隔离技术 ..................................................... 23
3.4 数字域自干扰消除 ......................................................................................... 25
3.4.1 用于消除终端用户间干扰的 SIC 技术 ............................................. 25
3.5 全双工帧结构设计 ......................................................................................... 28
3.5.1 全双工帧结构设计 ............................................................................. 28
3.5.2 全双工基站+半双工终端的帧结构设计 ........................................... 29
3.6 物理层其他关键技术 ..................................................................................... 32
3.6.1 空间调制全双工技术 ......................................................................... 32
3.6.2 TDD 系统中信道获取技术 ................................................................ 34
3.6.3 TDD 系统中功率控制技术 ................................................................ 34
第四章 全双工组网技术 ............................................................................................. 38
4.1 概述 ................................................................................................................. 38
4.2 全双工网络架构 ............................................................................................. 38
4.2.1 全双工基站和半双工用户组网 ......................................................... 38
4.2.2 全双工小区和半双工小区混合组网 ................................................. 39
4.2.3 混合双工组网的频率分配策略与分析 ............................................. 39
4.2.4 一种中心式基站发射天线和分布式接收天线阵列的组网架构 ..... 43
4.3 资源分配与调度 ............................................................................................. 44
4.3.1 VMAC 技术 ........................................................................................ 44
4.3.2 自适应的信道测量及资源分配技术 ................................................. 51
4.4 干扰协调和干扰消除 ..................................................................................... 54
第五章 全双工原型验证 ............................................................................................. 56
5.1 电子科技大学全双工原型验证 ..................................................................... 56
5.1.1 场景 ..................................................................................................... 56
5.1.2 性能与功能指标 ................................................................................. 56
5.2 中兴通讯全双工原型验证 ............................................................................. 57
5.2.1 场景 ..................................................................................................... 57
5.2.2 性能与功能指标 ................................................................................. 58
5.3 北京大学全双工原型验证 ............................................................................. 59
第六章 参考文献 ......................................................................................................... 61
第七章 主要贡献单位 ................................................................................................. 62
图目录
图 2-1 应用场景 .......................................................................................................... 9
图 2-2 FDD Massive MIMO + Full-Duplexing MIMO Relay .................................. 10
图 2-3 TDD Massive MIMO + Full-Duplexing MIMO Relay .................................. 10
图 2-4 典型的 8T8R 中继站,支持 4*4 MIMO 的 Mesh 和 Relay ....................... 10
图 2-5 全球几个主要地区毫米波移动通信候选频谱 ............................................ 11
图 2-6 毫米波正交子带 1*3 复用图 ........................................................................ 11
图 2-7 BDMA 实现毫米波全双工 Virtual Personnel Cell ....................................... 11
图 3-1 单用户全双工系统模型 ................................................................................ 12
图 3-2 多抽头射频干扰抑制系统模型 .................................................................... 15
图 3-3 不同自干扰带宽下不同的抽头延时参数对射频干扰抵消的影响 ............ 16
图 3-4 不同抽头个数对射频干扰抑制的影响 ........................................................ 16
图 3-5 SISO 系统模拟域主动干扰消除模块原理框图 .......................................... 17
图 3-6 MIMO 全双工系统工作模式 ........................................................................ 18
图 3-7 MIMO 全双工系统自干扰消除架构 ............................................................ 18
图 3-8 直接射频耦合自混频自干扰抵消结构 ........................................................ 20
图 3-9 归一化延时误差对自干扰抵消能力影响的曲线 ........................................ 20
图 3-10 归一化增益误差对自干扰抵消能力影响的曲线 ........................................ 20
图 3-11 盲信道自干扰抵消结构 ................................................................................ 21
图 3-12 延时器一致性误差对干扰抵消性能的影响 ................................................ 22
图 3-13 自干扰消除模块结构图 ................................................................................ 23
图 3-14 反射系数消除法原理图 ................................................................................ 24
图 3-15 平行定向耦合器结构图 ................................................................................ 24
图 3-16 单小区自干扰场景图 .................................................................................... 26
图 3-17 “Z”信道模型 .................................................................................................. 26
图 3-18 全双工小区和容量比较 ................................................................................ 28
图 3-19 全双工帧结构设计 ........................................................................................ 28
图 3-20 空间调制全双工系统框图 ............................................................................ 32
图 3-21 中断容量比较 ................................................................................................ 33
图 3-22 各态历经容量 ................................................................................................ 33
图 3-23 可获得信道互易性的基站架构 .................................................................... 34
图 3-24 PUSCH 功控示例 .......................................................................................... 37
图 3-25 PUCCH 功控示例 .......................................................................................... 37
图 4-1 TDD 和 FDD 系统拓展为全双工示例 ......................................................... 38
图 4-2 不同全双工组网方式 .................................................................................... 39
图 4-3 一种同时同频全双工半双工混合组网和频点分配方法 ............................ 40
图 4-4 全双工小区载波利用率和用户个数的关系 ................................................ 42
图 4-5 全双工混合组网小区与半双工小区的载波利用率对比 ............................ 42
图 4-6 传统同频同时全双工组网示意图 ................................................................ 43
图 4-7 基站收发天线分置方案 ................................................................................ 43
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臭人鹏
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