NR R18 网络控制直放站介绍

概述

对于任何无线网络而言，覆盖都是最基础、最重要的性能。

在传统的2/3/4G无线网络中，作为一种重要的低成本、补覆盖解决方案， 直放站（Repeater）被广泛使用。

按照直放站和源基站（施主基站）之间的连接方式，常见的产品形态有光纤直放站和射频直放站。

5G NR R16标准中，支持Integrated Access and Backhaul (IAB)集成接入回传网络，即通过5G空口替代传统Backhaul回传网络，可以实现快速扩展覆盖光纤难以到达区域。

IAB 示意图

和直放站Repeater相比，部署IAB节点的成本会更高，且组网相对复杂。

因此直放站Repeater使用更为广泛。

射频直放站 工作原理简单，仅仅进行RF信号的放大和转发，上行方向上会放大接收到的信号，包括干扰和噪声，因此射频直放站部署不当，会引起网络较大的底噪抬升，影响容量和频谱效率。

长期以来，协议中没有针对直放站相关指标的规范定义，在NR R17标准中，RAN 4 增加了TS 38106规范，定义了NR 直放站的射频相关指标要求。

NR Repeater Radio Transmission and Reception  (Release 17) 

对于TDD网络，如果直放站能够获取DL-UL时隙结构的配置信息，并针对性进行放大，对网络是有增益的。

此外，对于NR中的波束控制信息，希望直放站也能对此进行转发优化处理。

3GPP RAN 94e次会议上，通过了一个新的研究项目（study item）

“Study on NR Network-controlled Repeaters”

主要针对如下场景：

Network-controlled repeaters are inband RF repeaters used for extension of network coverage on FR1 and FR2 bands, while during the study FR2 deployments may be prioritized for both outdoor and O2I scenarios.

For only single hop stationary network-controlled repeaters.

Network-controlled repeaters are transparent to UEs.

Network-controlled repeater can maintain the gNB-repeater link and repeater-UE link simultaneously.

在3GPP RAN 97e次会议，通过了SI的研究报告TR 38867 i00版本

Study on NR network-controlled repeaters; (Release 18)

在报告中，包含的研究内容和结果主要有：

1. Modelling of network-controlled repeater—网络控制直放站的模型，即gNB和NCR之间的控制链路，回传链路，接入链路等总体模型

2. Side control information —控制信息传递，包括：

Beam information

Timing information

information on UL-DL TDD configuration

ON-OFF information

Power control information

3. L1/L2 signalling for side control information—控制信息L1/L2信令

4. Repeater management—直放站的管理

5. Performance evaluation—性能的评估

NCR总体架构

在R18协议中，网络控制直放站总体描述和定义如下：

NetCR-MT和gNB 建立SRBs，也可以建立DRBs，用于传输OAM控制信令。

网络控制直放站NetCR，由NetCR-MT和NetCR-FWD两个功能组成：

NetCR-MT: 通过控制链路Control link（即Uu空口）和gNB进行通信，接收控制信息（Side control information），相当于UE功能的子集。

NetCR-Fwd: 完成gNB和UE之间的信号放大和转发功能，分别对应接入链路Access link和回传链路Backhaul。NetCR-Fwd 支持对UE的多波束，受基站下发的side control information信息控制。

NetCR-Fwd Access link: link used for transmissions between the NetCR-Fwd and UEs.

NetCR-Fwd Backhaul link: link used for Backhauling between the NetCR-Fwd and gNB.

NCR流程

NCR工作的总体流程

NCR-MT 建立：NCR-MT选择小区，接收广播是否支持NCR，RRC连接建立，通过5GC鉴权（信令流程和普通UE Initial Access procedure类似）。

NCR 配置：gNB-CU可以通过RRC信令下发配置NCR相关配置信息 。

NCR 开始工作：NCR收到配置后，可以开始提供服务。

NCR空口流程

NCR-MT接入网络的流程和普通UE类似。

NCR节点和OAM之间的连接，可以通过NCR-MT的PDU Session来提供。

NCR可以配置允许NCR-MT接入的gNB小区列表，和不允许NCR-MT接入的gNB的小区列表。

NCR 的识别由RAN进行（在RRC建立完成中携带字段）。

NCR的鉴权由5GC进行。

NCR物理层特性

NCR物理层基础的流程和特性包括：

NCR-MT物理层基础功能，例如：小区搜索，系统信息获取，随机接入，UCI上报，PDCCH 监听，PDSCH接收，CSI-RS 测量，CSI确定，PUSCH发送，SRS发送等功能和普通UE一样。

NCR-FWD的接收和发送，只有在NCR-MT通过Control link接收到波束指示后才可以，NCR-FWD根据指示的时间资源和对应的波束，在Access link上的接收和发送。

NCR-MT进行链路失败（RLF）恢复流程时，NCR-FWD不进行收发，直到链路恢复完成。

通过NCR-MT给NCR配置TDD上下行时隙结构，支持公共和专用配置。NCR-Fwd 在Backhaul link接收/在Access link上发送，只能在下行符号上进行。NCR-Fwd 在Backhaul link发送/Access link上接收，只能在上行符号上进行。

对于Backhaul/Access link的 Tx/Rx的Timing，基于Control  Link的Tx/Rx timing。

NCR的波束指示

NCR应用场景

示例场景一

NCR波束覆盖

NCR使用周期性波束（扫描）实现覆盖。

NCR波束和gNB的波束建立关联关系。

示例场景二

NCR波束覆盖

NCR使用周期性波束（扫描）实现覆盖。

NCR波束和gNB的波束建立关联关系。

对于特定UE，NCR支持非周期波束（网络触发的临时波束）实现及时信号覆盖。