LTE筆記: 5G 網路中 multi-TRP 的架構與挑戰

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在 5G 的架構中, 如前所述, 將原有的基地台拆分成: CU-DU-RU 的架構,
透過將基地台網元 (Network Element) 拆分並虛擬化,
一方面可以開創 vRAN (virtual RAN) 的應用, 將硬體搬移至雲端中心,
另一方面, 也讓網元間的拓譜更加彈性, 例如: 1 CU- 1DU- 4 RU 的架構,
而這些 RU, 在一開始時做的框架中, 擁有單獨的 Cell ID, 
可以看做一個獨立的小基站, 只是分享背後的 CU-DU 運算資源,
在不同 RU 之間也需要進行對應的換手.

另一方面, 在 multi-TRP 架構中, 數個 RU 分享同一個 Cell ID,
(TRP: Transmission Reception Point, 3GPP 定義的傳收點, 本文中可視為 RU)
因此, 不同的 RU 訊號, 可以縫合成為同一個 Cell,
透過 multi-TRP 的架構, 電信商可以提供低成本的訊號覆蓋.

multi-TRP 架構最大的好處在於換手的消除, 減少使用者在不同 RU 間的延遲,
此外, 由於 RU 之間傳輸相同的訊號, 使用者將無間斷地享用較佳的 RU 服務,
不會受限於換手延遲效應, 在 RU 訊號覆蓋邊緣, 降低使用者的通訊品質.
同時, 由於所有 RU 從屬於同一個 Cell, 可以減低 RU 間的相互干擾.

另一方面, 此架構也將帶來一系列挑戰, 
首先, 是通訊資源的減少, 考慮到 RU 偕同服務單一使用者, 等校的無線傳輸單元下降,
考慮到這樣的缺點, 目前 multi-TRP 框架多鎖定 4RU/ 2RU 架構, 減少效能減損,
第二, UE 與 RU 間的從屬問題, 尤其對於 UE 的上行資料的處理,
因此, 需要引入動態傳輸節點選擇 (Dynamic Point Selection, DPS) 克服,
最後, 使用者端的通道估計問題, 來自不同 TRP 的訊號, 類似於多路徑效應的疊加,
但是其訊號強度較多路徑效應更強, 也對使用者接收訊號的解調形成挑戰.

目前 multi-TRP 的應用情境可以試試內不同樓層的 RU 訊號覆蓋,
或是以多個 RU 組成同一樓層中的室內無線網路覆蓋, 用以補足室外基站的不足,
適合像是地下停車場 (無室外訊號), 百貨公司 (高使用者密度) 的應用情境,
然而, 卻也需要預先的布建規劃配合, 才會有較佳的效果.
如果上述的困難可以系統性的克服, 或許 multi-TRP 框架可以有效幫助室內用戶,
並且作為 CoMP (Coordinate MultiPoint) 在 5G 網路的示範應用.

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