張博源，黃學(xué)艷，趙振山，張世昌，馬騰，劉亮

直通鏈路技術(shù)的發(fā)展與展望

張博源1，黃學(xué)艷2，趙振山3，張世昌3，馬騰3，劉亮2

（1.OPPO研究院，陜西 西安 710021；2.中國移動(dòng)通信有限公司研究院，北京 100053；3.OPPO研究院，北京 100125）

直通鏈路技術(shù)己廣泛應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)場景。對于直通鏈路技術(shù)的潛在技術(shù)方向給出可行的建議，包括傳統(tǒng)直通鏈路技術(shù)的增強(qiáng)方向，如載波聚合、使用非授權(quán)頻譜等；側(cè)行鏈路對于中繼場景的應(yīng)用擴(kuò)展，包括終端到終端之間的中繼，以及中繼的多鏈接場景；在高精度定位場景使用直通鏈路技術(shù)。并且，給出直通鏈路技術(shù)與各種新技術(shù)的融合應(yīng)用，如智能反射面與區(qū)塊鏈技術(shù)，從而解決直通鏈路技術(shù)自身的缺陷。

直通鏈路；mesh網(wǎng)絡(luò)；中繼；車聯(lián)網(wǎng)

0 引言

直通鏈路（sidelink）技術(shù)與傳統(tǒng)的Uu接口通信技術(shù)相比，并非強(qiáng)依賴于基站的調(diào)度與配置，屬于典型的自組織網(wǎng)絡(luò)[1]。在傳統(tǒng)自組織網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過引入基站的協(xié)調(diào)與輔助管理，可以有效降低傳統(tǒng)自組織網(wǎng)絡(luò)存在的資源碰撞以及路由復(fù)雜的問題。sidelink技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化初期主要應(yīng)用于設(shè)備與設(shè)備之間的直接通信場景以及終端到網(wǎng)絡(luò)的中繼場景。車聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)目前主流的應(yīng)用場景被3GPP在后續(xù)多個(gè)協(xié)議版本中持續(xù)優(yōu)化[2]。至今，sidelink技術(shù)經(jīng)過歷次迭代已經(jīng)越發(fā)完善，但作為自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，潛在的天然缺陷仍無法避免。首先，終端資源選擇的碰撞問題經(jīng)過多次協(xié)議版本迭代后的優(yōu)化更新，目前已經(jīng)能夠在一定程度上有效解決該問題，但仍然無法徹底避免。另外，sidelink技術(shù)支持的業(yè)務(wù)場景逐漸增多，但頻譜資源仍然十分有限，因此考慮將sidelink技術(shù)遷移到免許可頻段工作是緊迫而必要的。本文針對所述sidelink技術(shù)目前存在的缺陷以及優(yōu)化方向給出思考與解決方案。

1 sidelink Rel-17技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 sidelink增強(qiáng)

在Release 17（Rel-17）中，sidelink增強(qiáng)除了車聯(lián)網(wǎng)場景外，也考慮了可以更廣泛應(yīng)用的商業(yè)場景?？紤]商業(yè)場景中涉及的終端無法向車聯(lián)網(wǎng)終端一樣具有強(qiáng)大的終端能力。因此，終端節(jié)能是一個(gè)非常必要的增強(qiáng)方向。通過部分偵聽（partial sensing），隨機(jī)資源選擇與sidelink非連續(xù)接收（discontinuous reception, DRX），可以有效地減少終端持續(xù)接收而損耗的能量。具體地，對于部分偵聽與隨機(jī)資源選擇，盡可能地復(fù)用Rel-14的設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮sidelink DRX所帶來的潛在影響；對于sidelink DRX，能夠清楚地定義sidelink DRX周期內(nèi)各階段的終端行為，以及考慮如何與Uu DRX共存。另一方面，終端通過偵聽進(jìn)行自主資源選擇的工作模式不可避免地存在資源碰撞以及半雙工的影響，在這個(gè)版本引入了通過終端間協(xié)作獲取資源的機(jī)制[4]，并且對該資源獲取模式進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。

1.1.1 partial sensing

在Rel-17的NR sidelink系統(tǒng)中，為了達(dá)到節(jié)能省電的效果，引入了基于隨機(jī)選擇和部分偵聽的資源選取機(jī)制。隨機(jī)選擇即終端不進(jìn)行資源偵聽，直接在資源選擇窗內(nèi)等概率隨機(jī)選擇資源發(fā)送數(shù)據(jù)。終端不進(jìn)行偵聽，因此可以獲得節(jié)能效果。部分偵聽機(jī)制即終端在偵聽窗內(nèi)只偵聽部分而不是全部時(shí)隙以達(dá)到節(jié)能省電的效果。

在部分偵聽機(jī)制中，終端在選擇窗內(nèi)預(yù)選個(gè)時(shí)隙，針對該選取的個(gè)時(shí)隙在偵聽窗內(nèi)進(jìn)行部分偵聽，根據(jù)偵聽結(jié)果對該個(gè)時(shí)隙中包括候選傳輸資源進(jìn)行資源排除，從而確定候選資源集合。為了支持部分偵聽機(jī)制，在NR sidelink中引入了基于周期的部分偵聽（periodic-based partial sensing，PBPS）和連續(xù)部分偵聽（continuous partial sensing，CPS）[5]。

● PBPS：即終端根據(jù)周期信息進(jìn)行偵聽。終端被配置需要偵聽的周期參數(shù)，該周期參數(shù)可以是該資源池支持的周期預(yù)留參數(shù)的子集。根據(jù)該周期參數(shù)，終端對預(yù)選的個(gè)時(shí)隙中包括的傳輸資源在偵聽窗內(nèi)進(jìn)行偵聽。

● CPS：即終端在選取資源前進(jìn)行持續(xù)的偵聽，主要是為了避免和其他終端的非周期性傳輸發(fā)生沖突。對于非周期性傳輸，終端不需要周期性地預(yù)留傳輸資源，所以偵聽終端無法通過PBPS排除與該終端的資源沖突。

1.1.2 sidelink DRX

DRX技術(shù)是Uu系統(tǒng)中常用的降低終端能耗的一種技術(shù)，在Rel-17中將DRX應(yīng)用到sidelink系統(tǒng)中，從而達(dá)到sidelink系統(tǒng)中終端節(jié)能的目的。sidelink非連續(xù)接收需要能夠應(yīng)用于廣播、多

播和單播業(yè)務(wù)。具體地，需要定義清楚sidelink DRX的開啟與關(guān)閉持續(xù)時(shí)間段以及對應(yīng)的終端行為?？紤]終端可能同時(shí)與多個(gè)對端終端產(chǎn)生多個(gè)業(yè)務(wù)，需要考慮如何在多個(gè)終端間對齊sidelink DRX的配置。另外，Sidelink終端需要同時(shí)支持Uu接口業(yè)務(wù)的正常通信，因此在配置sidelink DRX時(shí)需要考慮對齊終端的Uu DRX，可以最大限度地達(dá)到節(jié)能效果。原則上，sidelink DRX配置盡可能復(fù)用Uu接口DRX中設(shè)計(jì)的各種定時(shí)器。對于接收端終端，在激活時(shí)段內(nèi)，其需要執(zhí)行sidelink控制信息（sidelink control information, SCI）的監(jiān)聽用于進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，其中，SCI的監(jiān)聽包括第一階SCI（承載在PSCCH中）和第二階SCI（承載在PSSCH中）的監(jiān)聽。相反地，在非激活時(shí)段內(nèi)，接收端終端不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，因此可以略過SCI的監(jiān)聽。需要說明的是，在非激活時(shí)段內(nèi)，接收端終端不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，該終端仍然可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。該終端有待發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，可以基于偵聽獲取傳輸資源，偵聽行為可以發(fā)生在非激活時(shí)段內(nèi)，偵聽過程包括第一階SCI的監(jiān)聽與RSRP（reference signal receiving power）測量。

