5G+接口与协议栈ppt课件.pptx

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1、5G 接口与协议栈,5G NR接口与协议栈,5G发展背景,NR总体架构与功能划分,NR 物理层,4. 层2功能介绍,1. 5G发展背景,3,移动通信与计算技术的代际演进与融合:ICT,1. 5G发展背景,4,大视频,全球已经掀起行业数字化转型的浪潮，数字化是基础，网络化是支撑，智能化是目标。,1. 5G发展背景,5,5G演进特点-由应用到技术,是先确定需要的应用场景和需求，然后才去找相应的技术。这也决定了5G技术确定的复杂性。 2G，3G和4G时代都是先有技术：合适的应用场景， 里如3G时代是先有码分复用技术，4G时代是先确定OFDM技术，然后才是推广应用。,5G的演进模式：由应用到技术,前几

2、代技术主要是满足人与人的移动通信的单一需求，而5G 想制定一个万能的标准来满足所有的通信场景。 所以5G的场景决定了很难有一项单一的技术能够满足所有需求，也决定了技术的复杂性。,5G多种多样应用场景,1. 5G发展背景,6,5G演进特点-由应用到技术,5G的研究最早牵头的欧盟的一个项目METIS，其中定义了N多应用场景；关键性能指标无非就是更快，更宽以及更省电。于是关键性能指标分类为3个； 其分别应用场景为： eMBB:热点地区，高清视频，娱乐； mMTC:IoT,可穿戴设备，以及各种传感器； URLLC：无人驾驶、机器人、远程医疗和远程控制。几个关键目标：The target for con

3、trol plane latency should be10ms.For URLLC, the target for user plane latency should be0.5ms for UL, and 0.5ms for DLFor eMBB, the target for user plane latency should be4ms for UL, and 4ms for DL用户面：组包要快，如RLC的处理:只有了分段和重分段；（串接）控制面： R13引入了一种RRC状态，即RRC-inactive状态；R14引入了Light Connection(轻连接)。,1. 5G发展背景

4、,7,5G-网络架构的重构-硬件和软件解耦,IT 架构发展的经验:其基本思路是软硬件解耦,而促进了产业链的开放和技术业务创新。从“以Central offices为中心”到“以数据中心为中心” , 软硬件解耦, 软件功能云化,带来灵活性 。,架构和技术方向,NFV：软硬件解耦 ；SDN：控制面和转发面分离;云和SDN是架构变革的关键NFV和SDN协同，使能实时网络,以数据中心化为中心的网络网,控制与承载分离,1. 5G发展背景,8,5G-传输变革背景,以太端口速率增长每7年增长10倍、SONET/OTN速率自2009年增长4倍,NPU处理能力增长大大超过了每载波长传输容量增长,以太网端口速率和

5、OTN速率不匹配；以太网交换机容量大大超过光传输容量发展。,改革如FlexE、FlexO等,Google公司报告,1. 5G发展背景,9,ITU定义的5G八大关键能力,1. 5G发展背景,10,3GPP发展路线,5G NR接口与协议栈,5G通信发展历程,NR总体架构与功能划分,NR 物理层,4. 层2功能介绍,5G NR总体架构与功能划分,2.1 总体架构,2.2 功能划分,2.3 网络接口,2.4.无线协议栈,2.1总体架构,5G总体架构,5G 核心网：NGC三个主要功能模块：AMF，UPF和SMF（Session Management Function）。NG-RAN无线接入网包括：gNB

6、或ng-eNB节点接口Xn:gNB和ng-eNB通过Xn接口相互连接NG:gNB和ng-eNB通过NG接口连接到5GCNG-C: gNB和ng-eNB通过 NG-C接口连接到AMFNG-U：gNB和ng-eNB通过 NG-U接口连接到UPFF1-C: gNB-DU和gNB-CU之间的信令F1-U: gNB-DU和gNB-CU之间数据流,网元和接口,2.1总体架构,14,5G总体架构-分离gNB-CU-CP和gNB-CU-UP的总体架构,在同一gNB-CU-CP的控制下，一个gNB-DU可以连接到多个gNB-CU-UP;在同一gNB-CU-CP的控制下，一个gNB-CU-UP可以连接到多个DU;

