LTE筆記: 3GPP Network-Controlled Repeater -1

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在之前的文章中, 我們介紹了 RIS 的功能,
對於通訊研究而言, RIS 是一個新穎也陳舊的概念,
新穎的地方在於: 透過被動反射, 我們可以改變通道的特性,
陳舊的地方在於: 類似的訊號增強概念, 我們之前在中繼器 (Relay) 中,
已經在 3G/4G 時代轉了一大圈, 最後並沒有被實踐.

也或許是因為這樣的原因, 3GPP 對於 RIS 實現並沒有特別熱衷,
但是, 仍然組成了一個研究團隊, 以 Repeater 的角度切入, 並引入控制的概念,
這也就是我們今天要介紹的: Network-Controlled Repeater.
相關 3GPP 文件為: TR 38.867 Study on NR Network-Controlled Repeater (NCR)
我們先以一張示意圖說明 NCR 的概念:



在 NCR 的架構中, Repeater 受控於 gNB (基地台), 並有兩條路徑:
Control Link: 基地台對應的控制信令, 由 NCR-MT 接收.
Backhual/Access Link: 轉傳/增益的通道, 將訊號增強後傳至 UE.

在初始的討論中, Control Link 和 Backhual/Access Link 使用相同的頻帶,
同時, Control Link 透過 Uu Interface 進行控制, 
因此,  NCR 對基地台的角色接近於一個特殊的 UE,
另一方面, Backhual/Access Link 可以視為在 RIS 構架下,
BS-RIS, RIS-UE 這兩條直視路徑的無線通道,
在 3GPP NCR 的框架中, 轉傳單元 (NCR-Fwd) 類似於 RIS 反射板的角色,
但是不同於一般 RIS 為被動元件, NCR-Fwd 提供 Amplify-and-Forwarding (AF) 的功能,
換句話說, NCR-Fwd 會將接收到的訊號增強後, 再轉傳至 UE.

這樣的框架, 的確類似於 3GPP 之前對 Relay 的討論,
在類似於 RIS 的部分則在於對 NCR 加入的 beamforming 功能,
透過 beamforming 技術, NCR 可以減低一些 AF 遭詬病的雜訊放大問題,
同時, 也可以更有效的增強使用者接收訊號的強度.


在上圖中, 我們可以看到 NCR 和 RIS 的最大差異,
NCR 並非反射板, 仍是有接收器把訊號接收後, 放大轉傳,
並非像是 RIS 以反射為主的訊號傳導.
另一方面, NCR 目前以 inband 接收 Control Link 為主,
在其設想中, NCR 接收器同時也負責接收控制訊號,
這點也是和 RIS  (因為沒有接收解調訊號) 不一樣的地方. 

在接下來的文章中, 我們將進一步的去探索 NCR 的資訊設定, 以及控制流程,
同時, 我們也會和其他的技術, 例如: IAB (Integrated Access and Backhaul), 進行比較,
也會嘗試進一步說明 NCR 和 RIS 的差別.

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