5G空中接口物理層中國(guó)電信星火計(jì)劃--東南大學(xué)5G無(wú)線網(wǎng)技術(shù)王霄峻wxj@東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室止于至善前言止于至善前言5G的無(wú)線側(cè)技術(shù)相對(duì)于LTE發(fā)生了許多變化，5G也稱其為新空口（NewRadio,NR）。本章首先介紹5G無(wú)線空口的協(xié)議棧，并針對(duì)物理層進(jìn)行解析，梳理5G的幀和信道結(jié)構(gòu)。最后，對(duì)5G上下行的物理信號(hào)和信道進(jìn)行重點(diǎn)講解。課程目標(biāo)止于至善3學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：了解5G無(wú)線空口的協(xié)議棧掌握5G的波形、時(shí)頻資源和幀結(jié)構(gòu)掌握5G各層信道結(jié)構(gòu)與信道映射掌握5G上下行信道與信號(hào)課程目標(biāo)止于至善5G無(wú)線空口協(xié)議5G空口信道結(jié)構(gòu)5G上行物理信道和信號(hào)0101030305055G空口基礎(chǔ)參數(shù)及幀結(jié)構(gòu)01025G下行物理信道和信號(hào)0104接口和協(xié)議棧

：Uu接口止于至善5OSI模型種的層次概念接口和協(xié)議棧

：Uu接口止于至善65G用戶面增加加入新的協(xié)議層SDAP，完成QoS映射功能控制面協(xié)議棧用戶面協(xié)議棧接口和協(xié)議棧

：

控制面——NAS止于至善7NAS傳輸協(xié)議棧接口和協(xié)議棧

：控制面——NAS止于至善8NAS傳輸協(xié)議棧——UE—AMF接口和協(xié)議棧

：控制面——NAS止于至善9NAS傳輸協(xié)議?！猆E—SMF接口和協(xié)議棧

：用戶面-PDU會(huì)話止于至善10接口和協(xié)議棧

：Uu接口止于至善11UE之間的通信協(xié)議分層接口和協(xié)議棧

：Uu接口止于至善12信道與承載Uu接口：RRC層止于至善13RRC是空中接口控制面的主要協(xié)議棧（TS38.331）UE與gNodeB之間傳送的RRC消息依賴于PDCP、RLC、MAC和PHY層的服務(wù)。RRC處理UE與NG-RAN之間的所有信令，包括UE與核心網(wǎng)之間的信令，即由專用RRC消息攜帶的NAS信令。攜帶NAS信令的RRC消息不改變信令內(nèi)容，只提供轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。

NAS信令RRCPDCPRLCMACPHY系統(tǒng)消息準(zhǔn)入控制安全管理小區(qū)重選測(cè)量上報(bào)切換和移動(dòng)性NAS消息傳輸無(wú)線資源管理Uu接口：RRC層——支持3種RRC狀態(tài)止于至善14狀態(tài)特征RRCIDLE公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(PublicLandMobileNetwork，PLMN)選擇系統(tǒng)信息廣播小區(qū)重選的移動(dòng)性NAS配置的用于接收核心網(wǎng)尋呼的非連續(xù)接收(DRX)參數(shù)5GC發(fā)起的尋呼5GC管理的尋呼區(qū)域RRCINACTIVE（相比LTE新增）PLMN選擇系統(tǒng)信息廣播小區(qū)重選的移動(dòng)性NG-RAN配置的用于接收RAN尋呼的DRX參數(shù)NG-RAN發(fā)起的尋呼NG-RAN管理的基于接入網(wǎng)的通知區(qū)域(RAN-basedNotificationArea，RNA)為終端建立SGC和NG-RAN之間的連接(包括控制平面和用戶平面的連接)NG-RAN和UE保存UE接入層的上下文信息NG-RAN知道UE在哪個(gè)RNA區(qū)域RRCCONNECTED為終端建立5GC和NG-RAN之間的連接(包括控制平面和用戶平面的連接)NG-RAN和UE都保存UE的上下文信息NG-RAN知道UE所屬的小區(qū)可以傳輸用戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制終端的移動(dòng)性，包括相關(guān)的測(cè)量Uu接口：RRC層止于至善15NR中支持3種RRC狀態(tài)：RRC_IDLE態(tài)、RRC_INACTIVE態(tài)（相比LTE新增）和RRC_CONNECTED態(tài)。RRC_INACTIVE態(tài)：類似于RRC_IDLE，將基于參考信號(hào)的測(cè)量執(zhí)行小區(qū)重選，且不向網(wǎng)絡(luò)提供測(cè)量報(bào)告。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要向UE發(fā)送數(shù)據(jù)（如下行數(shù)據(jù)到達(dá)）時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)尋呼UE，UE進(jìn)行隨機(jī)接入以連接到網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)UE需要發(fā)起上行業(yè)務(wù)時(shí)，它會(huì)向當(dāng)前小區(qū)發(fā)起隨機(jī)接入過(guò)程以便同步并連接到網(wǎng)絡(luò)中。與RRC_IDLE相比的不同之處在于，UE和gNodeB會(huì)保存之前的與RRC_CONNECTED態(tài)相關(guān)的配置（如AS上下文、安全相關(guān)配置和無(wú)線承載等），以便UE在隨機(jī)接入過(guò)程之后，恢復(fù)并使用原有的配置，以降低接入時(shí)延。gNodeB會(huì)保持5GC和NG-RAN之間的連接（包括NG-C和NG-U連接），進(jìn)一步縮短恢復(fù)等待時(shí)間。小區(qū)重選之于RRC_INACTIVE態(tài)：最后提供服務(wù)的RAN節(jié)點(diǎn)保存UE上下文以及與服務(wù)AMF和UPF相關(guān)聯(lián)的UE特定的NG連接。當(dāng)重選，且UE從RRC_INACTIVE態(tài)恢復(fù)為RRC_CONNECTED態(tài)時(shí)，新小區(qū)須能從舊小區(qū)中獲取UE上下文，以重新恢復(fù)RRC連接。如獲取失敗，網(wǎng)絡(luò)指示UE執(zhí)行RRC連接建立流程（即重新建立一個(gè)新的連接）。Uu接口：SDAP層止于至善16

SDAPPDCPRLCMACPHY完成流(5GQoSflow)到無(wú)線承載(DRB)的QoS映射在上下行數(shù)據(jù)包中打上標(biāo)識(shí)QoSflowID(QFI)相比LTE，用戶面新增協(xié)議層SDAP(ServiceDataAdaptationProtocol)，TS37.324默認(rèn)SDAP實(shí)體的建立和釋放，均由RRC配置Uu接口：SDAP層止于至善17Uu接口：SDAP層止于至善18主要功能：1、負(fù)責(zé)QoS流與DRB（數(shù)據(jù)無(wú)線承載）之間的映射2、為上下行數(shù)據(jù)包添加QFI（QoSFlowID）標(biāo)記3、反射QoS流到DRB的映射（用于上行SDAPPDU）注：只有當(dāng)UE接入的核心網(wǎng)是5GC，才存在SDAP層的處理。SDAP只應(yīng)用于用戶面數(shù)據(jù)，而不用于控制面數(shù)據(jù)。Uu接口：SDAP層止于至善19SDAP實(shí)體用于處理與SDAP相關(guān)的流程每個(gè)獨(dú)立的PDU會(huì)話對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的SDAP實(shí)體。也即是說(shuō)，如果一個(gè)UE同時(shí)有多個(gè)PDU會(huì)話，將會(huì)建立多個(gè)SDAP實(shí)體。SDAP實(shí)體從上層接收到的數(shù)據(jù)，或發(fā)往上層的數(shù)據(jù)被稱作SDAPSDU；SDAP實(shí)體從PDCP層接收到的數(shù)據(jù)，或發(fā)往PDCP層的數(shù)據(jù)被稱作SDAPPDU。多個(gè)QoS流可以映射到同一個(gè)DRB上。但是在上行，同一時(shí)間一個(gè)QoS流只能映射到一個(gè)DRB上，但后續(xù)可以修改并將一個(gè)QoS流映射到其他DRB上。QoS流介紹止于至善20Page20控制粒度基于QoSflow執(zhí)行QoS控制N3Tunnel非雙連接下，同一PDUsession的服務(wù)流采用同一隧道5GQoSflow類型GBRQoSflow和Non-GBRQoSflow5GQoSflow與DRB的映射支持多對(duì)一PDU會(huì)話和QoS流對(duì)應(yīng)關(guān)系1個(gè)PDU會(huì)話N個(gè)QoS流PDU會(huì)話和N3隧道對(duì)應(yīng)關(guān)系1