7、gNB-CU-UP与gNB-DU之间的连接由gNB-CU-CP使用承载上下文管理功能建立。gNB-CU-CP为UE请求的服务选择适当的gNB-CU-UP。Xn-U可以支持gNB内的gNB-CU-CP切换期间gNB-CU-UP之间的数据转发。,为了弹性，可以通过适当的实现将gNB-DU和/或gNB-CU-UP连接到多个gNB-CU-CP,2.2.功能划分,15,gNB/ng-Enb功能介绍,小区间无限资源管理（RRM）Inter Cell Radio Resource Management 无线承载控制Radio Bear（RB）Control连接移动性控制 Connection Mobilit

8、y Control测量配置与规定Measurement Configuration and Provision动态资源分配Dynamic Resource Allocation,gNB/ng-Enb主要功能:,2.2.功能划分,16,AMF/UPF功能介绍,AMF(Mobility Management Function)NAS安全 Non-Access Stratum（NAS） Security空闲模式下移动性管理 Idle State Mobility HandlingUPF(User plane Function)移动性锚点管理 Mobility AnchoringPDU处理（与Inte

9、rnet连接） PDU Handling,2.2.功能划分,17,SMF功能介绍,SMF(Session Management Function)UE IP地址分配和管理；UP功能的选择和控制；控制策略执行和QoS的一部分；下行链路数据通知。,其中黄色框表示逻辑节点，白色框表示主要功能,2.3.网络接口,18,NG接口,NG接口能力：建立，维护和发布PDU会话NG-RAN部分的功能;执行RAT内切换和RAT间切换的过程;在协议层上UE的分离以用于用户特定的信令管理;UE与AMF之间的NAS信令消息的传输; 分组数据流的资源预留机制。NG-U接口用于NG-RAN与UPF之间并为之提供非保证的用户

10、平面PDU传送。,NG RAN分为Radio Network Layer (RNL)和Transport Network Layer (TNL)，NG-RAN的架构（例如NG-RAN节点和节点间接口）属于RNL部分。,2.3.网络接口,19,NG接口,NG-RAN分为无线网络层（RNL）和传输网络层（TNL）。 NG-RAN架构，即NG-RAN逻辑节点和它们之间的接口，被定义为RNL的一部分。NG-RAN架构由一组gNB和ng-eNB组成，它们通过NG接口连接到5GC,NG接口功能,2.3.网络接口,20,NG接口-NG-C(Control Plane),NG-C协议栈,NG-C接口用于连接N

11、G-RAN与AMF。,2.3.网络接口,21,NG接口-NG-U (User Plane),NG-U协议栈,NG用户平面接口（NG-U）：NG-RAN节点和UPF之间。 NG接口的用户面协议栈传输网络层建立在IP传输上，GTP-U在UDP / IP之上用于承载NG-RAN节点和UPF之间的用户面PDU。NG-U在NG-RAN节点和UPF之间提供非保证的用户平面PDU传送。,2.4.网络接口,22,XN接口-技术规范,XN接口相关协议: 1、TS 38.421 定义Xn接口的物理层技术2、TS 38.422 定义XnAP信令消息如何通过Xn 传输协议3、 TS 38.423 NG-RAN节点之间

12、的控制平面的无线电网络层信令过程4、TS 38.424 用户数据通过NG-RAN Xn传输协议标准5、TS 38.425 通过NG-RAN Xn接口指定用户平面协议程序,2.4.网络接口,23,XN接口-信号过程,Xn接口支持经由控制面（Xn-C）和用户面（Xn-U）的信号过程。,2.4.网络接口,24,XN接口-XN-C (Control Plane),XN-C协议栈,2.4.网络接口,25,XN接口-NG-U (User Plane),XN-U协议栈,XN用户平面接口（XN-U）：Xn-U接口用于连接两个NG-RAN节点;Xn-U提供用户平面PDU的非保证传送，并支持以下功能：分离Xn接口