圖1 PBPS偵聽窗

由于sidelink通信中單播與多播廣播的機(jī)制間存在比較大的區(qū)別，主要是在單播通信中支持終端與終端間的PC5-RRC連接，而多播廣播中沒有引入PC5-RRC連接。因此單播通信sidelink DRX的配置原則與多播、廣播存在較大差異。

具體地在單播通信中，sidelink DRX的配置可以維護(hù)在一對源地址與目標(biāo)地址之間，同時(shí)對不同的通信方向，sidelink DRX的配置也是不同的。在單播通信中，sidelink DRX的配置方式是由發(fā)送端主導(dǎo)的?？梢岳斫鉃閟idelink DRX的配置信息是由發(fā)送端終端或者發(fā)送端終端所連接的基站生成的。

另外，在單播通信中，為了能夠更加靈活地使用sidelink DRX機(jī)制，引入了DRX控制媒體訪問控制層控制單元（multiple access channel control element，MAC CE）。當(dāng)接收端接收到發(fā)送端發(fā)送的DRX控制MAC CE時(shí)，可以暫時(shí)停止所配置的DRX定時(shí)器來保證數(shù)據(jù)的正確接收以及更好支持終端節(jié)能。

另一方面，對于sidelink多播與廣播通信，在缺失PC5-RRC的情況下，發(fā)送端和接收端需要使用通用的sidelink DRX配置，避免終端之間的配置沖突導(dǎo)致無法成功進(jìn)行數(shù)據(jù)包接收。目前規(guī)定對于多播與廣播業(yè)務(wù)，sidelink DRX配置的部分參數(shù)以QoS簡檔（QoS profile）為粒度，部分參數(shù)以層二地址為粒度進(jìn)行配置。另外網(wǎng)絡(luò)側(cè)或預(yù)配置會下發(fā)Tx profile（transmission profile）與層二地址的映射關(guān)系，只有當(dāng)接收端對應(yīng)業(yè)務(wù)所有的層二地址（Layer 2 ID）均支持sidelink DRX時(shí)，接收端終端才會開啟sidelink DRX功能。

1.1.3 Inter-UE Coordination

在基于資源選擇第二模式（Mode 2）的傳輸方式中，終端在資源池中根據(jù)偵聽結(jié)果選取傳輸資源，這種資源選取方式在一定程度上避免了終端之間的干擾，但是還存在以下問題。

● 隱藏節(jié)點(diǎn)（hidden node）：隱藏節(jié)點(diǎn)示意圖如圖2所示，UE（user equipment）-A根據(jù)偵聽選取資源，并利用該資源向UE-1發(fā)送側(cè)行數(shù)據(jù)，由于UE-B和UE-A相距較遠(yuǎn)，互相偵聽不到對方的傳輸，因此，UE-A和UE-B可能選取相同或重疊的傳輸資源，這種情況下在UE-1側(cè)UE-B發(fā)送的數(shù)據(jù)會對UE-A發(fā)送的數(shù)據(jù)造成干擾，這就是隱藏節(jié)點(diǎn)問題。

圖2 隱藏節(jié)點(diǎn)示意圖

● 半雙工（half-duplex）問題：當(dāng)終端通過偵聽選取傳輸資源時(shí)，發(fā)送終端和目標(biāo)接收終端可能選擇位于同一時(shí)隙內(nèi)的資源，由于目標(biāo)接收終端會在該時(shí)隙上發(fā)送數(shù)據(jù)，而無法接收發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)。

● 暴露終端問題：暴露終端示意圖如圖3所示，發(fā)送UE-A和發(fā)送UE-B均可以監(jiān)聽到對方，但UE-A遠(yuǎn)離UE-B的目標(biāo)接收終端UE-2，UE-B也遠(yuǎn)離UE-A的目標(biāo)接收終端UE-1，這種情況下發(fā)送UE-A和發(fā)送UE-B即使使用相同的時(shí)頻資源也不會影響各自目標(biāo)接收終端的接收，但雙方地理位置接近，偵聽過程中檢測對方的信號接收功率可能會很高，從而雙方會選擇正交的時(shí)頻資源，最終可能導(dǎo)致資源利用效率的下降。

圖3 暴露終端示意圖

● 功耗問題：在資源選擇第二模式的偵聽過程中，需要終端持續(xù)地進(jìn)行資源偵聽以判斷哪些資源是可用的，而終端持續(xù)進(jìn)行資源偵聽需要消耗很大的能量，這對車載終端不是問題，因?yàn)檐囕d終端有供電設(shè)備，但對手持終端則是無法承受的。

為了解決上述問題，在Rel-17中除了引入部分偵聽外，還進(jìn)一步引入了基于UE間協(xié)調(diào)的資源選擇第二模式，這一模式的基本思想是UE-B在進(jìn)行第二模式的資源選擇時(shí)，需要考慮UE-A提供的協(xié)調(diào)信息，根據(jù)協(xié)調(diào)信息內(nèi)容的不同，這一模式包括兩種不同的方案。

● 方案1：UE-A發(fā)送給UE-B的協(xié)調(diào)信息為一個(gè)資源集合，資源集合中包含適合或不適合UE-B使用的資源。

● 方案2：UE-A發(fā)送給UE-B的協(xié)調(diào)信息為UE-B通過SCI預(yù)留的資源上可能發(fā)送沖突的指示信息。

對于方案1，UE間協(xié)調(diào)信息的發(fā)送可以通過兩種方式觸發(fā)，一種方式為UE-B發(fā)送給UE-A的觸發(fā)信令，UE-A接收到觸發(fā)信令后生成協(xié)調(diào)信息并發(fā)送給UE-B。另一種方式為UE-A滿足了特定觸發(fā)條件，這種情況下UE-A會直接將生成的協(xié)調(diào)信息發(fā)送給UE-B而無須UE-B事先觸發(fā)。由于方案1中協(xié)調(diào)信息包含的是一個(gè)資源集合，指示該資源集合所需的比特?cái)?shù)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過SCI的容量（其中第二階SCI的最大容量為140 bit），因此，方案1中協(xié)調(diào)信息通過MAC CE承載。

1.2 sidelink中繼

在Rel-17中，sidelink中繼課題是為了實(shí)現(xiàn)單跳的層二和層三終端到網(wǎng)絡(luò)中繼的場景。其中，中繼終端（U2N relay UE）的發(fā)現(xiàn)，中繼終端的選擇/重選以及遠(yuǎn)端終端（U2N remote UE）和中繼終端授權(quán)的過程通用于基于層二和層三的終端到網(wǎng)絡(luò)中繼技術(shù)。針對層三中繼，還需要解決服務(wù)連續(xù)性和路由的問題。針對層二中繼，還需要解決控制面流程、服務(wù)連續(xù)性以及適配層設(shè)計(jì)等問題。值得注意的是，針對發(fā)現(xiàn)過程，需要同時(shí)考慮中繼與非中繼場景[6]。與傳統(tǒng)sidelink不同的是，針對層二中繼與層三中繼，協(xié)議棧的設(shè)計(jì)稍有區(qū)別，具體用戶面協(xié)議?？梢詤⒖紙D4和圖5，主要區(qū)別是對層二中繼，通過在RLC（radio link control）層上添加適配層執(zhí)行路由與承載映射的功能；對于層三中繼，路由與承載映射的功能都是通過IP層實(shí)現(xiàn)的，如圖5中所示的多層嵌套的IP子頭是一種實(shí)現(xiàn)方式，具體原理可以參考[7-8]。