個(gè)PDU會(huì)話1條N3隧道QoS流和DRB對(duì)應(yīng)關(guān)系N個(gè)QoS流1條DRB5GQoS

Flow是5G系統(tǒng)中QoS轉(zhuǎn)發(fā)處理的最小粒度。映射到相同5GQoSFlow的所有報(bào)文都接受相同的轉(zhuǎn)發(fā)處理（例如，調(diào)度策略、隊(duì)列管理策略、速率整形策略、RLC配置等）。提供不同的QoS轉(zhuǎn)發(fā)處理需要不同的5GQoSFlow。PDUSession，QoSFlow和RB的對(duì)應(yīng)關(guān)系Uu接口：PDCP層功能止于至善21用戶面IP頭壓縮加/解密控制面完整性校驗(yàn)復(fù)制檢測(cè)重排序

路由和重復(fù)（雙連接場(chǎng)景時(shí)）SDAP

PDCPRLCMACPHYUu接口：PDCP層功能止于至善22（1）對(duì)IP報(bào)頭進(jìn)行壓縮/解壓縮以減少空口傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。（2）對(duì)數(shù)據(jù)（包括控制面數(shù)據(jù)和用戶面數(shù)據(jù)）進(jìn)行加密/解密。（3）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性保護(hù)?？刂泼鏀?shù)據(jù)必須進(jìn)行完整性保護(hù)，用戶面數(shù)據(jù)是否需要完整性保護(hù)取決于配置。（4）基于定時(shí)器的SDU丟棄：PDCPSDU丟棄功能主要用于防止發(fā)送端的傳輸buffer溢出，丟棄那些長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有被成功發(fā)送出去的SDU。（5）路由。在使用SplitBearer的情況下，PDCP發(fā)送端會(huì)對(duì)報(bào)文進(jìn)行路由。（6）重排序和按序遞送。在NR中，RLC層只要重組出一個(gè)完整的RLCSDU，就送往PDCP層。也就是說(shuō)，RLC層是不會(huì)對(duì)RLCSDU（即PDCPPDU）進(jìn)行重排序的，其發(fā)往PDCP層的RLCSDU可能是亂序的。這就要求PDCP的接收端對(duì)從RLC層接收到的PDCPPDU進(jìn)行重排序，并按序遞送給上層。Uu接口：PDCP層止于至善23PDCP層只應(yīng)用在映射到邏輯信道DCCH和DTCH的無(wú)線承載（RadioBearer，RB）上，而不會(huì)應(yīng)用于其他類型的邏輯信道上。也就是說(shuō)，系統(tǒng)信息（包括MIB和SIB）、Paging以及使用SRB0的數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)PDCP層處理，也不存在相關(guān)聯(lián)的PDCP實(shí)體。除SRB0外，每個(gè)無(wú)線承載都對(duì)應(yīng)一個(gè)PDCP實(shí)體。一個(gè)UE可建立多個(gè)無(wú)線承載，因此可包含多個(gè)PDCP實(shí)體，每個(gè)PDCP實(shí)體只處理一個(gè)無(wú)線承載的數(shù)據(jù)?；跓o(wú)線承載的特性或RLC模式的不同，一個(gè)PDCP實(shí)體可以與1、2或4個(gè)RLC實(shí)體相關(guān)聯(lián)。對(duì)于Non-split承載，每個(gè)PDCP實(shí)體與1個(gè)UMRLC實(shí)體（單向）、2個(gè)UMRLC實(shí)體（雙向，每個(gè)RLC實(shí)體對(duì)應(yīng)一個(gè)方向）或1個(gè)AMRLC實(shí)體（一個(gè)AMRLC實(shí)體同時(shí)支持2個(gè)方向）相關(guān)聯(lián)。對(duì)于Split承載，由于一個(gè)PDCP實(shí)體在MCG和SCG上均存在對(duì)應(yīng)的RLC實(shí)體，所以每個(gè)PDCP實(shí)體與2個(gè)UMRLC實(shí)體（同向）、4個(gè)UMRLC實(shí)體（每個(gè)方向各2個(gè)）或2個(gè)AMRLC實(shí)體（同向）相關(guān)聯(lián)。Uu接口：PDCP層處理流程圖止于至善24發(fā)送端：（1）來(lái)自RRC層的控制面數(shù)據(jù)或來(lái)自SDAP層的用戶面數(shù)據(jù)（PDCPSDU）會(huì)先緩存在PDCP的傳輸buffer中，并按順序?yàn)槊總€(gè)數(shù)據(jù)包分配一個(gè)序列號(hào)SN，SN指示了數(shù)據(jù)包的發(fā)送順序。（2）對(duì)用戶面數(shù)據(jù)進(jìn)行頭部壓縮處理。頭部壓縮只應(yīng)用于用戶面數(shù)據(jù)（DRB），而不應(yīng)用于控制面數(shù)據(jù)（SRB）。用戶面數(shù)據(jù)是否進(jìn)行頭部壓縮處理是可選的。（3）基于完整性保護(hù)算法對(duì)控制面數(shù)據(jù)或用戶面數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性保護(hù)，并生成MAC-I驗(yàn)證碼，以便接收端進(jìn)行完整性校驗(yàn)?？刂泼鏀?shù)據(jù)必須進(jìn)行完整性保護(hù)，而用戶面數(shù)據(jù)的完整性保護(hù)功能是可選的。Uu接口：PDCP層處理流程圖止于至善25發(fā)送端（續(xù)）：（4）對(duì)控制面數(shù)據(jù)或用戶面數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以保證發(fā)送端和接收端之間傳遞的數(shù)據(jù)的保密性。除了PDCPControlPDU外，經(jīng)過(guò)PDCP層的所有數(shù)據(jù)都會(huì)進(jìn)行加密處理。（5）添加PDCP頭部，生成PDCPPDU。（6）如果RRC層給UE配置了復(fù)制功能，則UE在發(fā)送上行數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)在兩條獨(dú)立的傳輸路徑上發(fā)送相同的PDCPPDU。如果建立了SplitBearer，PDCP可能需要對(duì)PDCPPDU進(jìn)行路由，以便發(fā)送到目標(biāo)承載上。路由和復(fù)制都是在PDCP發(fā)送實(shí)體里進(jìn)行的。Uu接口：PDCP層處理流程圖止于至善26接收端：（1）從RLC層接收到一個(gè)PDCPDataPDU后，會(huì)先移除該P(yáng)DU的PDCP頭部，并根據(jù)接收到的PDCPSN以及自身維護(hù)的HFN得到該P(yáng)DCPDataPDU的RCVD_COUNT值，該值對(duì)后續(xù)的處理至關(guān)重要。（2）使用與PDCP發(fā)送端相同的加解密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。（3）對(duì)解密后的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性校驗(yàn)。如果完整性校驗(yàn)失敗，則向上層指示完整性校驗(yàn)失敗，并丟棄該P(yáng)DCPDataPDU。Uu接口：PDCP層處理流程圖止于至善27接收端（續(xù)）：（4）判斷是否收到了重復(fù)包，如果是，則丟棄重復(fù)的數(shù)據(jù)包；如果不是，就將PDCPSDU放入接收buffer中，進(jìn)行可能存在的重排序處理，以便將數(shù)據(jù)按序遞送給上層。（5）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行頭部解壓縮。如果解壓縮成功，將PDCPSDU遞送給上層；如果解壓縮失敗，解壓縮端會(huì)將反饋信息發(fā)送到壓縮端以指示報(bào)頭上下文已被破壞。Uu接口：RLC層止于至善28RLC（RadioLinkControl）主要提供無(wú)線鏈路控制功能：糾錯(cuò)、分段、重組等包含三種傳輸模式：TM、UM和AMRLC層位于PDCP層（或RRC層）和MAC層之間通過(guò)SAP與PDCP層（或RRC層）進(jìn)行通信，并通過(guò)邏輯信道與MAC層進(jìn)行通信RLC配置是邏輯信道級(jí)的配置，一個(gè)RLC實(shí)體只對(duì)應(yīng)一個(gè)UE的一個(gè)邏輯信道RLC實(shí)體從PDCP層接收到的數(shù)據(jù)，或發(fā)往PDCP層的數(shù)據(jù)被稱作RLCSDU（或PDCPPDU）RLC實(shí)體從MAC層接收到的數(shù)據(jù)，或發(fā)往MAC層的數(shù)據(jù)被稱作RLCPDU（或MACSDU）TM（透明模式）UM（非確認(rèn)模式）AM(確認(rèn)模式）分段和重組糾錯(cuò)

