1. Numerology

       NR基本的时间单位为Tc=1/(Δfmax⋅Nf)T_{c}=1/(\Delta f_{max}\cdot N_{f})Tc=1/(ΔfmaxNf),其中Δfmax=480∗103\Delta f_{max}=480\ast 10^{3}Δfmax=480103, Nf=4096N_{f}=4096Nf=4096。并且定义常数κ=Ts/Tc\kappa = T_{s} / T_{c}κ=Ts/Tc,其中Ts=1/(Δfref⋅Nf,ref)T_{s}=1/(\Delta f_{ref}\cdot N_{f,ref})Ts=1/(ΔfrefNf,ref)Δfref=15⋅103Hz\Delta f_{ref}=15\cdot 10^{3}\mathrm{Hz}Δfref=15103HzNf,ref=2048N_{f,ref}=2048Nf,ref=2048
       Numerology表示参数集,包括子载波间隔和循环前缀类型。对于子载波间隔,在LTE中,仅支持15kHz,在NR中,为了便于灵活配置以及适配不同的应用场景,NR支持5种类型子载波间隔(如下表),这也是NR和LTE在Numerology种最大的不同点。其中在6GHz以下频段(低频),将主要采用15kHz、30kHz和60kHz;在6GHz以上频段(高频),主要采用120kHz和240kHz的子载波间隔。采用更大的子载波间隔,时域符号的长度也会缩短,能有效的改善数据传输时延,适用于诸如URLLC之类的场景。

μ\muμ Δf=2μ⋅15(kHz)\Delta f=2^{\mu}\cdot15(k\mathrm{Hz})Δf=2μ15(kHz) 循环前缀
0 15 正常
1 30 正常
2 60 正常,扩展
3 120 正常
4 240 正常

       在表中可以看出,除了60kHz以外,其他子载波间隔均采用Normal CP。这是因为Extend CP的开销相对较大,因此仅有限支持Extend CP这一特性,以便支持某些特定的场景。

2. 帧结构

       5G NR采用10ms的帧长度,每个帧包括10个子帧,其中5个子帧组成一个半帧,编号0-4的子帧为第一个半帧,编号5-9为第二个半帧。

       NR的基本帧结构以时隙为基本粒度,在Normal CP的情况下,一个slot包括14个时域符号,在Extend CP的情况下,一个slot包括12的时域符号。

       下表为Normal CP长度,不同子载波间隔下,每帧和每子帧包含的时隙数

μ\muμ NsymbslotN_{symb}^{slot}Nsymbslot Nslotframe,μN_{slot}^{frame, \mu}Nslotframe,μ Nslotsubframe,μN_{slot}^{subframe, \mu}Nslotsubframe,μ
0(15kHz) 14 10 1
1(30kHz) 14 20 2
2(60kHz) 14 40 4
3(120kHz) 14 80 8
4(240kHz) 14 160 16

       下表为Extend CP长度,不同子载波间隔下,每帧和每子帧包含的时隙数

μ\muμ NsymbslotN_{symb}^{slot}Nsymbslot Nslotframe,μN_{slot}^{frame, \mu}Nslotframe,μ Nslotsubframe,μN_{slot}^{subframe, \mu}Nslotsubframe,μ
2 12 40 4

       一个时隙中的OFDM符号可以分为三种类型:下行(用‘D’表示Downlink);灵活(用‘X’表示Flexible);上行(用‘U’表示Uplink)。5G NR中的上下行是以OFDM符号为最小单位配置的。在下行时隙中,UE应假定下行传输仅发生在下行或者灵活符号,而在上行时隙中,UE应假定下行传输仅发生在上行或者灵活符号。
       5G NR的帧结构配置不再沿用LTE阶段采用的固定帧结构方式,而是采用半静态无线资源控制(RRC, Radio Resource Control)配置和动态下行控制信息(DCI, Downlink Control Information)配置结合的方式进行灵活配置。前者从网络架构上更易于统一规划,并且在某些场景下有利于终端省电;后者可以更灵活的支持业务需求,提高网络的动态性以及利用率。在实际中需要采取哪种帧结构,是要根据场景,业务需求综合考虑。

3 天线端口

       在38.211协议中,天线端口定义为在同一个天线端口上,传输某一符号的信道可以从传输另一个符号的信道推知。天线端口是一种逻辑上的概念,本质是为了辅助接收机进行信号解调,天线逻辑端口是物理信道或物理信号的一种基于空口环境的标识,相同的天线逻辑端口信道环境变化一样,接收机可以据此进行信道估计从而对传输信号进行解调。例如在5G NR中,UE可以根据与天线端口相关的DMRS进行下行共享信道(PDSCH, Physical Downlink Share Channel)的信道估计。

  • 参考文献
    [1] 5G系统设计及国际标准
    [2] 3GPP 5G协议 38.211
    [3] 5G帧结构分析
    [4] 5G天线端口的故事
Logo

有“AI”的1024 = 2048,欢迎大家加入2048 AI社区

更多推荐