1.2.1 中繼發(fā)現(xiàn)過程

在終端到網(wǎng)絡(luò)的中繼場景中，遠(yuǎn)端終端和中繼終端都可以發(fā)起中繼過程[9]。其中，遠(yuǎn)端終端可以在RRC空閑態(tài)、RRC非活躍態(tài)或RRC連接態(tài)下發(fā)送發(fā)現(xiàn)消息。網(wǎng)絡(luò)可以為遠(yuǎn)端終端配置Uu接口信號門限值，當(dāng)遠(yuǎn)端終端的Uu接口信號測量值低于該門限值時(shí)，可以視為當(dāng)前Uu鏈路質(zhì)量較差，需要通過中繼的方式接入網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)遠(yuǎn)端終端可以發(fā)送發(fā)現(xiàn)消息或者回復(fù)中繼終端發(fā)現(xiàn)消息對應(yīng)的發(fā)現(xiàn)響應(yīng)消息。對于中繼終端，其可以在RRC空閑態(tài)、RRC非活躍態(tài)或RRC連接態(tài)發(fā)送發(fā)現(xiàn)消息。但有所區(qū)別的是，網(wǎng)絡(luò)需要為中繼終端同時(shí)配置一個(gè)最大的Uu信號質(zhì)量門限值與最小的Uu信號質(zhì)量門限值。目的是當(dāng)中繼終端的Uu信號質(zhì)量超過最大門限值時(shí)，可以認(rèn)為當(dāng)前中繼終端及其附近的鏈路質(zhì)量很好，沒有必要為其附近的遠(yuǎn)端終端切換至中繼連接；另一方面，當(dāng)中繼終端的Uu信號質(zhì)量小于最小門限值時(shí)，可以認(rèn)為當(dāng)前中繼終端信號過差不適合執(zhí)行中繼業(yè)務(wù)[10]。

圖4 層二終端到網(wǎng)絡(luò)中繼協(xié)議棧

圖5 層三終端到網(wǎng)絡(luò)中繼協(xié)議棧

1.2.2 中繼選擇（重選）

對于遠(yuǎn)端終端，為了保證可靠的中繼連接，需要持續(xù)在PC5接口上進(jìn)行信號質(zhì)量的測量，執(zhí)行中繼終端的重選，確保自身總是連接到最合適的中繼終端。當(dāng)遠(yuǎn)端終端所測得的中繼終端的PC5信號質(zhì)量高于所配置的門限值時(shí)，可以認(rèn)為該中繼終端是適合做中繼業(yè)務(wù)的。如果同時(shí)存在多個(gè)合適的中繼終端，那么可以依靠遠(yuǎn)端終端自身的實(shí)現(xiàn)方法確定最終所選擇的中繼終端。另外，當(dāng)中繼終端與遠(yuǎn)端終端之間有sidelink業(yè)務(wù)傳輸時(shí)，可以通過sidelink業(yè)務(wù)傳輸對應(yīng)的信號質(zhì)量進(jìn)行測量；反之，可以通過發(fā)現(xiàn)消息對應(yīng)的信號質(zhì)量進(jìn)行測量。

當(dāng)遠(yuǎn)端終端進(jìn)行中繼終端初選時(shí)，需要滿足兩個(gè)條件，首先，遠(yuǎn)端終端的AS （access stratum）層需要獲得高層指示觸發(fā)中繼終端選擇，其次，遠(yuǎn)端終端的Uu接口信號質(zhì)量需要低于配置的信號質(zhì)量門限值。

當(dāng)遠(yuǎn)端終端進(jìn)行中繼終端重選時(shí)，需要滿足以下條件。

● 遠(yuǎn)端終端與當(dāng)前連接的中繼終端之間的PC5接口的信號質(zhì)量需要低于配置的門限值。

● 遠(yuǎn)端終端與當(dāng)前中繼終端之間的PC5連接由于中繼終端Uu接口的無線鏈路失敗或者中繼終端的小區(qū)切換而斷開。

● 當(dāng)遠(yuǎn)端終端與當(dāng)前中繼終端支架的PC5連接發(fā)生了無線鏈路失敗。

基于以上條件，可以在遠(yuǎn)端終端觸發(fā)中繼終端重選。

1.2.3 控制面過程

與傳統(tǒng)的Uu接口直連不同的是，若遠(yuǎn)端終端通過中繼終端連接到網(wǎng)絡(luò)，那么可以有兩種系統(tǒng)消息獲取的方式。首先，如果遠(yuǎn)端終端處于覆蓋內(nèi)，那么遠(yuǎn)端終端可以直接通過Uu接口接收網(wǎng)絡(luò)廣播的系統(tǒng)消息?；蛘?，遠(yuǎn)端終端可以通過PC5-RRC消息從中繼終端獲取轉(zhuǎn)發(fā)的系統(tǒng)消息。另外，如果遠(yuǎn)端終端通過中繼連接的方式處于RRC連接態(tài)，那么也可以按需獲取系統(tǒng)廣播消息（on demand SIB acquisition）。另一方面，若遠(yuǎn)端終端通過中繼連接的方式處于RRC空閑態(tài)或者RRC非活躍態(tài)，遠(yuǎn)端終端可以將自身需要的系統(tǒng)廣播消息類型通過PC5-RRC消息報(bào)告給中繼終端，進(jìn)一步地，中繼終端可以通過按需獲取系統(tǒng)廣播消息的方式獲得到遠(yuǎn)端終端所需的系統(tǒng)廣播消息并最終通過PC5-RRC消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

另一個(gè)需要解決的問題是遠(yuǎn)端終端如何進(jìn)行尋呼。當(dāng)遠(yuǎn)端終端與中繼終端同時(shí)處于RRC空閑態(tài)或RRC非活躍態(tài)時(shí)。此時(shí)，中繼終端不僅需要監(jiān)聽自身所配置的尋呼時(shí)機(jī)，還要向連接的遠(yuǎn)端終端進(jìn)行尋呼消息的傳遞。具體地，中繼終端有兩種方式傳遞尋呼消息，如果中繼終端的下行激活BWP（bandwidth part）被配置了公共搜索空間，那么中繼終端可以直接幫助遠(yuǎn)端終端監(jiān)聽對應(yīng)的尋呼時(shí)機(jī)，為了幫助中繼終端更準(zhǔn)確地監(jiān)聽遠(yuǎn)端終端的尋呼時(shí)機(jī)，遠(yuǎn)端終端可以將自己的5G-S-TMSI/I-RNTI以及Uu DRX配置報(bào)告給中繼終端?；蛘弋?dāng)中繼終端處于RRC連接態(tài)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)會將遠(yuǎn)端終端的尋呼消息通過RRC專有信令下發(fā)給中繼終端，中繼終端進(jìn)一步通過PC5-RRC消息將尋呼消息轉(zhuǎn)發(fā)給遠(yuǎn)端終端，這種方式的前提是遠(yuǎn)端終端提前將自己的5G-S-TMSI/I-RNTI報(bào)告給中繼終端，中繼終端進(jìn)一步將遠(yuǎn)端終端的身份標(biāo)識向網(wǎng)絡(luò)側(cè)上報(bào)。另外，遠(yuǎn)端終端建立單播連接的流程中比較重要的是遠(yuǎn)端終端和中繼終端執(zhí)行發(fā)現(xiàn)流程并通過NR V2X定義的單播連接建立流程完成PC5-RRC的建立。接著，遠(yuǎn)端終端通過中繼終端向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送第一條RRC消息（RRCSetupRequest）。如果此時(shí)中繼終端未處于RRC連接態(tài)，那么其會觸發(fā)自身的RRC建立流程。之后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)通過中繼終端向遠(yuǎn)端終端回復(fù)RRCSetup消息并且該消息會通過一個(gè)預(yù)定義的PC5 RLC承載進(jìn)行傳輸。隨后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)與中繼終端執(zhí)行Uu接口的中繼信道建立。最后遠(yuǎn)端終端通過PC5接口定義的SRB1將RRCSetupComplete消息向網(wǎng)絡(luò)側(cè)傳遞，當(dāng)該消息通過中繼終端之后，中繼終端通過Uu接口定義的SRB1進(jìn)一步將該消息向網(wǎng)絡(luò)側(cè)傳遞。在所述所有步驟完成之后，遠(yuǎn)端終端便成功與網(wǎng)絡(luò)側(cè)建立了RRC。