PDCPRLCMACPHYUu接口：RLC層功能止于至善29（1）分段/重組（Segmentation/Reassembly，只適用于UM和AM模式）RLCSDU。在一次傳輸機(jī)會(huì)中，一個(gè)邏輯信道可發(fā)送的所有RLCPDU的總大小是由MAC層指定的，其大小通常并不能保證每一個(gè)需要發(fā)送的RLCSDU都能完整地發(fā)送出去，所以在發(fā)送端需要對(duì)某些（或某個(gè)）RLCSDU進(jìn)行分段以便匹配MAC層指定的總大小。相應(yīng)地，在接收端需要對(duì)之前分段的RLCSDU進(jìn)行重組，以便恢復(fù)出原來(lái)的RLCSDU并遞送給上層。（2）通過(guò)ARQ來(lái)進(jìn)行糾錯(cuò)（只適用于AM模式）。MAC層的HARQ機(jī)制的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)非?？焖俚闹貍?，其反饋出錯(cuò)率在1%左右。對(duì)于某些業(yè)務(wù)，如TCP傳輸（要求丟包率小于10-5），HARQ反饋的出錯(cuò)率就顯得過(guò)高了。對(duì)于這類業(yè)務(wù)，RLC層的重傳處理能夠進(jìn)一步降低反饋出錯(cuò)率。（3）對(duì)RLCSDU分段進(jìn)行重分段（Re-segmentation，只適用于AM模式）。當(dāng)一個(gè)RLCSDU分段需要重傳，但MAC層指定的大小無(wú)法保證該RLCSDU分段完全發(fā)送出去時(shí)，就需要對(duì)該RLCSDU分段進(jìn)行重分段處理。Uu接口：RLC層功能止于至善30（4）重復(fù)包檢測(cè)（DuplicateDetection，只適用于AM模式）。出現(xiàn)重復(fù)包的最大可能性為發(fā)送端反饋了HARQACK，但接收端錯(cuò)誤地將其解釋為NACK，從而導(dǎo)致了不必要的MACPDU重傳。當(dāng)然，RLC層的重傳（AM模式下）也可能帶來(lái)重復(fù)包。（5）RLCSDU丟棄處理（只適用于UM和AM模式）。當(dāng)PDCP層指示RLC層丟棄一個(gè)特定的RLCSDU時(shí)，RLC層會(huì)觸發(fā)RLCSDU丟棄處理。如果此時(shí)既沒(méi)有將該RLCSDU丟棄，也沒(méi)有將該RLCSDU的部分分段遞交給MAC層，則AMRLC實(shí)體發(fā)送端或UM發(fā)送端實(shí)體會(huì)丟棄指示的RLCSDU。也就是說(shuō)，如果一個(gè)RLCSDU或其任意分段已經(jīng)用于生成了RLCPDU，則RLC發(fā)送端不會(huì)丟棄它，而是會(huì)完成該RLCSDU的傳輸（這意味著AMRLC實(shí)體發(fā)送端會(huì)持續(xù)重傳該RLCSDU，直到它被對(duì)端成功接收）。當(dāng)丟棄一個(gè)RLCSDU時(shí)，AMRLC實(shí)體發(fā)送端并不會(huì)引入RLCSN間隙。（6）RLC重建。在切換流程中，RRC層會(huì)要求RLC層進(jìn)行重建。此時(shí)，RLC層會(huì)停止并重置所有定時(shí)器，將所有的狀態(tài)變量重置為初始值，并丟棄所有的RLCSDU、RLCSDU分段和RLCPDU。在NR中，RLC重建時(shí)接收端是不會(huì)往上層遞送RLCSDU的。這是因?yàn)镹R中的RLC層不支持重排序，只要收到一個(gè)完整的RLCSDU，就立即往上層遞送，所以接收端不會(huì)緩存完整的RLCSDU。Uu接口：RLC層止于至善31RLC三種模式分別支持的RLC功能一個(gè)TM實(shí)體或UM實(shí)體只具備發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的功能，而不能同時(shí)配置收發(fā)功能；而AM實(shí)體既包含發(fā)送功能，也包含接收功能。在同一RLC實(shí)體（或配對(duì)的RLC實(shí)體）內(nèi)討論具體的流程才有意義，不同的RLC實(shí)體之間相互獨(dú)立。Uu接口：MAC層止于至善32MAC（MediumAccessControl）層主要功能包含：映射、復(fù)用、HARQ和無(wú)線資源分配信道映射和復(fù)用糾錯(cuò)：HARQ技術(shù)無(wú)線資源分配調(diào)度

PDCPRLCMACPHYUu接口：MAC層功能止于至善33MAC子層為上層協(xié)議層提供數(shù)據(jù)傳輸和無(wú)線資源分配服務(wù)，MAC層主要功能如下。（1）映射：MAC負(fù)責(zé)將從邏輯信道接收到的信息映射到傳輸信道上。（2）復(fù)用：MAC的信息可能來(lái)自一個(gè)或多個(gè)無(wú)線承載，MAC層能夠?qū)⒍鄠€(gè)承載復(fù)用到同一個(gè)傳輸塊（TransportBlock，TB）上以提高效率。（3）解復(fù)用：將來(lái)自PHY層在傳輸信道承載的TB塊解復(fù)用為一條或者多條邏輯信道上的MACSDUs。（4）HARQ：MAC利用HARQ技術(shù)為空中接口提供糾錯(cuò)服務(wù)。HARQ的實(shí)現(xiàn)需要MAC層與PHY層的緊密配合。（5）無(wú)線資源分配：MAC提供基于服務(wù)質(zhì)量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和用戶信令的調(diào)度。Uu接口：物理層止于至善34錯(cuò)誤檢測(cè)FEC、加擾/解擾速率匹配物理信道的映射調(diào)整和解調(diào)頻率同步和時(shí)間同步無(wú)線測(cè)量MIMO處理射頻處理PDCPRLCMACPHYPHY層位于空口協(xié)議棧的最底層主要完成傳輸信道到物理信道映射及執(zhí)行MAC層的調(diào)度具體的功能：CRC添加、信道編碼、調(diào)制、天線口映射等Uu接口——二層總結(jié)——Layer2Structure止于至善35DownlinkLayer2StructureUplinkLayer2StructureUu接口——二層總結(jié)——DataFlowExample止于至善36DataFlowExample止于至善5G無(wú)線空口協(xié)議5G空口信道結(jié)構(gòu)5G上行物理信道和信號(hào)0101030305055G空口基礎(chǔ)參數(shù)及幀結(jié)構(gòu)01025G下行物理信道和信號(hào)0104Multinumerologies止于至善NR支持Multinumerologies(不同的子載波寬度和前綴配置)LTE僅支持15KHz子載波，5G的子載波寬度和時(shí)隙數(shù)可以靈活配置，更方便支持各種類型的業(yè)務(wù)后續(xù)將引入包含2到3個(gè)符號(hào)的miniSlot形式，支撐超低時(shí)延業(yè)務(wù)需求子載波配置子載波寬度循環(huán)前綴每時(shí)隙符號(hào)數(shù)每幀時(shí)隙數(shù)每子幀時(shí)隙數(shù)Cyclicprefix015Normal14101130Normal14202260Normal144043120Normal148084240Normaormal1432032260extended124041

