5G帧结构解析5G帧结构解析
发布时间:2017-08-23 10:33:15
来源:网优雇佣军
标签:5G帧结构时延
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3GPP正在定义5G NR(New Radio)的物理层,相对于4G,5G最大的特点是支持灵活的帧结构。
WHY?
因为5G要支持更多的应用场景,其中,超高可靠低时延(URLLC)是未来5G的关键服务,需要比LTE时隙更短的帧结构。
这是怎样的一种帧结构呢?
1 Numerology
Numerology这个概念可翻译为参数集,大概意思指一套参数,包括子载波间隔,符号长度,CP长度等等。
5G的一...
5G帧结构解析
发布时间:2017-08-23 10:33:15
来源:网优雇佣军
标签:5G帧结构时延
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3GPP正在定义5G NR(New Radio)的物理层,相对于4G,5G最大的特点是支持灵活的帧结构。
WHY?
因为5G要支持更多的应用场景,其中,超高可靠低时延(URLLC)是未来5G的关键服务,需要比LTE时隙更短的帧结构。
这是怎样的一种帧结构呢?
1 Numerology
Numerology这个概念可翻译为参数集,大概意思指一套参数,包括子载波间隔,符号长度,CP长度等等。
5G的一大新特点是多个参数集(Numerology),其可混合和同时使用。Numerology由子载波间隔(subcarrier spacing)和循环前缀(cyclic prefix)定义。
在LTE/LTE-A中,子载波间隔是固定的15kHz,5G NR定义的最基本的子载波间隔也是15kHz,但可灵活可扩展。
所谓可灵活扩展,即NR的子载波间隔设为15*(2^m) kHz,m ∈ {-2, 0, 1, ..., 5},也就是说子载波间隔可以设为3.75kHz、7.5kHz、15kHz、30kHz、60kHz、120kHz...(如下表):
2 帧结构
对于5G帧结构,由固定结构和灵活结构两部分组成。
如上图,与LTE相同,无线帧和子帧的长度固定,从而允许更好的保持LTE与NR间共存。这样的固定结构,利于LTE和NR共同部署模式下时隙与帧结构同步,简化小区搜索和频率测量。
不同的是,5G NR定义了灵活的子构架,时隙和字符长度可根据子载波间隔灵活定义。
3 Mini-Slots
5G定义了一种子时隙构架,叫Mini-Slot。Mini-slots主要用于超高可靠低时延(URLLC)应用场景。
如上图(红色方框),Mini-Slot由两个或多个符号组成(待进一步研究),第一个符号包含控制信息。对于低时延的HARQ可配置于Mini-Slot上,Mini-Slot也可用于快速灵活的服务调度,估计仅一些5G 终端支持Mini-Slot。
4 同步信号
为了连接网络,5G UE需执行初始小区搜索,其主要目的:
?寻找信号最强的小区来连接
?获取系统帧timing,即帧的起始位置
?确定小区的PCI
?解调参考信号
为了支持小区搜索,需用到PSS(Primary Synchronization Signal,主同步信号)和SSS(Secondary Synchronization Signal,辅同步信号)。
PSS和SSS在同步信号块(Synchronisation Signal Block)里传输,与PBCH(物理广播信道)一起,配置于固定的时隙位置,如下图:
在初始小区搜索期间,UE通过匹配滤波器对接收信号和同步信号序列进行相关,并执行以下步骤:
1)发现主同步序列,获得符号和5ms帧timing。
2)发现辅同步序列,检测CP长度和FDD / TDD双工模式,并从匹配滤波器结果中获得准确的帧timing,从参考信号序列索引获取CI。
3)解码PBCH并获得基本的系统信息。
为了支持波束扫描,同步信号块被组织成一系列脉冲串(burst),并周期性发送。
5 PBCH(物理广播信道)
PBCH向UE提供基本的系统信息,任何UE必须解码PBCH上的信息后才能接入小区。
例如,PBCH提供的信息包括(待进一步讨论):
?下行系统带宽
?无线电帧内的定时信息
?同步信号脉冲发送的周期性
?系统帧号
?其他较高层信息(待进一步讨论)
其他广播信息被映射到共享信道上。
6 同步信号和PBCH的映射
目前,3GPP正在讨论同步信号和PBCH如何映射到物理资源。一种可能的映射如下图:
PSS/SSS/PBCH只有4个符号,这样可确保快速的获得时间。 PSS/SSS的保护带确保减少干扰。 所有5G UE都必须支持24个PRB的带宽。
同步信号块带宽取决于子载波间隔,如下图所示:
7 系统信息
系统信息获取采用分级的方式。 基本小区配置信息由PBCH提供,共享信道进一步提供更多的系统信息。完整的信息可以通过以下步骤获得:
1)UE读取提供基本小区配置的PBCH,并找到下行控制信道(其调度共享信道)。
2)UE读取为所有其他系统信息块提供调度信息的最小系统信息。
3)UE读取其他所需的系统信息。
4)UE请求系统信息,例如,仅与特定UE相关的系统信息。
参考:3GPP TS 38.201, TS 38.202, TS 38.211, TS 38.212, TS 38.213, TS 38.214, TS 38.215
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