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5G無線幀結(jié)構(gòu)與空口物理層資源



1. 子載波間隔 Numerology - Subcarrier Spacing 


在載波間隔subcarrier spacing和時域的符號長度symbol length方面,5G和LTE比起來有了根本性的不同,最顯著的不同是5G NR將采用多個不同的載波間隔類型,而LTE只是用單一的15kHz的載波間隔。5G NR將采用u(讀miu,四聲)這個參數(shù)來表述載波間隔,比如u=0代表等同于LTE的15kHz,其他的各項配置如下圖所示:


 2. 取樣時間 Numerology - Sampling Time


 5G NR采用的采樣時間(unit time)如下所示:


3. 5G 無線幀結(jié)構(gòu) Radio Frame Structure


和如上所述的思路類似,5G NR采用多類物理層配置(比如子幀間隔的種類),而且無線幀結(jié)構(gòu)的定義也根據(jù)這些不同而有了多種不同類型。但是需要強(qiáng)調(diào)的是,5G NR所采用的無線幀radio frame length和子幀長度subframe length和LTE都是相同的。無線幀長度還是10ms,子幀長度仍然定義為1ms。


那下一步就需要用不同的配置來容納這些變化了的部分,實際采用的方法是在單一的子幀subframe中放入和LTE不同數(shù)量的時隙slots。同時還定義了另一個變化的部分,那就是在每個時隙上定義了不同數(shù)量的符號symbol(根據(jù)不同的slot configuration type的不同而有所變化)。


比如時隙類型0(slot configuration 0),每個時隙上的符號數(shù)量是14,而對于實習(xí)類型1(slot configuration 1),符號數(shù)量則一直是7。


下面我們一一學(xué)習(xí)5G NR采用的各類無線幀結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容:


< slot="" configuration="0," numerology="0">


在這個配置中,每個subframe只有1個時隙slot,也就是意味著每個無線幀包含10個slots,一個slot的OFDM符號數(shù)目是14。


< slot="" configuration="0," numerology="1">


在這個配置中,每個subframe只有2個時隙slot,也就是意味著每個無線幀包含20個slots,每個slot的OFDM符號數(shù)目是14。



< slot="" configuration="0," numerology="2">


 在這個配置中,每個subframe有4個時隙slot,也就是意味著每個無線幀包含40個slots,每個slot的OFDM符號數(shù)目是14。



< slot="" configuration="0," numerology="3">


 在這個配置中,每個subframe有8個時隙slot,也就是意味著每個無線幀包含80個slots,每個slot的OFDM符號數(shù)目是14。 



< slot="" configuration="0," numerology="4">


 在這個配置中,每個subframe有16個時隙slot,也就是意味著每個無線幀包含160個slots,每個slot的OFDM符號數(shù)目是14。



< slot="" configuration="0," numerology="5">


在這個配置中,每個subframe有32個時隙slot,也就是意味著每個無線幀包含320個slots,每個slot的OFDM符號數(shù)目是14。



< slot="" configuration="1," numerology="0">


在這個配置中,每個subframe有2個時隙slot,也就是意味著每個無線幀包含20個slots,每個slot的OFDM符號數(shù)目是7。 



< slot="" configuration="1," numerology="1">


在這個配置中,每個subframe有4個時隙slot,也就是意味著每個無線幀包含40個slots,每個slot的OFDM符號數(shù)目是7。



< slot="" configuration="1," numerology="2">


在這個配置中,每個subframe有8個時隙slot,也就是意味著每個無線幀包含80個slots,每個slot的OFDM符號數(shù)目是7。



4. 資源柵格 Resource Grid


NR的資源柵格如下圖所示,單從圖上看它和LTE的資源柵格非常相似。但是NR的物理維度根據(jù)numerology的不同而變化了很多。例如這些維度可以是比如子載波間隔subcarrier spacing, 每個無線幀包含的OFDM符號數(shù)量等。


上下行的各自的最大RB數(shù)和最小RB數(shù)定義如下:(這個和LTE不同)


下面這個表格將上面的Table 4.4.2-1轉(zhuǎn)換成了頻帶帶寬。從這個表格中可以看到支持單載波情況下的UE和gNB需要最大的RF帶寬。



5. PSS/SSS/PBCH


NR中的PSS,SSS和PBCH在相同的4個符號塊中傳送,如下圖所示:

頻域資源分配< frequency="" domain="" resource="" allocation=""> 

< 38.211-="" table="" 7.4.3.1-1:="" resources="" within="" an="" ss/pbch="" block="" for="" pss,="" sss,="" pbch,="" and="" dm-rs="" for="" pbch="">


上表可以通過資源柵格來標(biāo)示如下,需要注意的是PBCH DMRS的位置隨變量v變化,而v依賴于所使用的Physical Cell ID(PCI)。



時域資源分配< time="" domain="" resource="" allocation="">

下表指示了傳送SS/PBCH的第一個OFDM符號號碼,基于TS38.213-4.1 cell search。



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