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subframe=4slots1

frame=10subframes=40slots1

subcarrier=60KHzMultinumerologies（續(xù)）止于至善39μ的選擇取決于各種因素，包括：部署類型（室內(nèi)/室外、宏基站/小基站等）載波頻率業(yè)務(wù)需求（時(shí)延、可靠性和吞吐量等）硬件損傷（振蕩器相位噪聲）移動(dòng)性實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性等。舉例：較寬的子載波間距可用于延遲關(guān)鍵型服務(wù)（如uRLLC）、覆蓋區(qū)域較小和載波頻率較高的場(chǎng)景；較窄的子載波間距可以用于載波頻率較低、覆蓋區(qū)域較大、窄帶設(shè)備和演進(jìn)型多媒體廣播/多播服務(wù)（eMBMS）的場(chǎng)景。Multinumerologies（續(xù)）止于至善40協(xié)議規(guī)定不同頻段支持的子載波間隔如下表：時(shí)域資源：幀，子幀，時(shí)隙，符號(hào)的概念止于至善41空口時(shí)域的通用結(jié)構(gòu)，在不同的制式下，滿足數(shù)據(jù)傳輸及控制的需求無(wú)線幀子幀子幀子幀……時(shí)隙時(shí)隙時(shí)隙……上下行子幀的分配單位符號(hào)符號(hào)符號(hào)符號(hào)基本的數(shù)據(jù)發(fā)送周期最小時(shí)間單元，調(diào)制的基本單位，數(shù)據(jù)調(diào)度和同步的最小單位……幀結(jié)構(gòu)止于至善42一個(gè)無(wú)線幀長(zhǎng)度為10ms；每個(gè)無(wú)線幀由10個(gè)長(zhǎng)度為1ms的子幀構(gòu)成；幀結(jié)構(gòu)（續(xù)）止于至善43每個(gè)系統(tǒng)幀由10個(gè)子幀組成，每個(gè)子幀長(zhǎng)為1ms，系統(tǒng)幀的編號(hào)范圍為0~1023。每個(gè)系統(tǒng)幀會(huì)被分成2個(gè)大小相等的半幀，每個(gè)半幀包含5個(gè)子幀。一個(gè)系統(tǒng)幀內(nèi)的子幀編號(hào)范圍為0~9；半幀0包含子幀0~4，半幀1包含子幀5~9。無(wú)線幀和子幀的長(zhǎng)度固定，從而允許更好地保持LTE與NR間共存。不同的是，5GNR定義了靈活的子構(gòu)架，時(shí)隙和符號(hào)長(zhǎng)度可根據(jù)子載波間隔靈活定義。幀結(jié)構(gòu)（續(xù)）止于至善44一個(gè)時(shí)隙包含14個(gè)OFDM符號(hào)（使用正常循環(huán)前綴），或12個(gè)OFDM符號(hào)（使用擴(kuò)展的循環(huán)前綴）；OFDM符號(hào)的長(zhǎng)度與其子載波間距成反比：子載波間距越大，一個(gè)OFDM符號(hào)的長(zhǎng)度越短；相應(yīng)地，時(shí)隙的長(zhǎng)度、每個(gè)子幀包含的時(shí)隙數(shù)，也會(huì)隨著選擇的Numerology的不同而變化。不同的子載波間隔對(duì)應(yīng)的每子幀包含的時(shí)隙數(shù)如下表：NR時(shí)隙（Slot）格式止于至善45Slot內(nèi)OFDM符號(hào)分類：Downlink，denotedasD，用于下行傳輸；Flexible，denotedasX，可用于下行傳輸，上行傳輸，GP或作為預(yù)留資源；Uplink，denotedasU，用于上行傳輸Slot類型Type1：全下行，DL-onlyslotType2：全上行，UL-onlyslotType3：全靈活資源，F(xiàn)lexible-onlyslotType4：至少一個(gè)上行或下行符號(hào)，其余靈活配置不同的時(shí)隙格式類似于LTE中不同的TDD上下行子幀配比。不同之處：NR的時(shí)隙格式中，上下行分配是OFDM符號(hào)級(jí)別；而LTETDD中的上下行分配是子幀級(jí)別。NR時(shí)隙格式的變種更多，更靈活。有利于縮短下行反饋時(shí)延和上行調(diào)度時(shí)延，滿足超低時(shí)延業(yè)務(wù)需求。XDUDXXUDXUDXUDXUDXUType1:DL-only

slotType2:UL-only

slotType3:Flexible-only

slotType4-1Type4-2Type4-3Type4-4Type4-5NR時(shí)隙（Slot）格式（續(xù)）止于至善46NR支持多種時(shí)隙配比方案，基站可以通過(guò)以下幾種方式實(shí)現(xiàn)多層嵌套配置，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)時(shí)隙配比調(diào)整。與LTE相比，NR增加了UE級(jí)配置，靈活性高，資源利用率高。1第一級(jí)配置：通過(guò)系統(tǒng)消息進(jìn)行半靜態(tài)配置。2第二級(jí)配置：通過(guò)用戶級(jí)RRC消息進(jìn)行配置。3第三級(jí)配置：通過(guò)UE-group的DCI中的SFI指示進(jìn)行配置（符號(hào)級(jí)配比）。4第四級(jí)配置：通過(guò)UE-specific的DCI進(jìn)行配置(符號(hào)級(jí)配比)NR時(shí)隙（Slot）格式（續(xù)）--第一級(jí)：信令半靜態(tài)配置止于至善47第一級(jí)為Cell-specificRRCconfiguration，即信令半靜態(tài)配置，小區(qū)級(jí)半靜態(tài)配置支持有限的配比周期選項(xiàng)，通過(guò)RRC信令實(shí)現(xiàn)DL/UL資源的靈活靜態(tài)配置。SIB1攜帶了以下配置參數(shù)：UL-DL-configuration-common:{X,x1,x2,y1,y2}，UL-DL-configuration-common-Set2:{Y,x3,x4,y3,y4}。X和Y為配比周期，取值為{0.5,0.625,1,1.25,2,2.5,5,10}ms。0.625ms僅用于120kHzSCS,1.25ms用于60kHz以上SCS；2.5ms用于30kHz以上SCS；小區(qū)半靜態(tài)配置支持單周期和雙周期配置。NR時(shí)隙（Slot）格式（續(xù)）--第一級(jí)：信令半靜態(tài)配置止于至善48單周期配置示意圖：NR時(shí)隙（Slot）格式（續(xù)）--第一級(jí)：信令半靜態(tài)配置止于至善49雙周期配置示意圖：x1/x3：全下行時(shí)隙數(shù)目。取值：{0,1,…,配比周期內(nèi)時(shí)隙數(shù)}。y1/y3：全上行時(shí)隙數(shù)目。取值：{0,1,…,配比周期內(nèi)時(shí)隙數(shù)}。x2/x4：全下行時(shí)隙后面的下行符號(hào)數(shù)。取值：{0,1,…,13}。y2/y4：全上行時(shí)隙前面的上行符號(hào)數(shù)。取值：{0,1,…,13}。NR時(shí)隙（Slot）格式（續(xù)）--第一級(jí)：信令半靜態(tài)配置止于至善50Cell-specific半靜態(tài)時(shí)隙格式在ServingCellConfig(NSA)和SIB1(SA)中配置即包含了TDD-UL-DL-ConfigCommon配置信息：頻域資源止于至善51NR的頻域資源包括了RG、RE、RB、REG、CCE、RBG：（1）RG:ResourceGrid，PHY層資源組，上下行分別定義(每個(gè)Numerology都有對(duì)應(yīng)的RG定義)。時(shí)域：1個(gè)子幀。頻域：傳輸帶寬內(nèi)可用RB資源。（2）RE：ResourceElement，PHY層資源的最小粒度。時(shí)域：1個(gè)OFDM符號(hào)。頻域：1個(gè)子載波。（3）RB：ResourceBlock，數(shù)據(jù)信道資源分配基本調(diào)度單位，用于資源分配type1。頻域：12個(gè)連續(xù)子載波。頻域資源止于至善52NR的頻域資源包括了RG、RE、RB、REG、CCE、RBG等。（4）RBG：ResourceBlockGroup，數(shù)據(jù)信道資源分配基本調(diào)度單位，用于資源分配type0，降低控制信道開(kāi)銷。頻域：{2，4，8，16}個(gè)RB。（5）REG：ResourceElementGroup，控制信道資源分配基本組成單位。時(shí)域：1個(gè)OFDM符號(hào)。頻域：12個(gè)子載波(1PRB)。（6）CCE：ControlChannelElement，控制信道資源分配基本調(diào)度單位。頻域：1CCE=6REG=6PRB。CCE聚合等級(jí)：分為1、2、4、8、16。頻域資源止于至善53資源單元(RE)對(duì)于每一個(gè)天線端口p，一個(gè)OFDM符號(hào)上的一個(gè)子載波（子載波間隔配置μ對(duì)應(yīng)的子載波間隔為2μ*15KHz）對(duì)應(yīng)的一個(gè)單元叫做資源單元；資源塊(RB)一個(gè)時(shí)隙中，頻域上連續(xù)的12個(gè)RE為一個(gè)資源塊；0242752427512427524275224275242753242752427542413824138524692469Minimumandmaximumnumberofresourceblocks.