13、为无线网络功能和传输网络功能，以促进未来技术的引入。,2.5.网络接口,26,F1接口F1-C (Control Plane),F1-C协议栈,协议基于IP传输，由IP层之上的SCTP协议组成F1AP提供gNB-DU和gNB-CU之间的信令服务应用层信号协议称为F1AP（F1 Application Protocol）,F1AP主要功能,F1接口管理功能错误指示； 复位功能用于在节点建立之后和发生故障事件之后初始化对等实体；系统信息管理功能系统广播信息的调度在gNB-DU中执行，gNB-DU负责NR-MIB、SIB1的编码，gNB-CU负责其他SI消息的编码。F1 UE上下文管理功能基于接纳控

14、制准则、由gNB-CU发起并由gNB-DU接受或拒绝F1 UE上下文的建立；UE上下文的修改（可以由gNB-CU或gNB-DU发起）；QoS流和无线承载之间的映射(gNB-CU执行)；管理建立，修改和释放DRB和SRB资源（DRB资源的建立和修改由gNB-CU触发）。RRC消息传功能RRC消息通过F1-C传送，gNB-CU负责用gNB-DU提供的辅助信息对专用RRC消息进行编码。,2.5.网络接口,27,F1接口F1-U (User Plane),F1-U协议栈,协议基于IP传输，由IP层之上的GTP-U协议组成F提供gNB-DU和gNB-CU非可靠连接,User Plance主要功能,用户数

15、据传输(Transfer of user data)gNB-CU和gNB-DU之间传输用户数据流量控制功能(Flow control function )控制下行用户数据流向gNB-DU,2.5.网络接口,28,F1接口-技术规范,NG-RAN F1 interface: layer 1 (3GPP TS 38.471)3GPP TS 38.471 3 specifies the physical layer technologies that may be used to support the F1 interface.NG-RAN F1 interface: signalling tra

16、nsport (3GPP TS38.472)3GPP TS 38.472 4 specifies the signalling bearers for the F1AP for the F1-C interface.NG-RAN F1 interface: F1AP specification (3GPP TS38.473)3GPP TS 38.473 5 specifies the F1AP protocol for radio network control plane signalling over the F1 interface.NG-RAN F1 interface: data t

17、ransport and transport signalling (3GPP TS 38.474)3GPP TS 38.474 6 specifies the transport bearers for the user plane of the F1-U interface. NG-RAN F1 interface: user plane protocol (3GPP TS38.425),2.5.网络接口,29,E1接口E1,E1协议栈,E1接口的功能,E1接口管理功能错误指示功能：由gNB-CU-UP与gNB-CU-CP间指示已发生错误。Reset功能：用于在节点设置之后和发生故障事件之

18、后初始化对等实体E1设置功能：允许gNB-CU-UP和gNB-CU-CP在E1接口上发起正确互操作所需的应用级数据请求。gNB-CU-UP和gNB-CU-CP配置更新功能：允许更新gNB-CU-CP和gNB-CU-UP之间所需的应用级配置数据，以通过E1接口正确地互操作。E1设置和gNB-CU-UP配置更新功能：允许通知gNB-CU-UP支持的NR CGI，S-NSSAI，PLMN-ID和QoS信息。E1承载上下文管理功能E1承载上下文的建立由gNB-CU-CP发起，并且基于准入控制标准（例如，资源不可用）由gNB-CU-UP接受或拒绝。E1承载上下文的修改可以由gNB-CU-CP或gNB-C

19、U-UP发起配置和修改QoS流到DRB映射配置gNB-CU-UP以向gNB-CU-CP通知DL数据到达检测的事件。 利用该功能，gNB-CU-UP请求gNB-CU-CP触发F1上的寻呼过程以支持RRC非活动状态。TEID分配,2.6.无线协议栈,30,Radio Protocol- (User Plane),用户平面协议栈,NR无线协议栈分为两个平面：用户面和控制面。用户面(User Plane, UP）协议栈即用户数据传输采用的协议簇，控制面(Control Plane, CP)协议栈即系统的控制信令传输采用的协议簇。其中SDAP，PDCP，RLC和MAC子层在网络侧的gNB中终止。,用户面

