5G V2X 空口QoS管理

無線豬 發佈 2022-10-12T00:05:44.206755+00:00

在5G V2X方面,QoS管理涉及的空口有Uu口和sidelink,相關的參數有優先級、時延和可靠性等。從TS23.501可知,5G QoS模型是基於QoS流的。5G QoS模型支持GBR QoS流和Non-GBR QoS流。使用兩級映射。首先,將數據包從應用程式映射到QoS流。

在5G V2X方面,QoS管理涉及的空口有Uu口和sidelink,相關的參數有優先級、時延和可靠性等。

從TS23.501可知,5G QoS模型是基於QoS流的。5G QoS模型支持GBR QoS流和Non-GBR QoS流。使用兩級映射。首先,將數據包從應用程式映射到QoS流。QoS Flow ID(QFI)用於識別QoS流。然後,UE遵循QoS流到數據無線承載(DRB)映射信息。對於NR Uu口的QoS管理,標準化5QI值具有一對一映射到5G QoS特徵的標準化組合,即資源類型、優先級、分組延遲預算、分組錯誤率、平均窗口和最大數據突發量(resource type, priority level, packet delay budget, packet error rate, averaging window, and maximum Data Burst Volume)。對於Uu口上的高級V2X 的QoS支持,性能要求由與5QI相關的5G特性涵蓋,但傳輸速率和所需的最小通信範圍除外。兩級映射QoS模型可用於NR Uu口的QoS和NR中Uu口上高級V2X接口的QoS。然而,5QI可能對NR V2X QoS傳輸速率和通信範圍有限制。

在LTE Rel-14/15中,SL的QoS管理基於每包優先級(PPPP:ProSe Per-Packet Priority)或每包可靠性(PPPR:ProSe Per-Packet Reliability)。NR中的高級V2X場景分為四個領域:排程(platooning)、高級駕駛(advanced driving)、擴展傳感器(extended sensors)和遠程駕駛(remote driving)。高級V2X要求多種多樣,時延從3毫秒到100毫秒,可靠性要求從90%到99.999%。由於除了廣播之外還支持單播和群播通信類型,因此連接模式更接近Uu口連接模型,而不是基於正常廣播的流量。所有這些方面使得NR中的高級V2X與LTE-V有很大不同。因此,QoS管理更加複雜。還需要考慮Uu口鏈路上更廣泛的流量。

例如,雖然LTE-V傳輸優先級適用於MBB分組,但當前的PPPP機制實際上不容易適用於mini-slot上的URLLC傳輸,新的解決方案需要標準化。在這種情況下,沒有PPPP的QoS模型可能更適合NR中的高級V2X服務。似乎需要協議促進Uu和PC5的統一QoS模型來處理不同傳輸和服務的潛在較大QoS範圍。還需要研究功率控制程序,以確定基於PPPP/PPPR的功率控制程序是否適用於NR中的高級V2X服務,或者是否需要其他機制。從上面的討論可以看出,NR中高級V2X的QoS框架與RAN1的R15 LTE-eV2X QoS有很大不同。

QoS相關參數,例如優先級、延遲和可靠性被列為需要研究的參數。幀結構可以設計為滿足高級V2X服務的低延遲要求。符號級的Uu口和SL復用允許快速調度sidelink(時隙開始時下行符號中的DCI)並立即反饋給gNB(例如,SL-SCI報告,時隙結束時上行符號中的HARQ-ACK),因此能夠在目標延遲邊界內進行多次自適應重傳,例如端到端3毫秒。對於高級V2X服務的可靠性要求,與LTE V2X相比,需要SL增強。基於SCI在時域和頻域重複的PSCCH設計可以在可靠性或延遲方面提供性能優勢。高級V2X應引入HARQ反饋和CSI反饋。

需要為不同優先級的數據包/服務定義和處理優先級規則。

在LTE-V2X中,當每個包由高層生成時,為其分配優先級(PPPP),並且該信息被傳遞到物理層並作為SCI(Serial Communication Interface)的一部分進行編碼。然後,在基於感知的資源選擇過程中,其他UE將在執行資源排除時檢索並考慮該信息(以及PSSCH-RSRP測量)。在某種程度上,具有更高優先級的分組在某種意義上受到保護,即它們已經保留的SL(SideLink)資源很可能被排除在其他ue的選擇之外。然而,如果沒有為高優先級數據包保留SL資源,並且資源池嚴重擁塞,則無法保證數據包將被傳輸。

對於延遲方面,分配給每個分組的上述分配的PPPP級別也映射到高層的分組延遲預算,並且該信息被傳遞給PHY,以在資源選擇過程中確定T2值,以確保滿足分組的延遲要求。對於NR-V2X,可以並且很可能會定義比LTE-V2X更大的SCS,這將為發射UE選擇SL資源提供更多的Tx機會。因此,即使T2很緊,也有更高的機會滿足延遲要求。

在LTE-V2X中,通過結合數據TB的自主重傳、MCS級別和資源大小的選擇、傳感+SP、數據包複製(如果支持CA)和透明TxD,在物理層中實現傳輸數據包的可靠性。然而,對於需要NR-V2X支持的高級V2X用例。下面列出了NR-V2X可能考慮和研究的其他技術或方案。

  • 可變重傳,匹配適當的MCS級別和目標可靠性
  • HARQ和CQI反饋
  • 傳感+搶占
  • MIMO預編碼/波束賦形/TxD

為了支持一些高級V2X用例,NR-V2X需要執行高數據速率傳輸。在LTE-V2X中,多載波部署(如載波聚合)和64QAM的使用是Rel-15中引入的兩種技術,旨在支持更高的數據速率傳輸。對於NR-V2X,除了可以在FR2中提供更大的信道帶寬和更大的子信道大小以支持高數據速率傳輸這一顯而易見的事實之外,可以特別針對FR1研究的其他技術包括更高的調製階(例如,在非常好的幾何結構中為256QAM)和多層MIMO傳輸。

通常為許多高級V2X用例指定所需的最小通信範圍(以米為單位)。為了達到所需的通信範圍,NR sidelink傳輸還需要同時滿足所有其他所需目標,例如數據速率、可靠性、延遲和傳輸速率。因此,前面提到的所有技術在這裡都同樣適用於實現目標通信範圍。可能有兩種技術比其他技術更為突出,特別是波束形成/TxD和功率控制。

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