RB位置的索引和指示止于至善54相關(guān)概念（TS38.2114.4）PointA：RG的基本參考點(diǎn)；PointA=ReferenceLocation+OffsetCRB（CommonRB）：RG內(nèi)索引起始點(diǎn)和PointA對(duì)齊；PRB（PhysicalRB）：BWP內(nèi)索引起始點(diǎn)和BWP起始點(diǎn)對(duì)齊PRB和CRB的關(guān)系：頻域資源–總結(jié)止于至善55RE：ResourceElement物理層資源的最小粒度時(shí)域：1個(gè)OFDM符號(hào)；頻域：1個(gè)子載波RB：ResourceBlock數(shù)據(jù)信道資源分配頻域基本調(diào)度單位頻域：12個(gè)連續(xù)子載波RBG：RBGroup數(shù)據(jù)信道資源分配基本調(diào)度單位，用于資源分配type0頻域：{2，4，8，16}個(gè)RBREG：REGroup控制信道資源分配基本組成單位時(shí)域：1個(gè)OFDM符號(hào)；頻域：12個(gè)子載波（1PRB）CCE：ControlChannelElement控制信道資源分配基本調(diào)度單位頻域：1CCE=6REG=6PRBCCE聚合等級(jí)：1,2,4,8,16BWP定義和應(yīng)用場(chǎng)景止于至善56基本定義和特點(diǎn)：BWP：BandwidthPart，是NR標(biāo)準(zhǔn)提出的新的概念；網(wǎng)絡(luò)側(cè)給UE分配的一段連續(xù)的帶寬資源，它是5GUE接入NR網(wǎng)絡(luò)的必備配置UE級(jí)概念，不同UE可配置不同BWP；UE的所有信道資源配置均在BWP內(nèi)進(jìn)行分配和調(diào)度應(yīng)用場(chǎng)景：場(chǎng)景1：應(yīng)用于小帶寬能力UE接入大帶寬網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景2：UE在大小BWP間進(jìn)行切換，達(dá)到省電效果場(chǎng)景3：不同BWP，配置不同Numerology，承載不同業(yè)務(wù)BWPBWPBandWidthCarrierBandWidth#1BWP2#2BWP1

Numerology1BWP1CarrierBandWidth#3Numerology2BWP2CarrierBandWidthBWP的分類止于至善57根據(jù)BWP的配置場(chǎng)景，分為以下幾類：InitialBWP：UE初始接入階段使用的BWP（通過(guò)系統(tǒng)消息獲?。〥edicatedBWP：UE在RRC連接態(tài)配置的BWP；1個(gè)UE最多可以通過(guò)RRC信令配置4個(gè)dedicatedBWPActiveBWP：UE在RRC連接態(tài)某一時(shí)刻激活的BWP，是dedicatedBWP中的1個(gè)（某一時(shí)刻僅激活1個(gè)）DefaultBWP：UE在RRC連接態(tài)時(shí)，當(dāng)其BWPinactivitytimer超時(shí)后UE所工作的BWP，也是dedicatedBWP中的1個(gè)，通過(guò)RRC信令指示UE哪一個(gè)配置的dedicatedBWP做為defaultBWP止于至善5G無(wú)線空口協(xié)議5G空口信道結(jié)構(gòu)5G上行物理信道和信號(hào)0101030305055G空口基礎(chǔ)參數(shù)及幀結(jié)構(gòu)01025G下行物理信道和信號(hào)0104信道管理：邏輯信道止于至善59邏輯信道：存在于MAC（MediumAccessControl）層和RLC（RadioLinkControl）層之間。根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的類型定義每個(gè)邏輯信道類型。一般分為兩種類型：控制信道和業(yè)務(wù)信道?？刂菩诺腊ǎ築CCH（BroadcastControlChannel）：gNodeB用來(lái)發(fā)送系統(tǒng)消息（SystemInformation，SI）的下行信道PCCH（PagingControlChannel）：gNodeB用來(lái)發(fā)送尋呼信息的下行信道CCCH（CommonControlChannel）：用于建立RRC連接（也被稱為信令無(wú)線承載（SRB，SignalingRadioBearer）），SRB包括SRB0、SRB1和SRB2，其中，SRB0映射到CCCH。DCCH（DedicatedControlChannel）：提供雙向信令通道，邏輯上講，通常有兩條激活的DCCH：①SRB1適用于承載RRC消息，包括攜帶高優(yōu)先級(jí)NAS信令的RRC消息。②SRB2適用于承載低優(yōu)先級(jí)NAS信令的RRC消息。低優(yōu)先級(jí)的信令在SRB2建立前先通過(guò)SRB1發(fā)送。業(yè)務(wù)信道包括：DTCH（DedicatedTrafficChannel）：承載專用無(wú)線承載DRB信息，即IP數(shù)據(jù)包，雙向，工作模式為RLCAM或RLCUM。信道管理：傳輸信道止于至善60傳輸信道：存在于MAC層和物理層PHY之間，根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)類型和空口上的數(shù)據(jù)傳輸方法進(jìn)行定義?？梢蕴峁㎝AC和高層的傳輸業(yè)務(wù)信息。下行傳輸信道分成如下類型：BCH（BroadcastChannel）：固定格式的信道，每幀一個(gè)BCH。承載系統(tǒng)消息中的主信息塊MIBDL-SCH（DownlinkSharedChannel）：承載下行數(shù)據(jù)和信令（大部分系統(tǒng)信息）的主要信道，支持動(dòng)態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)鏈路自適應(yīng)調(diào)整。利用HARQ技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)性能。PCH（PagingChannel）：承載PCCH，即尋呼消息。使用不連續(xù)接收DRX技術(shù)延長(zhǎng)手機(jī)電池待機(jī)時(shí)間。上行傳輸信道分成如下類型：UL-SCH（UplinkSharedChannel）：與下行共享信道類似，支持動(dòng)態(tài)調(diào)度（由gNodeB控制）和動(dòng)態(tài)鏈路自適應(yīng)調(diào)整。也利用HARQ技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)性能。RACH（RandomAccessChannel）：承載的信息有限，需要和物理信道以及前導(dǎo)信息共同完成沖突解決流程。信道管理：物理信道止于至善61物理信道：負(fù)責(zé)編碼、調(diào)制、多天線處理以及從信號(hào)到合適物理時(shí)頻資源的映射?；谟成潢P(guān)系，高層一個(gè)傳輸信道可以服務(wù)物理層一個(gè)或幾個(gè)物理信道。下行物理信道分成如下類型：PBCH（PhysicalBroadcastChannel）：承載BCH信息PDCCH（PhysicalDownlinkControlChannel）：承載資源分配信息PDSCH（PhysicalDownlinkSharedChannel）：承載DL-SCH信息和PCH信息上行物理信道分成如下類型：PUCCH（PhysicalUplinkControlChannel）：承載上行控制和反饋信息，及發(fā)送給gNodeB的調(diào)度請(qǐng)求PUSCH（PhysicalUplinkSharedChannel）：是主要的上行信道，承載上行共享傳輸信道UL-SCH。承載信令、用戶數(shù)據(jù)和上行控制信息。PRACH（PhysicalRandomAccessChannel）：承載隨機(jī)接入前導(dǎo)信道管理：信道映射（下行）止于至善62信道管理：信道映射（上行）止于至善63止于至善5G無(wú)線空口協(xié)議5G空口信道結(jié)構(gòu)5G上行物理信道和信號(hào)0101030305055G空口基礎(chǔ)參數(shù)及幀結(jié)構(gòu)01025G下行物理信道和信號(hào)0104下行物理信道止于至善655G相對(duì)于LTE，精簡(jiǎn)了PCFICH，PHICH等信道，PDSCH增加了1024QAM調(diào)制方式PBCH：物理廣播信道調(diào)制方式：QPSK用于系統(tǒng)消息MIB的廣播PDSCH：物理下行共享信道調(diào)制方式：QPSK,16QAM,64QAM，256QAM，1024QAM用于承載用戶專用數(shù)據(jù)PDCCH：物理下行控制信道調(diào)制方式：QPSK承載調(diào)度及傳輸格式，HARQ信息等下行物理信道下行物理信號(hào)止于至善66DMRSforPDSCHPDSCH的解調(diào)參考信號(hào)PT-RS相位跟蹤參考信號(hào)，用于高頻場(chǎng)景CSI-RS(channelstateinformation)信道狀態(tài)指示參考信號(hào)下行物理信號(hào)DMRSforPDCCHPDCCH的解調(diào)參考信號(hào)DMRSforPBCHPBCH的解調(diào)參考信號(hào)PSS/SSS主同步信號(hào)/輔同步信號(hào)下行物理信道的處理過(guò)程止于至善67物理信道信道編碼調(diào)制方式層數(shù)波形PDSCHLDPCQPSK,16QAM,64QAM，256QAM1~8層CP-OFDMPBCHPolarQPSK1CP-OFDMPDCCHPolarQPSK1CP-OFDMScramblingScramblingModulationmapperModulationmapperLayermapperAntennaPortmapperResourceElementmapperResourceElementmapperOFDMsignalgenerationOFDMsignalgenerationCode