1.2.4 服務(wù)連續(xù)性

對于層二終端到網(wǎng)絡(luò)中繼，需要考慮遠(yuǎn)端終端在中繼連接與Uu接口直連之間的路徑切換，在這種路徑切換的過程中，需要保證服務(wù)連續(xù)性。但在Rel-17中，不考慮遠(yuǎn)端終端從中繼終端A向中繼終端B的切換過程，也不考慮基站之間的中繼連接與Uu接口直連的路徑切換。

對于從中繼連接鏈路向Uu接口直連鏈路的切換過程。其中，比較重要的是，遠(yuǎn)端終端需要在傳統(tǒng)的測量報(bào)告中同時(shí)攜帶中繼鏈路和Uu鏈路的測量報(bào)告。另外，遠(yuǎn)端終端會通過目標(biāo)鏈路（目標(biāo)小區(qū)的直連鏈路）并使用目標(biāo)小區(qū)在RRCReconfiguration中提供的配置向網(wǎng)絡(luò)側(cè)反饋RRCReconfiguratonComplete消息。

對于從Uu接口直連鏈路向中繼連接鏈路的切換過程，其中，需要注意的是，在第一步中，遠(yuǎn)端終端需要通過進(jìn)行SD-RSRP或SL-RSRP找到滿足中繼連接條件的多個(gè)中繼終端，并將中繼終端上報(bào)給網(wǎng)絡(luò)側(cè)。遠(yuǎn)端終端需要通過目標(biāo)路徑（中繼連接到目標(biāo)小區(qū)的路徑）提供的RRCReconfiguration配置向目標(biāo)小區(qū)反饋RRCReconfigurationComplete消息。

2 sidelink Rel-18技術(shù)展望

2.1 sidelink增強(qiáng)

Rel-17 sidelink的研究主要在終端節(jié)能以及提升傳輸可靠性方面，更多的是考慮車聯(lián)網(wǎng)和公共安全的場景，隨著對sidelink技術(shù)應(yīng)用在商業(yè)場景中的興趣越來越濃，迫切希望sidelink技術(shù)能夠提供更高的吞吐量以及應(yīng)用在更加豐富的頻譜資源上，從而滿足一些商業(yè)場景中的需求，如視頻共享、AR/VR/XR等。因此，在Rel-18 sidelink中主要包括3方面的增強(qiáng)研究[11]：載波聚合，即通過聚合多個(gè)載波達(dá)到提供更高帶寬資源，從而提高峰值速率；sidelink在FR2頻段的應(yīng)用，在FR2頻段上可以提供更多的頻譜資源，考慮FR2上的信道衰減，需要引入基于波束的側(cè)行發(fā)送和接收機(jī)制；sidelink在非授權(quán)頻譜上的應(yīng)用，非授權(quán)頻譜也可以提供大帶寬，從而提高傳輸速率，如何在非授權(quán)頻譜上和其他通信系統(tǒng)共存是需要解決的問題。

2.1.1 載波聚合

在Rel-18的立項(xiàng)文檔中清楚地描述到，Rel-18的載波聚合機(jī)制的設(shè)計(jì)需要基于Rel-15 LTE V2X載波聚合的標(biāo)準(zhǔn)定義。具體地，要優(yōu)先解決載波選擇、聚合載波的同步、終端能力受限、多載波同時(shí)傳輸?shù)墓β士刂埔约皵?shù)據(jù)包復(fù)制等問題。所涉及的載波屬于FR1的授權(quán)頻譜以及ITS頻帶。為了減少工作量，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，不需要專門為Rel-17 sidelink特性進(jìn)行優(yōu)化。但要保證后向兼容性，即當(dāng)進(jìn)行多播/廣播傳輸時(shí)，Rel-16/Rel-17的終端可以接收Rel-18發(fā)送的數(shù)據(jù)包并在HARQ反饋激活的情況能成功進(jìn)行反饋。

在LTE V2X多載波系統(tǒng)中，高層會配置業(yè)務(wù)類型和載波集合的映射關(guān)系，在接入層，終端在直通鏈路終端信息中向網(wǎng)絡(luò)側(cè)上報(bào)對特定層二目標(biāo)地址終端希望能夠使用的載波集合列表。當(dāng)終端處于模式3，即基于網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的資源分配模式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)與終端會根據(jù)載波集合與層二目標(biāo)地址按照定義好的規(guī)則序列化目標(biāo)序列，終端在直通鏈路緩存狀態(tài)報(bào)告（SL-BSR）中上報(bào)目標(biāo)序列后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)即可了解終端希望為某個(gè)層二目標(biāo)地址對應(yīng)的業(yè)務(wù)在某個(gè)載波上請求資源。當(dāng)終端處于模式4，終端需要根據(jù)預(yù)配置或網(wǎng)絡(luò)側(cè)配置的優(yōu)先級與信道繁忙率（channel busy ratio，CBR）域值列表，判斷基于當(dāng)前業(yè)務(wù)的優(yōu)先級對應(yīng)的CBR能否使用該載波上的模式4資源池。具體地，當(dāng)終端所測得的特定載波上的CBR值低于所配域值時(shí)，終端可以選擇該特定載波進(jìn)行使用。另外，在一段時(shí)間過后，所選載波的CBR會發(fā)生變化，如CBR高于所配域值，導(dǎo)致該載波不適合繼續(xù)使用時(shí)，終端會觸發(fā)載波重選。另外，當(dāng)終端特定邏輯信道的可靠性需求高于所配置門限值時(shí)，終端需要執(zhí)行數(shù)據(jù)包復(fù)制，具體地，網(wǎng)絡(luò)側(cè)會為終端配置一對邏輯信道，分別為原始邏輯信道與復(fù)制邏輯信道，并為各個(gè)邏輯信道配置正交的載波集合。終端需要在原始邏輯信道和復(fù)制邏輯信道上分別進(jìn)行載波選擇并將數(shù)據(jù)包進(jìn)行復(fù)制，通過兩個(gè)邏輯信道分別發(fā)送。