20、的主要功能：头压缩，加密，调度，ARQ/HARQ5G用户面增加加入新的协议层SDAP (Service Data Adaptation Protocol)，完成流(5G QoS flow)到无线承载(DRB)的QoS映射，为每个报文打上流标识(QFI: QoS flow ID ),2.4.无线协议栈,31,Radio Protocol- (Control Plane),控制平面协议栈,控制面的主要功能：RLC和MAC层功能与用户面中的功能一致PDCP层完成加密和完整性保护RRC层完成广播，寻呼，RRC连接管理，资源控制，移动性管理，UE测量报告控制NAS层完成核心网承载管理，鉴权及安全控制,U

21、E所有的协议栈都位于UE内；而在网络侧，NAS层不位于基站gNB上，而是在核心网的AMF 实体上。PDCP，RLC和MAC子层在网络侧的gNB中终止RRC在网络侧的gNB中终止NAS控制协议在网络侧的AMF中终止,5G NR接口与协议栈,5G通信发展历程,NR总体架构与功能划分,NR 物理层,4. 层2功能介绍,5G NR 物理层,3.1 L1功能概述,3.2 5G带宽&波形,3.3 5G帧结构,3.4物理层下行链路,3.5 物理层上行链路,3.1 L1功能概述,34,物理层主要功能,对传输信道进行错误检测并向高层指示传输信道的FEC编码/解码混合ARQ软组合编码的传输信道与物理信道的速率匹配

22、.将编码的传输信道映射到物理信道上物理频道的功率加权物理信道的调制和解调频率和时间同步无线电特性测量和向高层指示多输入多输出（MIMO）天线处理射频处理,物理层规范由一般文档（TS 38.201）和六个文档（TS 38.202和38.211至38.215）组成。 以及于较高层上下文中物理层规范之间的关系。,物理层为更高层提供数据传输服务。对这些服务的访问是通过使用MAC子层的传输信道。,3.1 L1功能概述,35,物理层基本过程,物理层基本流程保持和LTE一致，但是在编码，调制，资源映射等具体过程存在差别。,3.1 L1功能概述,36,物理层基本过程-编码,数据信道 ：LDPC(low-den

23、sity parity-check)码,LDPC码在大数据块情况下，相比turbo码，码峰值速率更高、译码速度更快、功耗更低，更适合5G高吞吐率数据译码需求，并且有更低的误码平台；,控制信道 ：Polar码,Polar码在小数据块情况下，性能最优，更低的解调门限，计算复杂度低，时延低,5G采用全新信道编码，相比Turbo码，LDPC码更适合大数据块（数据面），Polar码更适用于小数据块（控制面）5G新编码相对LTE，降低了误码率，可提升覆盖,同样BLER下，LDPC码需要的SNR更低,3.1 L1功能概述,37,物理层基本过程-调制,5G兼容LTE调制方式，同时引入比LTE更高阶的调制技术，

24、进一步提升频谱效率,调制基本原理：一个符号可以根据振幅和相位表示多个bit，倍数级提升频谱效率，如16QAM，一个符号可以承载4个bit,QPSK16QAM64QAM,LTE,上行,5G,QPSK16QAM64QAM256QAM,下行,QPSK16QAM64QAM256QAM,QPSK16QAM64QAM256QAM1024QAM,3.1 L1功能概述,38,物理层基本过程-MIMO编码（波束成型理论）,加权形成定向窄波束，集中接收能量。接收方享有分集增益，通道数越多，分集增益越大,波束成型应用了干涉原理，图中弧线表示载波的波峰，波峰与波峰相遇位置叠加增强，波峰与波谷相遇位置叠加减弱。未使用B