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portsPDCCH和PBCH無(wú)此過(guò)程…….…….下行物理信道和信號(hào)組合–SSB止于至善68PBCH和PSS/SSS作為一個(gè)整體出現(xiàn)，統(tǒng)稱為SSB（SynchronizationSignalingBlock）與LTE不同，PSS/SSS可以靈活配置，不需要配置在載波的中心頻點(diǎn)處，可以配置在載波的任意一個(gè)位置。時(shí)域上，PBCH和PSS/SSS共占用4個(gè)連續(xù)符號(hào)，頻域上，PBCH和PSS/SSS占用連續(xù)240個(gè)子載波PSS和SSS占用4個(gè)連續(xù)符號(hào)中符號(hào)0和2，占用240個(gè)子載波中的中間連續(xù)的127個(gè)REPBCH占用符號(hào)1和符號(hào)3的全部的240個(gè)RE，以及符號(hào)2中的0~47和192~239RE剩余的全部為0RE下行物理信道和信號(hào)組合–SSB止于至善69下行物理信道和信號(hào)組合-SSB（續(xù)）止于至善70PSS和SSS序列長(zhǎng)度為127，在頻域上占用127個(gè)RE，在時(shí)域上各占用一個(gè)符號(hào)；PSS和SSS作用：UE用其進(jìn)行下行同步，包括時(shí)鐘同步、幀同步和符號(hào)同步獲取小區(qū)的CellID：NR中將CellID進(jìn)行了分組，共三組，每組336個(gè)CellID，總共有1008個(gè)，是LTE中的2倍，取值范圍為0~1007。PBCH作用：用于獲取用戶接入網(wǎng)絡(luò)中的必要信息，如系統(tǒng)幀號(hào)SFN、初始BWP的位置和大小等信息。下行物理信道和信號(hào)組合-SSB（續(xù)）止于至善71每個(gè)SSB都能夠獨(dú)立解碼，并且UE解析出來(lái)一個(gè)SSB之后，可以獲取小區(qū)ID、SFN、SSBIndex（類似于波束ID）等信息；Sub3G，定義最大4個(gè)SSB（TDD系統(tǒng)的2.4GHz~6GHz也可以配置8個(gè)SSB）；對(duì)于Sub3G~Sub6G，定義最大8個(gè)SSB；Above6G，定義最大64個(gè)SSB。每個(gè)SSB都有一個(gè)唯一的編號(hào)（SSBIndex）對(duì)于低頻，這個(gè)編號(hào)信息直接從PBCH信道的導(dǎo)頻中獲?。粚?duì)于高頻，低于3bit從PBCH導(dǎo)頻信號(hào)中獲取，高于3bit從MIB信息中獲??；網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)SIB1配置SSB的廣播周期，周期支持5ms、10ms、20ms、40ms、80ms和160ms。下行物理信道和信號(hào)組合-SSB（續(xù)）止于至善72PBCH信道的每個(gè)RB中包含有3個(gè)RE的DMRS導(dǎo)頻，為避免小區(qū)間PBCHDMRS干擾，3GPP中定義PBCH的DMRS在頻域上根據(jù)小區(qū)CellID錯(cuò)開(kāi)。也就是DM-RS在PBCH的位置{0+v，4+v，8+v……..}

v為PCImod4的值CellID%4=0CellID%4=1CellID%4=2CellID%4=3PBCHDMRS下行物理信道和信號(hào)組合-SSB（續(xù)）止于至善73NR高頻段載波的傳播損耗大，需要采用波束賦形發(fā)射的方式來(lái)增加無(wú)線信號(hào)的覆蓋距離。由于每個(gè)波束覆蓋的角度有限，NR通過(guò)波束掃描方式來(lái)覆蓋整個(gè)小區(qū)的服務(wù)范圍。波束掃描是指在不同時(shí)刻，采用不同方向的波束發(fā)送物理信道或參考信號(hào)。一個(gè)小區(qū)通常需要發(fā)送多個(gè)SSB來(lái)完成一次波束掃描以使同步信號(hào)覆蓋整個(gè)小區(qū)的服務(wù)范圍。完成一次波束掃描所需要的SSB便組成了一個(gè)SSB突發(fā)集。而NR只支持TDM的方式進(jìn)行SSB波束掃描，不支持FDM方式，其原因是SSB需要讓系統(tǒng)內(nèi)的所有UE都能接收到，而FDM不適用于采用模擬波束賦形的UE。下行物理信道和信號(hào)組合-SSB（續(xù)）止于至善74SSB時(shí)域傳輸和波束掃描示意圖下行物理信道和信號(hào)組合-SSB（續(xù)）止于至善75MIB消息下行物理信道和信號(hào)組合-SSB（續(xù)）止于至善76SSB頻域位置下行物理信道-PDCCH止于至善77PDCCH用于傳輸來(lái)自L1/L2的下行控制信息，主要的內(nèi)容包括以下3種類型：（1）下行調(diào)度信息DLassignments，以便UE接收PDSCH。（2）上行調(diào)度信息ULgrants，以便UE發(fā)送PUSCH。（3）指示SFI（SlotFormatIndicator）、PI（Pre-emptionIndicator）和功控命令等信息，輔助UE接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。下行物理信道–PDCCH（續(xù)）止于至善78PDCCH傳輸?shù)男畔橄滦锌刂菩畔ⅲ―ownlinkControlInformation，DCI），不同內(nèi)容的DCI采用不同的RNTI來(lái)進(jìn)行CRC加擾；UE通過(guò)盲檢測(cè)來(lái)解調(diào)PDCCH；一個(gè)小區(qū)可以在上行和下行同時(shí)調(diào)度多個(gè)UE，即一個(gè)小區(qū)可以在每個(gè)時(shí)隙發(fā)送多個(gè)調(diào)度信息。每個(gè)調(diào)度信息在獨(dú)立的PDCCH上傳輸，也就是說(shuō)，一個(gè)小區(qū)可以在一個(gè)時(shí)隙上同時(shí)發(fā)送多個(gè)PDCCH。小區(qū)PDCCH在時(shí)域上占據(jù)1個(gè)時(shí)隙的前幾個(gè)符號(hào)，最多為3個(gè)符號(hào)。PDCCH信道示意圖每個(gè)方格表示一個(gè)REX：PDCCHDMRS信號(hào)(固定占用1、5、9號(hào)子載波)灰格：PDCCH下行物理信道-PDCCH（續(xù)）止于至善79控制信道由CCE聚合而成CCE是PDCCH傳輸?shù)淖钚≠Y源單位，一個(gè)CCE由6個(gè)REG組成，1個(gè)REG的時(shí)域?qū)挾葹?個(gè)符號(hào)，頻域?qū)挾葹?個(gè)PRB。聚合等級(jí)表示一個(gè)PDCCH占用的連續(xù)的CCE個(gè)數(shù)，Rel-15支持CCE聚合等級(jí)為{1,2,4,8,16}，其中，16為NR新增的CCE級(jí)別。gNodeB根據(jù)信道質(zhì)量等因素來(lái)確定某個(gè)PDCCH使用的聚合等級(jí)。PDCCH聚合等級(jí)下行物理信道-PDCCH（續(xù)）止于至善80NR中引入了CORESET(ControlResourceSET)的概念來(lái)定義PDCCH的資源：LTE中PDCCH資源相對(duì)固定，頻域?yàn)檎麄€(gè)帶寬，時(shí)域上為1~3個(gè)符號(hào)，而5G里的PDCCH時(shí)域和頻域的資源都是靈活的。CORESET主要指示PDCCH占用符號(hào)數(shù)、RB數(shù)以及時(shí)隙周期和偏置等。在頻域上，COREST包含若干個(gè)PRB，最小為6個(gè)；在時(shí)域上，包含的符號(hào)數(shù)為1~3。每個(gè)小區(qū)可以配置多個(gè)CORESET（0~11），其中，CORESET0用于RMSI的調(diào)度，CORESET必須包含在對(duì)應(yīng)的BWP里面。一個(gè)CORESET可以包含多個(gè)CCE，1個(gè)CCE包含了6個(gè)REG；一個(gè)REG對(duì)應(yīng)頻域中的一個(gè)RB，時(shí)域中的一個(gè)符號(hào)。下行物理信道-PDCCH（續(xù)）止于至善81盲檢：每個(gè)搜索空間都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的所屬CORESET，每個(gè)搜索空間配置該空間需要盲檢的DCI格式。UE對(duì)PDCCH進(jìn)行盲檢時(shí)，是在對(duì)應(yīng)的CORESET，對(duì)應(yīng)的搜索空間中，針對(duì)不同的聚集級(jí)別盲檢相應(yīng)的DCI。UE會(huì)在non-DRX時(shí)隙監(jiān)聽(tīng)PDCCHcandidates集合，該集合被稱為該UE的搜索空間（SearchSpace）。每個(gè)用戶盲檢PDCCH的搜索空間與特定的CORESET進(jìn)行關(guān)聯(lián)，SearchSpace會(huì)指示CORESET出現(xiàn)的周期和資源信息。下行物理信道-PDCCH（續(xù)）CORESET和SI的概念介紹止于至善82RMSI(RemainingMinimumSystemInformation）：UE獲取了MIB后，還需要獲得一些必備的系統(tǒng)消息，這些系統(tǒng)消息就被稱為RMSI，當(dāng)前的RMSI可以認(rèn)為就是SIB1.CORESET:PDCCH信道所占用的物理資源的集合也被稱為CORESET,主要是因?yàn)镹R的PDCCH時(shí)頻資源要比LTE復(fù)雜和靈活，因此引入了這個(gè)概念。一個(gè)小區(qū)可以有多個(gè)CORESET,每個(gè)CORESET都有編號(hào)。其中CORESET0也稱為Type0CommonSearchSpace的搜索空間，也就是可以搜索到RMSI調(diào)度信息。下行物理信道-PDCCH（續(xù)）CORESET和BWP止于至善83UE搜索SSB，在SS中，獲取PCI（3x336）在MIB中讀取ssb-subcarrieroffset，獲取相關(guān)信息，找到同步柵格和CRB間的偏移量在MIB中讀取PDCCH-ConfigSIB1