對于NR sidelink，考慮一系列新的特性的引入，載波聚合機(jī)制可以在LTE V2X設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化。首先，LTE V2X時(shí)期并未對接收端終端進(jìn)行特定的優(yōu)化，原因是一般來說終端的接收端能力會強(qiáng)于發(fā)送端，并且對于車聯(lián)網(wǎng)終端，沒有強(qiáng)烈的節(jié)電需求。因此，接收端終端可以持續(xù)在所配置的所有載波上進(jìn)行接收。但在NR sidelink中，考慮到更多的應(yīng)用場景，sidelink終端也不只是車聯(lián)網(wǎng)終端，因此接收端的節(jié)電方案需要在載波聚合機(jī)制中充分考慮。另外，比較特殊的是，NR sidelink中存在單播業(yè)務(wù)，單播場景中由于PC5-RRC連接的存在，發(fā)送端與接收端能夠?qū)R載波集合相關(guān)配置以保證通信的可靠性。并且當(dāng)發(fā)送端終端進(jìn)行載波重選時(shí)，如果接收端終端不在所有載波上持續(xù)接收，那么如何使接收端終端快速地同步發(fā)送端終端的載波重選信息是一個(gè)需要解決的問題。

2.1.2 sidelink免授權(quán)

直通鏈路隨著無線通信技術(shù)的不斷演進(jìn)和發(fā)展，新的通信需求在不斷催生新的通信場景，如智能家居網(wǎng)絡(luò)和個(gè)人IoT （Internet of things）通信。各類設(shè)備或終端相互之間有很明確的通信需求，且很大一部分通信交互的數(shù)據(jù)僅在家庭內(nèi)部或一定區(qū)域范圍內(nèi)的設(shè)備間傳遞，并不需要通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酵饩W(wǎng)。sidelink工作在非授權(quán)頻譜，即SL-U （sidelink-unlisence），作為一種新型的無線通信協(xié)議，非常適合這種無線短距離通信的應(yīng)用場景中。

SL-U的通信技術(shù)方案可以考慮3GPP R16 NR sidelink和NR-U兩個(gè)項(xiàng)目中的關(guān)鍵技術(shù)相結(jié)合的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮sidelink工作在非授權(quán)共享頻譜的特點(diǎn)和需求，進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)方案增強(qiáng)。

（1）SL-U系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)

sidelink技術(shù)工作在非授權(quán)頻譜時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮相關(guān)區(qū)域的法規(guī)需求，如信道占用帶寬（occupied channel bandwidth，OCB）和功率譜密度（power spectral density，PSD）需求。如對5 GHz頻段范圍內(nèi)的非授權(quán)頻譜，歐洲的法規(guī)需求包括最小信道占用帶寬以及最大功率譜密度的需求，對于OCB的需求，終端使用該信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，所占用的信道帶寬不低于總信道帶寬的80%。對最大功率譜密度的需求，文獻(xiàn)[12]中的表 4.1.1.1-1給出了詳細(xì)規(guī)范。針對有OCB/PSD法規(guī)需求的區(qū)域，現(xiàn)有NR sidelink的物理層結(jié)構(gòu)較難滿足需求，可以考慮基于梳齒資源塊（interlaced resource block，IRB）結(jié)構(gòu)進(jìn)行SL-U系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用于提升頻譜利用率，如圖6所示。針對無OCB/PSD法規(guī)需求的區(qū)域，現(xiàn)有NR sidelink系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)以及資源分配粒度的設(shè)計(jì)可以作為SL-U系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基線。

（2）SL-U系統(tǒng)的物理層過程

● SL-U系統(tǒng)的信道接入過程

LBT偵聽機(jī)制：在非授權(quán)頻段工作的有多種無線通信技術(shù)（如Wi-Fi等），為了避免相互之間的沖突和干擾，發(fā)送前需要進(jìn)行信道偵聽以及采取避讓措施，SL-U系統(tǒng)可以考慮LBT （listen-before-talk）過程進(jìn)行信道偵聽。針對不同的場景和需求，可以采用不同的信道接入類型（如Type 1或Type 2信道接入）。

信道占用時(shí)間（channel occupancy time，COT）共享機(jī)制：當(dāng)終端LBT成功并開始傳輸時(shí)，會同時(shí)啟動(dòng)COT，在此期間，該終端可能僅需要占用連續(xù)時(shí)域資源中的一部分資源，此時(shí)該終端可以與其他終端共享COT，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的資源利用效率。

圖6 梳齒資源塊結(jié)構(gòu)

● SL-U系統(tǒng)的同步過程

在SL-U系統(tǒng)中，由于采用了LBT的信道接入機(jī)制，會有接入不成功的情況，如果每組sidelink的同步資源時(shí)隙個(gè)數(shù)仍然維持與NR sidelink中一致，LBT失敗會導(dǎo)致每組可用S-SSB （sidelink synchronization signal）的資源數(shù)量減少，會進(jìn)一步降低同步信號的檢測性能。因此，可以考慮增加SL-U系統(tǒng)中每一組同步資源的個(gè)數(shù)，保證同步過程的性能。

● 信道狀態(tài)信息CSI測量與上報(bào)過程、混合自動(dòng)重傳過程、功率控制過程

SL-U系統(tǒng)對于CSI測量與上報(bào)、HARQ反饋及功率控制等過程的設(shè)計(jì)，可以考慮基于現(xiàn)有NR sidelink的設(shè)計(jì)作為基線。由于要考慮滿足相應(yīng)的法規(guī)需求，PSFCH （physical sidelink feedback channel）的頻域結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地考慮基于梳齒結(jié)構(gòu)IRB的設(shè)計(jì)。為了應(yīng)對LBT失敗所導(dǎo)致的PSFCH無法傳輸?shù)膯栴}，可以考慮兩種解決方案：一種方案是增加PSFCH傳輸資源，即一個(gè)PSSCH對應(yīng)關(guān)聯(lián)多個(gè)PSFCH傳輸資源，從而提高PSFCH可傳輸?shù)臋C(jī)會；另一種方案是采用短控制信令（short control signaling）的方式傳輸PSFCH，發(fā)送PSFCH的UE根據(jù)定義的短控制信令發(fā)送準(zhǔn)則來發(fā)送PSFCH，以此提高PSFCH的可傳輸性。

（3）SL-U系統(tǒng)的資源分配方案

● Mode 1：在SL-U系統(tǒng)中，當(dāng)終端和基站之間的上下行鏈路工作在非授權(quán)頻譜時(shí)，上下行傳輸過程會受到LBT行為的影響，將會明顯增加側(cè)行調(diào)度和側(cè)行反饋過程的復(fù)雜度。此外， SL-U典型應(yīng)用場景中部署NR-U基站的可能性較小，而且通過工作在非授權(quán)頻譜的Uu接口控制工作在授權(quán)頻譜的直通鏈路也尚未支持，所以只考慮SL-U終端與基站之間的上下行鏈路工作在授權(quán)頻譜。當(dāng)終端獲取網(wǎng)絡(luò)分配的側(cè)行傳輸資源，針對每個(gè)分配的側(cè)行傳輸資源，終端需要進(jìn)行LBT，若LBT成功則可以利用該資源進(jìn)行側(cè)行傳輸，否則不能使用該資源。

● Mode 2：現(xiàn)有NR sidelink中的Mode 2資源選擇方式中，終端通過偵聽獲取可用的側(cè)行傳輸資源，類似于Mode 1，終端在進(jìn)行側(cè)行傳輸前需要進(jìn)行LBT，根據(jù)LBT的結(jié)果判斷是否可以利用該資源進(jìn)行側(cè)行傳輸。因此，在SL-U系統(tǒng)的Mode 2中，終端采用LBT+sensing的機(jī)制進(jìn)行側(cè)行傳輸，其中，LBT用于避免與異系統(tǒng)傳輸?shù)母蓴_，sensing用于避免同系統(tǒng)終端之間的干擾。