25、F时，波束形状、能量强弱位置是固定的，对于叠加减弱点用户，如果处于小区边缘，信号强度低。使用BF后，通过对信号加权，调整各天线阵子的发射功率和相位，改变波束形状，使主瓣对准用户，信号强度提高。,3.1 L1功能概述,39,物理层基本过程-MIMO编码（波束成型原理）,预编码加权依据于基站对于SRS信号的计算或UE的PMI反馈,经过预编码加权后，UE1收到的数据是多天线能量的叠加，而其它UE收到的多天线能量则互相抵消,UE2接收 = S*1*X1 + S*2*X2 + S*3*X3 + S*4*X4 =0 Xn表示数据传播路径,UE1接收 = S*1*Y1 + S*2*Y2 + S*3*Y3 +

26、 S*4*Y4 = S +S +S +SYn表示数据传播l路径,3.1 L1功能概述,40,物理层基本过程-MIMO编码（多流预编码加权）,3.1 L1功能概述,41,物理层基本过程-MIMO编码（资源映射）,无线帧,子帧,子帧,子帧,时隙,时隙,时隙,符号,符号,符号,符号,基本的数据发送周期,部分控制信息的发送周期上下子帧的分配单位,数据调度和同步的最小单位,最小时间单元，调制的基本单位,帧，子帧，时隙，符号的概念,物理资源构成,3.2 5G物理资源,42,NR-物理层时间单元,在5GNR中，基本时间单位由Tc表示，通过以下等式表达：,Tc= 1 / (480 x 103 x 4096)=

27、 1 / 1966080000= 1 x 10-3/ 196608 = 5.0862 x 10-10= 0.509 nano second,LTE基本时间单位由T s 表示并由以下等式表示：,Ts= 1 /（15103 2048）= 1/30720000= 110-3/ 30720 = 3.255210-8= 32.55 nano second,Ts和Tc关系,3.3 5G帧结构,43,无线帧结构(Radio Frame Structure)-帧结构,NR不同配置slot数量,FDD无线帧和子帧分布及长度和LTE保持一致，毎子帧时隙的个数根据子载波宽度配置。,1023帧,.,0帧,3.3 5G

28、帧结构,44,Numerology-时隙长度,根据的Numerology不同，时隙长度会有所不同。 总体趋势是随着子载波间隔变宽，时隙长度变短。,15kHz,30kHz,60kHz,120kHz,240kHz,1ms/slot,0.5ms(500ms)/slot,0.25ms(250ms)/slot,0.125ms(125us)/slot,0.0625ms(62.5us)/slot,3.3 5G帧结构,45,帧（subframe、frames&Half-frame）,下行链路和上行链路传输分成10ms持续时间的帧，由10个1 ms子帧组成。 每帧被分成两个同样大小的半帧，每帧五个子帧。每个时隙

29、固定包含14个OFDM符号（如果是扩展CP，则对应12个OFDM符号）,因为每个子帧固定为1ms，所以对应不同子载波间隔配置，每个子帧包含的时隙数是不同的。具体的个数关系表所示。,3.3 5G帧结构,46,帧（subframe、frames&Half-frame）,下行链路和上行链路传输分成10ms持续时间的帧，由10个1 ms子帧组成。 每帧被分成两个同样大小的半帧，每帧五个子帧。每个时隙固定包含14个OFDM符号（如果是扩展CP，则对应12个OFDM符号）,因为每个子帧固定为1ms，所以对应不同子载波间隔配置，每个子帧包含的时隙数是不同的。具体的个数关系表所示。,3.3 5G帧结构,47,

30、最大传输带宽与RB配置,FR1最大传输带宽与RB配置,5MHz带宽、15KHz子载波间隔中，一共包含25个RB。则这25个RB一共占用的带宽为：25个RB*每个RB12个RE*15KHz子载波间隔+一个保留RE（15KHz）=4515KHz。剩余的为保护间隔。,FR2最大传输带宽与RB配置,3.3 5G帧结构,48,无线帧结构(Radio Frame Structure)-Self-Contain帧结构,DL,UP,Type 1: DL-only slot,Type 2: UL-only slot,DL-dominant,UL-dominant,Uplink Control or SRS,Do