查表獲得offset

找到CommonCORESET（CORESET0）UE在CORESET0中接收RMSI的調(diào)度信息

找到RMSI

獲取小區(qū)相關(guān)信息以及用于查找PointA的offsetfrequencytimeSSBCORESETPDSCHInitialDLBWP用來(lái)發(fā)送RMSI,即SIB1PointAoffsetPointACommonCoresetBW時(shí)域：SSB持續(xù)4個(gè)符號(hào)頻域：SSB占用20RB，即240個(gè)子載波C-Band：30kSCSoffset

下行物理信道-PDSCH止于至善84PDSCH用于承載多種傳輸信道，如PCH和DL-SCH。PHY層處理過(guò)程包括以下5個(gè)重要的步驟：（1）加擾：擾碼ID由高層參數(shù)進(jìn)行用戶級(jí)配置；不配置時(shí)，缺省值為小區(qū)ID。（2）調(diào)制：調(diào)制編碼方式表格由高層參數(shù)mcs-Table進(jìn)行用戶級(jí)配置，指示最高階為64QAM或256QAM。（3）層映射：將碼字映射到多個(gè)層上傳輸，單碼字映射1~4層，雙碼字映射5~8層。（4）預(yù)編碼/加權(quán)：將多層數(shù)據(jù)映射到各發(fā)送天線上；加權(quán)方式包括基于SRS互易性的動(dòng)態(tài)權(quán)，基于反饋的PMI權(quán)，或開(kāi)環(huán)靜態(tài)權(quán)；傳輸模式只有一種，加權(quán)對(duì)終端透明，即DMRS和數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)相同的加權(quán)。（5）資源映射：時(shí)域資源分配由DCI中Timedomainresourceassignment字段指示起始符號(hào)和連續(xù)符號(hào)數(shù)；頻域資源分配支持Type0和Type1，由DCI中Frequencydomainresourceassignment字段指示。下行物理信道–PDSCH（續(xù)）止于至善85PDSCH采用OFDM符號(hào)調(diào)制方式，起始符號(hào)和結(jié)束符號(hào)都由DCI指示。調(diào)制方式包括QPSK/16QAM/64QAM/256QAM，支持LDPC編解碼。和LTE相比，NR中PDSCH最大的變化是引入了時(shí)域資源分配的概念。即一次調(diào)度的PDSCH資源在時(shí)域上的分配可以動(dòng)態(tài)變化，粒度可以達(dá)到符號(hào)級(jí)。PDSCH時(shí)域資源映射類型(MappingType)分為兩種。MappingTypeA：在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，PDSCH占用的符號(hào)從{0,1,2,3}符號(hào)位置開(kāi)始，持續(xù)3～14個(gè)符號(hào)(不能超過(guò)時(shí)隙邊界)。該方式，分配的時(shí)域符號(hào)數(shù)較多，適用于大帶寬場(chǎng)景。典型應(yīng)用場(chǎng)景為時(shí)隙內(nèi)占用符號(hào)0~2位的PDCCH、占用符號(hào)3~13位的PDSCH，即占滿整個(gè)時(shí)隙，因此，也被稱為基于時(shí)隙的調(diào)度。MappingTypeB：在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，PDSCH占用的符號(hào)從{0,1,…,12}符號(hào)位置開(kāi)始，但符號(hào)長(zhǎng)度限定為{2,4,7}個(gè)符號(hào)(不能超過(guò)時(shí)隙邊界)。對(duì)于這種分配方式，PDSCH起始符號(hào)位置可以靈活配置，分配符號(hào)數(shù)量少，時(shí)延短，適用于低時(shí)延和高可靠場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)uRLLC應(yīng)用。PDSCH位置下行物理信道–PDSCH（續(xù)）止于至善86PDSCH時(shí)隙內(nèi)的符號(hào)資源分配，由開(kāi)始符號(hào)位置“S”和PDSCH分配的符號(hào)長(zhǎng)度“L”決定。NR的PDSCH信道頻域資源分配，支持基于位圖（Bitmap）的分配和基于RIV的分配下行物理信道–PDSCH（續(xù)）止于至善87頻域資源分配Type0方式，RB分配按照RBG位圖指示。RBG是一個(gè)連續(xù)VRB的集合，大小由RRC高層參數(shù)PDSCH-Config->rbg-Size配置和BWP帶寬共同決定。RBG的大小最小為2個(gè)RB，最大為16個(gè)RB。可將多個(gè)連續(xù)的RB捆綁到RBG中，并且僅在RBG的倍數(shù)中分配PDSCH/PUSCH?？梢栽贒CI中指定位圖，指示攜帶PDSCH或PUSCH數(shù)據(jù)的RBG號(hào)。這種位圖的分配方式，RBG不要求連續(xù)。Type1使用資源指示值（ResourceIndicationValue，RIV），即利用開(kāi)始RB和連續(xù)RB長(zhǎng)度指示資源。類似于LTE。Type1分配的頻域資源更“精確”，最小粒度能達(dá)到RB級(jí)，缺點(diǎn)是只能分配連續(xù)的RB資源，不利于頻域調(diào)度。下行物理信號(hào)-PT-RS止于至善88PT-RS是5G新引入的參考信號(hào)，用于跟蹤相位噪聲的變化，主要用于高頻段。由于諸如射頻器件在各種噪聲（隨機(jī)性白噪聲、閃爍噪聲）等作用下引起的系統(tǒng)輸出信號(hào)相位的隨機(jī)變化；接收段SINR惡化，造成大量誤碼，從而直接限制了高階調(diào)制方式的使用，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)容量。對(duì)于低頻段（Sub6G）影響較小。高頻段（Above6G）下由于參考時(shí)鐘源的倍頻次數(shù)大幅增加以及器件工藝水平和功耗等原因，相位噪聲響應(yīng)大幅增加，影響尤為突出。引入相位噪聲跟蹤參考信號(hào)PT-RS以及相位估計(jì)補(bǔ)償算法，增大了子載波間隔，減少了相位噪聲帶來(lái)的ICI和ISI影響，從而提升了本振器件質(zhì)量，降低了相噪。下行物理信號(hào)-CSI-RS止于至善89緣由：在LTE中，由于存在CRS（最多4天線端口），在空分復(fù)用層數(shù)不超過(guò)4層時(shí)，UE對(duì)CRS進(jìn)行測(cè)量并上報(bào)信道狀態(tài)信息（ChannelStateInformation，CSI）即可。LTER10版本引入了CSI-RS的概念，可以支持大于4層空分復(fù)用和大于4個(gè)的天線端口信道狀態(tài)反饋。NR中，由于沒(méi)有CRS，所以需要CSI-RS來(lái)對(duì)多天線端口信道（最多32個(gè)）狀態(tài)進(jìn)行反饋和時(shí)頻域Tracking（TRS）。和CRS相比，NR中的CSI-RS開(kāi)銷更小，支持天線端口數(shù)更多。下行物理信號(hào)-CSI-RS止于至善90CSI-RS功能和分類：CQI范圍是1~15。每個(gè)CQI對(duì)應(yīng)一種調(diào)制方式和碼率。支持64QAM和256QAM，CQI和調(diào)制方式/碼率對(duì)應(yīng)關(guān)系不同，高層信令配置CQI對(duì)應(yīng)3張表格，分別為64QAM、256QAM和uRLLC的CQI。下行物理信號(hào)-CSI-RS止于至善91CSI-RS設(shè)計(jì)原則和特點(diǎn)：稀疏性：時(shí)頻域密度低，開(kāi)銷小，支持的最大端口數(shù)可到32序列生成和CellID解耦：擾碼ID由高層參數(shù)配置資源配置靈活：UE-specific配置時(shí)頻資源對(duì)參考信號(hào)的反饋：理論上，對(duì)于一個(gè)MIMO通信系統(tǒng)，如果UE對(duì)參考信號(hào)的測(cè)量反饋能夠精確到對(duì)每個(gè)端口，每層上的復(fù)制信號(hào)都反饋相位、幅度等信息，則對(duì)信道的描述最準(zhǔn)確，最有利于基站的預(yù)編碼。