2.1.3 sidelink高頻

NR sidelink無論應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)場景還是商業(yè)場景，都對傳輸速率具有非常高的要求。由于在高頻段具有更大的可用帶寬，因此，將NR sidelink工作在高頻可以在一定程度上滿足高傳輸速率的需求。而在高頻段，無線信號傳播的損耗增大，通常采用波束成形的方式進(jìn)行信號的發(fā)送和接收以提高信號的傳輸距離。由于NR Uu系統(tǒng)中已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了波束管理機(jī)制，NR sidelink系統(tǒng)的波束管理機(jī)制可以以NR Uu系統(tǒng)的波束管理機(jī)制作為基礎(chǔ)進(jìn)行研究?？紤]NR sidelink系統(tǒng)與NR Uu系統(tǒng)的不同，對NR sidelink系統(tǒng)的波束管理機(jī)制進(jìn)行相應(yīng)的增強(qiáng)。另外，在NR sidelink系統(tǒng)中，支持單播、多播和廣播傳輸方式，只在單播傳輸方式中引入了sidelink CSI-RS及CSI上報(bào)機(jī)制，并且只有在單播傳輸方式中支持終端之間進(jìn)行PC5-RRC連接， NR sidelink系統(tǒng)的波束管理機(jī)制可以只考慮單播傳輸場景。對于多播或廣播傳輸方式，可以采用波束輪詢的方式進(jìn)行側(cè)行數(shù)據(jù)的輪流發(fā)送，接收端可以采用全向天線進(jìn)行接收。

NR sidelink系統(tǒng)的波束管理需要解決下面幾方面的問題。

（1）用于sidelink波束管理的參考信號

在NR Uu的下行波束管理中，可以采用同步信號塊（synchronization signal block，SSB）或CSI-RS進(jìn)行波束選取，但是在sidelink系統(tǒng)中，側(cè)行SSB（S-SSB）的資源是所有終端共享的，即多個(gè)終端使用相同的資源發(fā)送SSB。并且，在S-SSB中只包括公共的標(biāo)識（Identity，ID），不包括用戶的ID信息，因此，S-SSB不適用于sidelink系統(tǒng)的波束管理過程，sidelink的波束管理可以基于sidelink CSI-RS。但是現(xiàn)在NR sidelink系統(tǒng)的CSI-RS只支持發(fā)送端向接收端通過PC5-RRC信令配置一個(gè)CSI-RS圖案，為了支持波束選取過程，需要引入CSI-RS資源集合，每個(gè)CSI-RS資源集合中配置多個(gè)CSI-RS資源。

（2）確定發(fā)送波束的過程

由于sidelink的數(shù)據(jù)傳輸是在兩個(gè)終端之間進(jìn)行的，因此，在波束管理過程中只需要確定從發(fā)送端到接收端的發(fā)送波束和接收波束即可。在確定發(fā)送波束的過程中，發(fā)送端使用不同的波束分別發(fā)送不同的CSI-RS資源，接收端用相同的接收波束進(jìn)行接收，并且針對檢測到的CSI-RS進(jìn)行測量，根據(jù)測量結(jié)果選取個(gè)優(yōu)選的CSI-RS資源，將該個(gè)CSI-RS資源信息及其相應(yīng)的測量結(jié)果反饋給發(fā)送端，從而使得發(fā)送端可以根據(jù)該測量結(jié)果選取最優(yōu)的發(fā)送波束。發(fā)送端可以向接收端配置傳輸配置指示狀態(tài)（transmission configuration indicator state，TCI-state）集合，在TCI-state中包括參考信號信息，即該TCI-state相關(guān)聯(lián)的CSI-RS資源信息，并且指示QCL-TypeD類型。當(dāng)發(fā)送端利用選取的發(fā)送波束進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，向接收端指示TCI-state信息，接收端根據(jù)該TCI-state信息可以確定與其關(guān)聯(lián)的CSI-RS資源信息，進(jìn)而確定接收該CSI-RS資源時(shí)所使用的接收波束，并利用該接收波束進(jìn)行側(cè)行數(shù)據(jù)的接收。

為了支持上述發(fā)送波束的選取過程，需要對現(xiàn)有的NR sidelink系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的增強(qiáng)。

● 支持配置CSI-RS資源集合，該資源集合包括多個(gè)CSI-RS資源；從而使得發(fā)送端可以利用不同的波束發(fā)送不同的CSI-RS資源。

● 支持接收端向發(fā)送端上報(bào)CSI-RS資源以及測量結(jié)果，從而使得發(fā)送端可以從中選取優(yōu)選的CSI-RS資源，確定該CSI-RS資源所對應(yīng)的發(fā)送波束為優(yōu)選的發(fā)送波束，該測量結(jié)果可以是sidelink RSRP。

● 支持發(fā)送端向接收端配置TCI-state集合，發(fā)送端可以通過指示不同的TCI-state實(shí)現(xiàn)發(fā)送波束的切換；

● 支持發(fā)送端向接收端指示TCI-state，從而發(fā)送端可以通過指示TCI-state隱式地指示所使用的發(fā)送波束，接收端可以根據(jù)TCI-state信息隱式地確定該TCI-state信息關(guān)聯(lián)的CSI-RS資源所對應(yīng)的接收波束。

（3）確定接收波束的過程

在確定接收波束的過程中，發(fā)送端用相同的發(fā)送波束發(fā)送CSI-RS，接收端使用不同的接收波束分別接收并進(jìn)行測量，進(jìn)而選取最優(yōu)的接收波束。在此過程中，接收端提前獲知發(fā)送端發(fā)送CSI-RS的資源，從而才能用相應(yīng)的接收波束進(jìn)行接收。而在NR sidelink系統(tǒng)中，當(dāng)終端通過自主選取傳輸資源時(shí)，即使終端指示預(yù)留了傳輸資源，也可能因?yàn)橹卦u估（re-evaluation）或搶占（pre-emption）等因素使終端發(fā)送資源重選，因此接收端很難準(zhǔn)確獲知發(fā)送端的傳輸資源。為了更加有效地進(jìn)行接收波束選取，可以在資源池中激活re-evaluation/pre-emption機(jī)制，使發(fā)送端預(yù)留的傳輸資源不會進(jìn)行資源重選。

（4）發(fā)送端如何指示波束信息

在NR Uu系統(tǒng)中，基站通過在DCI中攜帶TCI-state信息，用于指示該DCI調(diào)度的PDSCH所使用的波束信息，由于DCI和PDSCH是在不同時(shí)刻傳輸?shù)?，因此，終端可以先檢測DCI，獲取TCI-state信息，進(jìn)而確定PDSCH所用的波束信息。但是在NR sidelink系統(tǒng)中，SCI與其調(diào)度的PSSCH在同一時(shí)隙中傳輸，接收端在檢測SCI前需要將數(shù)據(jù)接收再進(jìn)行檢測，因此，無法通過與PSSCH同時(shí)發(fā)送的SCI中攜帶發(fā)送波束指示信息，發(fā)送端只能提前指示后續(xù)的側(cè)行傳輸所使用的發(fā)送波束信息。