31、wnlink Control,Type 3: Mixed DL and UL slot,从快速反馈的需求出发，最直接的设计就是同一个子帧里同时包含DL、UL和GP。,自包含子帧，具备三个特点 ：同一子帧内包含DL、UL和GPDL-dominant slot中的上行传输可以用于上行控制以及SRS信号传输UL-dominant slot的下行传输可以用于下行控制的信号传输,3.1 L1功能概述,49,Model of physical layer of the UE（UE的物理层模型）-上行共享信道,从物理层传递的较高层数据CRC 和传输块-错误指示FEC 和率匹配数据调制映射到物理资源多天线处理

32、支持L1控制和Hybrid-ARQ相关信令,Physical-layer model for UL-SCH transmission,3.1 L1功能概述,50,Model of physical layer of the UE（UE的物理层模型）-下行共享信道,传送到/来自物理层的高层数据; CRC和传输块错误指示;FEC和速率匹配;数据调制;映射到物理资源;多天线处理;支持L1控制和Hybrid-ARQ相关信令,Physical-layer model for DL-SCH transmission,3.1 L1功能概述,51,Model of physical layer of the

33、UE（UE的物理层模型）- Broadcast channel,传送物理层与高层之间的数据;CRC和传输块错误指示;FEC和速率匹配;数据调制;映射到物理资源;多天线处理。,Physical-layer model for BCH transmission,BCH传输的物理层模型以固定的预定义传输格式为特征。 BCH每80ms有一个传输块。,3.1 L1功能概述,52,Model of physical layer of the UE（UE的物理层模型）- Paging channel,传送物理层高层数据之间数据;CRC和传输块错误指示;FEC和速率匹配;数据调制;映射到物理资源; 多天线处理

34、,Physical-layer model for PCH transmission,PCH在PDSCH上进行：,3.2 5G带宽&波形,53,Operating bands and channel arrangement,在NR中，3GPP规定了大致两个大的频率范围。一个是我们通常所说的（低于6Ghz），另一个是我们通常所说的毫米波。,在6 GHz以下，最大带宽为100 Mhz，毫米波范围内最大带宽为400 Mhz。某些子载波间隔（15,30 Khz）只能用于Sub 6 Ghz，某些子载波间隔（120 Khz）只能用于毫米波范围，而一些子载波间隔（60 Khz）可用于Sub 6 Ghz和毫米

35、波范围。,3.2 5G带宽&波形,54,小区带宽定义,Sub6G,mmWave,5G取消了5M以下的LTE小区带宽，大带宽是5G的典型特征20M以下带宽定义主要是满足既有频谱演进需求,3.2 5G带宽&波形,55,保护带宽,最小保护带宽公式：Minimum Guard band(kHz) =(CHBW*1000 (kHz) - RB value *SCS*12(kHz) / 2 - SCS(kHz)/2,Guard band应该尽可能的小，只要可以满足信道间隔离的要求即可，这样可以大大提高Channel。 bandwidth的利用率CHBW:Channel bandwidthRB value（

36、带宽内的RB数）transmission bandwidth configurationNRBSCS:f（子载波带宽）,3.2 5G带宽&波形,56,保护带宽-带内载波聚合(CA),聚合信道带宽：BWChannel_CA = Fedge,high - Fedge,low (MHz).,较低/高带宽边缘定义：Fedge,low = FC,low - Foffset,lowFedge,high = FC,high + Foffset,high,3.2 5G带宽&波形,57,保护带宽,FR1最小保护带宽（单位:KHz）,FR2最小保护带宽（单位:KHz）,3.2 5G带宽&波形,58,波形（Wave

37、form）,NR系统下行传输采用带循环前缀的（CP）的OFDM波形；上行传输可以采用基于DFT预编码的带CP的OFDM波形，也可以与下行传输一样，采用带CP的OFDM波形。,具有可选的DFT扩频的CP-OFDM的发射机框图,NR与LTE系统都基于OFDM传输。两者主要有两点不同：1. LTE只支持一种子载波间隔15KHz，而NR目前支持5种子载波间隔配置；2. LTE上行采用基于DFT预编码的CP-Based OFDM，而NR上行可以采用基于DFT预编码的CP-Based OFDM，也可以采用不带DFT的CP-Based OFDM。,3.2 5G带宽&波形,59,Numerology（不同的子