但是，這樣系統(tǒng)無(wú)法承受如此大的用于信道反饋的負(fù)荷開(kāi)銷。因此，LTE和NR都引入了碼本（CodeBook）和預(yù)編碼矩陣索引（PrecodingMatrixIndicator，PMI）的概念，用于信道預(yù)編碼和UE反饋信道描述。碼本是對(duì)空間進(jìn)行有限數(shù)量的分割，碼本中的每個(gè)元素對(duì)應(yīng)一個(gè)預(yù)編碼矩陣，UE只需要反饋預(yù)編碼矩陣的索引，即可表示相關(guān)信道描述。下行物理信號(hào)-CSI-RS（續(xù)）止于至善92信道質(zhì)量測(cè)量與時(shí)頻偏測(cè)量的CSI-RS通過(guò)RRC信令配置：ResourceConfigResourceSetsSSB資源周期屬性周期（支持周期、半靜態(tài)、隨路上報(bào)）非周期（支持隨路上報(bào)）半靜態(tài)（支持半靜態(tài)、隨路上報(bào)）ResourceSetIdrepetition（是否重復(fù)發(fā)送）CSI-RS圖樣（頻域位置、時(shí)域位置）CDM-Type功率偏置擾碼下行物理信號(hào)-CSI-RS（續(xù)）止于至善93基站通過(guò)對(duì)CSI-RS時(shí)頻資源的合理規(guī)劃和調(diào)度，可以避免與PDCCH、SSB等信道的沖突，以及避免相鄰小區(qū)的CSI-RS之間的干擾。32端口CSI-RS圖樣示例24端口CSI-RS圖樣示例下行物理信號(hào)-DMRS止于至善94PDSCHDMRS（例）的時(shí)頻資源映射相對(duì)靈活。前置DMRS：為了獲取更低的解調(diào)和譯碼時(shí)延，DMRS導(dǎo)頻的時(shí)域位置緊跟PDCCH，占用1到2個(gè)符號(hào)。有助于UE快速估計(jì)信道，進(jìn)而快速相干解調(diào)，而無(wú)須先進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存。低存儲(chǔ)開(kāi)銷，低時(shí)延。附加DMRS：在高移動(dòng)性的場(chǎng)景下，為快速跟蹤信道環(huán)境變化，需要在時(shí)域上配置更多的DMRS以滿足對(duì)信道時(shí)變性的估計(jì)經(jīng)度要求。此時(shí)采用前置DMRS+附加DMRS。附加DMRS（AdditionalDMRS）前置DMRS（Front-loadedDMRS）止于至善5G無(wú)線空口協(xié)議5G空口信道結(jié)構(gòu)5G上行物理信道和信號(hào)0101030305055G空口基礎(chǔ)參數(shù)及幀結(jié)構(gòu)01025G下行物理信道和信號(hào)0104上行物理信道止于至善96相比LTE，PUSCH的調(diào)制方式增加了256QAMPUSCH：物理上行數(shù)據(jù)信道調(diào)制方式：QPSK,16QAM,64QAM，256QAM承載用戶專用數(shù)據(jù)PRACH:物理隨機(jī)接入信道調(diào)制方式：QPSK承載隨機(jī)接入前導(dǎo)PUCCH：物理上行控制信道調(diào)制方式：QPSK承載ACK/NACK,SR（調(diào)度請(qǐng)求），CSI-Report（PMI，CQI等）上行物理信道上行物理信號(hào)止于至善97上行增加了PT-RS參考信號(hào)，用于高頻場(chǎng)景下相位對(duì)齊SRS:Sounding參考信號(hào)提供給基站作為下行MIMO預(yù)編碼的輸入上行物理信號(hào)DMRSforPUSCHPUSCH的解調(diào)參考信號(hào)DMRSforPUCCHPUCCH的解調(diào)參考信號(hào)PT-RS相位跟蹤參考信號(hào)PRACH信道介紹止于至善98小區(qū)搜索之后，UE通過(guò)隨機(jī)接入過(guò)程與小區(qū)建立連接并取得上行同步PRACH信道：用于傳輸Preamble序列g(shù)NodeB通過(guò)測(cè)量Preamble獲得其與UE之間的傳播時(shí)延，并將uplinktiming信息通過(guò)timingadvancecommand告知UEPRACH資源:時(shí)域：時(shí)域位置（SystemFrame，Subframe，Slot，Symbol），長(zhǎng)度，周期頻域：起始RB、所占的RB數(shù)碼域：Preamble序列PRACH前導(dǎo)由以下兩部分組成:循環(huán)前綴（CP）及前導(dǎo)序列不同格式上的差異：CP長(zhǎng)度不同，Sequence長(zhǎng)度不同，GP長(zhǎng)度不同，序列重復(fù)次數(shù)不同PRACH信道介紹止于至善99隨機(jī)接入過(guò)程適用于各種場(chǎng)景，如初始接入、切換和重建等。隨機(jī)接入提供基于競(jìng)爭(zhēng)和基于非競(jìng)爭(zhēng)的接入。PRACH信道傳送的信號(hào)是ZC（Zadoff-Chu）序列生成的隨機(jī)接入前導(dǎo)，隨機(jī)接入前導(dǎo)基本格式：PRACH信道格式–長(zhǎng)格式序列止于至善100按照Preamble序列長(zhǎng)度，分為長(zhǎng)序列和短序列兩類前導(dǎo)長(zhǎng)序列沿用LTE設(shè)計(jì)方案，共4種格式，不同格式下支持最大小區(qū)半徑和典型場(chǎng)景如下Format序列長(zhǎng)度子載波間隔時(shí)域總長(zhǎng)占用帶寬最大小區(qū)半徑典型場(chǎng)景08391.25kHz1.0ms1.08MHz14.5km低速&高速，常規(guī)半徑18391.25kHz3.0ms1.08MHz100.1km超遠(yuǎn)覆蓋28391.25kHz3.5ms1.08MHz21.9km弱覆蓋38395.0kHz1.0ms4.32MHz14.5km超高速PRACH信道格式–短格式序列止于至善101短序列為NR新增格式，R15共9種格式，子載波間隔Sub6G支持{15,30}kHz，above6G支持{60,120}kHzFormat序列長(zhǎng)度子載波間隔時(shí)域總長(zhǎng)占用帶寬最大小區(qū)半徑典型場(chǎng)景A113915·2μ(μ=0/1/2/3)0.14/2μms2.16·2μMHz0.937/2μkmsmallcellA213915·2μ0.29/2μms2.16·2μMHz2.109/2μkmNormalcellA313915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz3.515/2μkmNormalcellB113915·2μ0.14/2μms2.16·2μMHz0.585/2μkmsmallcellB213915·2μ0.29/2μms2.16·2μMHz1.054/2μkmNormalcellB313915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz1.757/2μkmNormalcellB413915·2μ0.86/2μms2.16·2μMHz3.867/2μkmNormalcellC013915·2μ0.14/2μms2.16·2μMHz5.351/2μkmNormalCellC213915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz9.297/2μkmNormalCellPUSCH-物理層處理過(guò)程止于至善102波形：和PDSCH不同，PUSCH可支持2種波形CP-OFDM：多載波波形（Transformprecodingdisabled），支持多流MIMODFT-s-OFDM：?jiǎn)屋d波波形（Transformprecodingenabled），僅支持單流，提升覆蓋性能物理層處理過(guò)程：波形調(diào)制方式碼字?jǐn)?shù)層數(shù)RB資源分配峰均比PAPR應(yīng)用場(chǎng)景CP-OFDMQPSK、16QAM、64QAM、256QAM11~4連續(xù)/非連續(xù)高近、中點(diǎn)DFT-s-OFDMπ/2-BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM11連續(xù)低遠(yuǎn)點(diǎn)（通過(guò)較低的PAPR獲得功率回退增益）ScramblingScramblingModulationma