2.1.4 NR與LTE sidelink技術(shù)共存

目前，某些國家、地區(qū)可以用于V2X/sidelink技術(shù)的專屬頻率資源（如ITS頻譜）非常稀少，而NR sidelink的主要應(yīng)用業(yè)務(wù)又需要較大的頻率資源用于傳輸高數(shù)據(jù)速率。因此，需要支持NR sidelink與LTE sidelink技術(shù)在頻域信道共存。NR sidelink與LTE sidelink共存技術(shù)在保證支持基本業(yè)務(wù)、高級業(yè)務(wù)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)上，提升了整個(gè)系統(tǒng)的性能，增加了頻譜的利用率，而且提升了sidelink技術(shù)在不同場景中部署的靈活度。潛在考慮的增強(qiáng)點(diǎn)包含以下內(nèi)容。

● NR sidelink與LTE sidelink動(dòng)態(tài)頻譜共享解決方案，在保證LTE sidelink技術(shù)不變的基礎(chǔ)上，對NR sidelink技術(shù)進(jìn)行增強(qiáng)，確保二者之間的相互干擾達(dá)到最小，如資源池如何設(shè)計(jì)區(qū)分，不同子載波間隔和時(shí)隙長度如何共存等問題都需要進(jìn)一步研究解決。

● NR sidelink與LTE sidelink間切換的方案，當(dāng)終端設(shè)備無法同時(shí)支持NR sidelink和LTE sidelink技術(shù)時(shí)，如何在兩者之間平滑地?zé)o縫切換就成了一個(gè)需要解決的重要問題。此外，更高級業(yè)務(wù)包含時(shí)間觸發(fā)等不確定性，不同的切換觸發(fā)條件也需要進(jìn)一步研究。

2.2 sidelink中繼增強(qiáng)

在Rel-18中，中繼項(xiàng)目可以看作對Rel-17中繼項(xiàng)目的進(jìn)一步擴(kuò)充優(yōu)化。在Rel-17中繼項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)的研究階段，同步研究了終端到終端的中繼場景與終端到網(wǎng)絡(luò)的中繼場景，只不過在后期標(biāo)準(zhǔn)化階段考慮工作量過大，因此優(yōu)先完成終端到網(wǎng)絡(luò)的中繼場景。另外，對于服務(wù)連續(xù)性的考慮，Rel-17僅討論基站內(nèi)的中繼連接與Uu接口直連之間的鏈路切換時(shí)的服務(wù)連續(xù)性，在Rel-18中，服務(wù)連續(xù)性的考慮場景會更加復(fù)雜。最后，在Rel-17中，對層二中繼，遠(yuǎn)端終端同一時(shí)刻只能保持一條連接網(wǎng)絡(luò)側(cè)的活躍鏈路。但在Rel-18中，會進(jìn)一步考慮遠(yuǎn)端終端的多連接場景[13]。

2.2.1 終端到終端的中繼

對于終端到終端的中繼場景，同樣需要區(qū)分層二架構(gòu)與層三架構(gòu)。對于層二與層三架構(gòu)所存在的的共性問題，如中繼的發(fā)現(xiàn)流程與中繼終端的選擇過程，需要優(yōu)先被討論并定義清楚。但對于發(fā)現(xiàn)流程與中繼終端的選擇，為了盡可能地保證討論進(jìn)度并減輕工作量，Rel-17中定義的機(jī)制也需要被盡可能地復(fù)用。另外，在Rel-17終端到網(wǎng)絡(luò)中繼的討論中，適配層需要同時(shí)存在于Uu接口協(xié)議棧與PC5協(xié)議棧。因此，在終端到終端的中繼場景中，能否直接復(fù)用Rel-17定義的PC5適配層設(shè)計(jì)是需要確定的問題。在終端到終端的中繼場景中，與傳統(tǒng)直通鏈路單播通信最大的區(qū)別是存在兩段PC5鏈路，因此在Rel-16 NR V2X中定義的PC5-RRC建立過程無法直接復(fù)用。那么控制面配置信令如何在源遠(yuǎn)端終端、中繼終端與目標(biāo)遠(yuǎn)端終端之間交互完成需要在終端到終端的中繼場景中重新討論并定義。

2.2.2 服務(wù)連續(xù)性

在Rel-18的中繼立項(xiàng)文檔中描述到，Rel-18對于服務(wù)連續(xù)性的優(yōu)化需要被限制在單跳的層二終端到網(wǎng)絡(luò)的中繼中，并聚焦于圖7所示的4個(gè)應(yīng)用場景中，具體地，場景一需要支持基站間的Uu接口直連鏈路到中繼鏈路間的切換，反之場景二需要支持基站間的中繼鏈路到Uu接口直連鏈路的切換。場景三與場景四需要支持基站內(nèi)與基站間的中繼鏈路A到中繼鏈路B的切換。

圖7 Rel-18服務(wù)連續(xù)性的適用場景增強(qiáng)

其中，場景一與場景二類似于傳統(tǒng)終端在基站間進(jìn)行切換，會產(chǎn)生基站間額外的信令交互。對于場景三與場景四，為了進(jìn)一步減小遠(yuǎn)端終端在執(zhí)行切換過程所造成的時(shí)延損耗，是否需要在中繼終端1與中繼終端2之間引入額外的信令交互流程也是可以被考慮的。另外，在Rel-17中，只考慮了基礎(chǔ)的切換過程，基于條件的切換（conditional handover, CHO）過程作為優(yōu)化方案并未納入標(biāo)準(zhǔn)中。到Rel-18，針對以上場景，也可以考慮如何使用CHO進(jìn)一步縮短切換時(shí)延。

2.2.3 多路徑傳輸

在Rel-18中，為中繼場景引入多路徑傳輸?shù)哪康氖菫榱诉M(jìn)一步提高通信的可靠性與吞吐量。具體地，終端可以通過一條直接路徑與一條間接路徑連接到同一個(gè)基站。間接路徑可以通過層二終端到網(wǎng)絡(luò)中繼實(shí)現(xiàn)，或者通過終端之間的理想連接實(shí)現(xiàn)。

對于多路徑傳輸?shù)姆桨冈O(shè)計(jì)，需要從兩個(gè)方向進(jìn)行考慮。首先，在Rel-17中，終端到網(wǎng)絡(luò)的中繼方案完全基于單鏈路架構(gòu)。因此，需要考慮Rel-17中的方案細(xì)節(jié)是否能沿用多連接架構(gòu)，包括發(fā)現(xiàn)過程、中繼終端選擇過程、授權(quán)與認(rèn)證過程以及控制面信令交互過程等。

另外，需要考慮Uu接口針對多鏈接的設(shè)計(jì)思路是否能沿用終端到網(wǎng)絡(luò)中繼的多連接場景，包括切換過程、測量上報(bào)過程、主副小區(qū)的添加與釋放過程以及主副小區(qū)的類型轉(zhuǎn)化等。另外如果保留Uu接口的載波聚合功能，那么在終端到網(wǎng)絡(luò)中繼場景中，是否需要進(jìn)一步優(yōu)化也是需要額外考慮的。

2.3 sidelink定位

在3GPP Rel-17中，3GPP RAN對側(cè)行定位的用例及V2X和公共安全業(yè)務(wù)的定位需求進(jìn)行了研究，對3GPP和其他相關(guān)組織確定的側(cè)行定位用例及需求進(jìn)行了總結(jié)[14]。側(cè)行定位的相關(guān)用例主要包括V2X和公共安全。