38、载波宽度和前缀配置),NR一共支持5种子载波间隔配置：15KHz、30KHz、60KHz、120KHz和240KHz。一共有两种 CP类型，Normal和Extended,with =0,1,3,4 for PSS, SSS and PBCH，=0,1,2,3 for other channels.,NR中连续的12个子载波称为物理资源块（PRB），在一个载波中最大支持275个PRB，即275*12=3300个子载波,3.2 5G带宽&波形,60,Numerology(子载波间隔类型),子载波间隔选择不是一个静态的，不同的子载波间隔可以用于各种不同的情况和目的。不同情况子载波间隔在RRC消息中

39、定义。,3.2 5G带宽&波形,61,Numerology- Subcarrier Spacing,NR支持多种不同类型的子载波间隔，可配置参数 。载波间隔其是通过 2 获得。PRB带宽支持180kHz、360kHz、720kHz、1440kHz、2880kHz带宽。,3.2 5G带宽&波形,62,Numerology-Supported Channels&OFDM Symbol Duration,大部分子载波带宽都可以用于任何类型的物理通道，但仍有一些特定的子载波技术仅用于特定类型的物理通道。,Supported transmission numerologies,OFDM Symbol D

40、uration,Supported Channels,3.3 5G物理资源,63,天线端口（Antenna ports）,天线端口被定义为使得天线端口上的符号在其上被传送的信道可以从其上传送同一天线端口上的另一个符号的信道推断出。若在一个天线端口上传输的某一符号的信道的大尺度特性，可以从另一个天线端口上传输的某一符号的信道推知，则这两个天线端口被称为是准共定位（quasi co-located，QCL）的。大尺度特性包括一个或多个时延扩展，多普勒扩展，多普勒频移，平均增益，平均时延，空间Rx参数。,资源格（ Resource grid ）,每个参数集和载波，资源格（Resource grid）

41、定义为 个子载波和 个OFDM符号。起始公共资源块（common resource block） 由高层信令指示。表示DL（downlink）或UL（uplink），在不会产生混淆时，下标可省略。每个天线端口p、每个子载波间隔配置以及每个传输方向（上行或下行），对应一个资源格。,3.2 5G物理资源,64,资源粒子（ Resource elements ）,对于每一个天线端口p，一个OFDM符号上的一个子载波（子载波间隔配置对应的子载波间隔为2 *15KHz）对应的一个单元叫做资源单元；,唯一地标识，其中k是频域索引，l是时域符号索引。,资源块(resource block),频域上连续的12

42、个RE为一个资源块。5G一个资源单元的子载波宽度从15KHz演进为2 *15KHz（由频谱宽度决定）,3.2 5G物理资源,65,资源块(resource block),参考资源块（reference resource block）reference point A,参考资源块（reference resource block）在频域上从0开始编号。参考资源块0的子载波0对于所有的子载波配置是公共的，也被称为“参考点A”，并且用作其他资源块格的公共参考点。,当FR1的f=15 kHz或是FR2的f=60 kHz时部分资源块的确定：PRB-index-DL-commonfor a PCell d

43、ownlink 用于指示SS/PBCH block与point A频率偏移量确定SS/PBCH最低的RB的子载波位置。PRB-index-UL-commonfor a PCell uplinkPRB-index-DL-Dedicatedfor an SCell downlinkPRB-index-UL-Dedicatedfor an SCell uplinkPRB-index-SUL-commonfor a supplementary uplink,公共资源块（common resource block）,公共资源块（common resource block）在子载波间隔配置的频域上从0开始

44、编号。子载波间隔配置下的公共资源块0的子载波0与“参考点A”一致。简称为CRB。对于子载波间隔配置，频域上的公共资源块号nCRB与资源粒子(k,l)的关系为：,其中k是相对于子载波间隔配置下的资源格0的子载波0定义的。,3.2 5G物理资源,66,资源块(resource block),物理资源块（ physical resource block ）,物理资源块在BWP中定义，编号为从0到 ，其中i是BWP（bandwidth part）数。在BWP i内，PRB与CRB的关系为,是BWP相对于公共资源块0的起始资源块。,虚拟资源块（virtual resource block）,虚拟资源块在