V2X方面的定位要求取決于UE所執(zhí)行的V2X業(yè)務(wù)類型，此外，根據(jù)不同的用例或定位服務(wù)級別，這些要求適用于相對和絕對定位。就水平或橫向/縱向精度而言，絕對位置或相對位置最高精度要求為0.1～0.5 m，置信度為95%～99%。根據(jù)不同的定位服務(wù)級別，垂直維度的定位精度要求為2～3 m（絕對）或0.2 m（相對），定位服務(wù)可用性為95%～99.9%，定位服務(wù)時(shí)延為10 ms～1 s。

研究中也明確了公共安全方面“第一響應(yīng)者（1stResponder）”用例的定位要求，包括1 m水平精度、2 m（絕對）或0.3 m（相對）垂直精度，95%～98%定位服務(wù)可用性。

在V2X用例中，定位服務(wù)需要能夠支持室內(nèi)、室外和隧道區(qū)域，需要支持高達(dá)250 km/h的UE速度。公共安全用例中，定位服務(wù)也需要能夠支持室內(nèi)和室外區(qū)域。無論UE在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)還是在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍外，基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的定位不可用或不夠精確時(shí)，這些定位需要能夠滿足要求。

在Rel-18，3GPP將針對Rel-17中確定的用例和性能要求進(jìn)行側(cè)行定位的研究工作，后續(xù)將會根據(jù)研究結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化相應(yīng)的技術(shù)方案[15]。在前期的研究工作中，將重點(diǎn)評估側(cè)行定位潛在方案在相對定位和絕對定位方面的性能和可行性，包括：

● 考慮決定定位、測距/測向及相對定位；

● 研究側(cè)行測量和Uu接口測量相結(jié)合的定位方法；

● 研究側(cè)行定位參考信號，包括信號設(shè)計(jì)、物理層控制信令、資源分配、物理層測量量及相關(guān)的物理層過程等；

● 研究定位系統(tǒng)架構(gòu)及信令過程，如配置、測量上報(bào)等。

3 sidelink長期技術(shù)展望

目前，sidelink依托于車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，得益于國家政策的大力扶持，正在為全面商用進(jìn)行積極有效的快速部署。但考慮現(xiàn)階段車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍然基于Rel-15 LTE V2X的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，因此對于應(yīng)用場景，通信性能與頻譜資源都存在一定的發(fā)展限制。另一方面，對于中繼網(wǎng)絡(luò)，由于設(shè)備成本、部署難度以及通信安全問題的存在，至今未被大規(guī)模商用。因此，在未來，將sidelink技術(shù)與其他新技術(shù)進(jìn)行融合彌補(bǔ)自身的技術(shù)缺陷仍然是有必要的。

首先，區(qū)塊鏈作為現(xiàn)階段一個(gè)主流的技術(shù)方向，其本身就應(yīng)用于去中心化的通信網(wǎng)絡(luò)。另外由于區(qū)塊鏈的賬本機(jī)制使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)難以被肆意更改，有效地保證了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的安全性?？梢钥紤]將區(qū)塊鏈技術(shù)作為工具，應(yīng)用于sidelink技術(shù)，提升sidelink網(wǎng)絡(luò)的安全性[16]。另外，智能超表面（intelligent reconfigured surface, IRS）是6G概念中一個(gè)多次被提及的主流方向，IRS是一種由大量超材料單元構(gòu)成的無源陣列，能以很低的功耗和成本靈活調(diào)控?zé)o線環(huán)境的電磁波，從而大幅提高接收信號質(zhì)量[17]?？梢杂^察到，IRS的應(yīng)用原理與sidelink中繼的技術(shù)概念非常類似，二者均通過間接方式將數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)終端，不過IRS作為無源設(shè)備，大規(guī)模部署更加靈活也更加低廉。因此，對sidelink中繼技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)使其可以應(yīng)用于IRS。另一個(gè)可考慮的技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)編碼，網(wǎng)絡(luò)編碼融合了路由和編碼兩種信息技術(shù)，其核心思想是對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行處理并傳輸給下游節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)扮演著編碼或信號處理的角色，最終節(jié)點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行演繹還原，以減少傳輸復(fù)制過程，從而提高傳輸效率[18]。通過網(wǎng)絡(luò)編碼可以有效提高無線資源使用效率。對于sidelink技術(shù)，本身就存在無線頻譜資源受限的問題，若能通過網(wǎng)絡(luò)編碼提高資源使用效率，可以進(jìn)一步推進(jìn)sidelink技術(shù)在其他領(lǐng)域的商用進(jìn)度。

4 結(jié)束語

本文首先對Rel-17現(xiàn)階段sidelink增強(qiáng)課題與sidelink中繼課題的討論進(jìn)展進(jìn)行了充分的解釋，之后對Rel-18 sidelink各個(gè)課題中目前所確定的技術(shù)特征給出了可能的思考方向。另外，討論了目前sidelink技術(shù)中仍然存在的技術(shù)缺陷，并提出將sidelink技術(shù)與各種新技術(shù)進(jìn)行融合考慮，為之后的長期演進(jìn)提供可行的思路。

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[13] 3GPP. TSG RAN Meeting #94e, RP-212712 New WID on NR sidelink relay enhancements[R]. 2021.

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Development and prospect of sidelink technology

ZHANG Boyuan1, HUANG Xueyan2, ZHAO Zhenshan3, ZHANG Shichang3, MA Teng3, LIU Liang2

1.OPPO Research Center, Xi’an 710021, China 2. China Mobile Research Center, Beijing 100053, China 3.OPPO Research Center, Beijing100125, China

Sidelink technology has been widely used in V2X scenarios. The potential technical consideration for Rel-18 feature set will be given out, including the traditional enhancement orientation for traditional sidelink technology, such as carrier aggregation and sidelink-unlisence. The scenario extension for sidelink relay, such as UE to UE relay and multi-connection in relay scenario, the application of sidelink technology in accurate positioning scenario. In addition, how to combine sidelink technical with other latest technology was discussed, such as reflective intelligent surface (RIS) and blockchain technology, to solve its own shortage.

sidelink, mesh network, relay, V2X

TP393

A

10.11959/j.issn.1000?0801.2022049

2022?02?10；

2022?03?15

張博源（1992? ），男，OPPO研究院標(biāo)準(zhǔn)研究部RAN2高級標(biāo)準(zhǔn)研究員，主要從事Rel-17 sidelink中繼標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)工作。

黃學(xué)艷（1987? ），女，中國移動(dòng)通信有限公司研究院RAN2/3標(biāo)準(zhǔn)化代表，主要從事Rel-17 sidelink 中繼 RAN2/3研究和標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)工作。

趙振山（1978? ），男，博士，OPPO研究院標(biāo)準(zhǔn)研究部高級通信標(biāo)準(zhǔn)工程師，主要從事LTE/NR sidelink物理層技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)工作。

張世昌（1983? ），男，OPPO研究院標(biāo)準(zhǔn)研究部高級通信標(biāo)準(zhǔn)工程師，主要從事LTE及NR sidelink的物理層技術(shù)研究工作。

馬騰（1988? ），男，OPPO研究院標(biāo)準(zhǔn)研究部高級通信標(biāo)準(zhǔn)工程師，主要從事LTE V2X、NR V2X & sidelink、NR MBS等物理層技術(shù)研究工作。

劉亮（1983? ），男，博士，中國移動(dòng)通信有限公司研究院技術(shù)經(jīng)理、主任研究員，主要研究方向?yàn)闊o線通信中的信號處理、移動(dòng)通信系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)智能化和自動(dòng)化等。