45、BWP中定义，变化从0到 其中i是BWP数。,部分物理资源对应关系,一个channel width可以包含多个BWP；一个确定的channel bandwidth包含的所有RB，称之为CRB，编号从0到 ，最大RB数的取值除与channel bandwidth有关外，还与的大小有关；处于BWP之内的CRB称之为PRB，PRB是一种特殊的CRB；一个RB由12个连续的子载波构成；,3.2 5G物理资源,67,With Bandwidth Adaptation (BA)-BWP（ Bandwidth Part）,在NR中，UE的带宽可以动态的变化。BWP1 with a width of 40 M

46、Hz / 15MHzBWP2 with a width of 10 MHz /15 kHzBWP3 with a width of 20 MHz /60 kHzUE在对应的BWP内只需要采用对应BWP的中心频点和采样率即可。而且，每个BWP不仅仅是频点和带宽不一样，每个BWP可以对应不同的配置,BWP优势主要有四个方面：UE无需支持全部带宽，只需要满足最低带宽要求即可，有利于低成本终端的开发，促进产业发展；当UE业务量不大时，UE可以切换到低带宽运行，可以非常明显的降低功耗；5G技术前向兼容，当5G添加新的技术时，可以直接将新技术在新的BWP上运行，保证了系统的前向兼容；适应业务需要，为业务动

47、态配置BWP。,3.4 物理层下行链路,68,下行物理信道,5G相对于LTE，精简了PCFICH，PHICH等信道，PDSCH增加了1024QAM调制方式,DL Data,DL Control,reference,DL Data,UL Control,GAP,DM-RS参考信号,PDCCH,PDSCH,PUCCH（Self contain）,3.4 物理层下行链路,69,下行物理信号,信号和信道的差别在于信号仅仅存在于物理层，参考信号用于接收端对于其后数据的解调5G不再使用CRS，减少了开销，避免了小区间CRS干扰，提升了频谱效率新增PT-RS参考信号，用于高频场景下相位对齐,3.4 物理层下

48、行链路,70,PDSCH DM-RS,PDSCH DM-RS 根据上层调度有两种模式,PDSCH DM-RS type 1,PDSCH DM-RS type 2,5G下行PDSCH的DM-RS编号增加到12个，可以支持更多的流数，提高系统下行容量,3.4 物理层下行链路,71,PDSCH（physical downlink shared channel）,DL-SCH物理层模型,传输块CRC添加,传输块分段，各段添加CRC,信道编码：LDPC编码,物理层HARQ处理，速率匹配,比特交织,调制：QPSK，16QAM，64QAM和256QAM,层映射和预编码,映射到分配的资源和天线端口,PDSCH

49、采用LDPC编码，LDPC编码时需要选择相应的Graph：Graph 1或Graph 2。Graph的不同，简单理解就是编码时采用的矩阵不一样。Graph的选择规则如下（A为码块长度，R为码率）：如果 A=292；或者 A=3824 并且 R=0.67 ；或者 R=0.25，选择Graph 2其他情况选择Graph 1.,3.4 物理层下行链路,72,SSB(SS/PBCH Block) PSS/SSS/PBCH,NR-PSS:PSS提供无线电帧边界( Position of 1st Symbol in a Radio frame）NR-PSS:SSS提供子帧边界（Position of 1s

50、tSymbol in a Subframe）物理小区ID使用PSS和SSS的信息生产NR系统中一共定义了1008个小区ID。,SSB时域上1个SS/PBCH block占4个OFDM symbol,频域上占20RB,其内SC编号为0-239。,3.4 物理层下行链路,73,SSB(SS/PBCH Block) PSS/SSS/PBCH,NR-Pss:采用频域BPSK M序列（3个循环移位位置为0/43/86），其映射为连续的127个SC和一个符号，占用144SC，两侧分别为8/9个SC做为guard band。NR-Pss的时域序列同样具有镜像共轭对称特性；在将NR PSS序列与LTE PSS