1?OFDM

????????正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術，實際上OFDM是MCM(Multi Carrier Modulation，多載波調制)的一種。通過頻分復用實現高速串行數據的并行傳輸, 它具有較好的抗多徑衰弱的能力，能夠支持多用戶接入。其調制和解調是分別基于IFFT和FFT來實現的（頻域→ 時域→ 頻域）。

? ? ? ? 詳細見OFDM符號介紹和OFDM的基本原理。

2 參數集（Numerologies）

????????子載波間隔（subcarrierSpacing,SCS）配置（）和循環前綴（cyclicPrefix,CP）由高層參數給定，如下表。

Table 4.2-1: Supported transmission numerologies.

	? ? ? [ kHz ]	Cyclic prefix
0	15	Normal
1	30	Normal
2	60	Normal, Extended
3	120	Normal
4	240	Normal

? ? ? ? 問：NR中，為什么擴展CP只出現在子載波間隔為60khz處？

? ? ? ? 答：多路徑傳輸造成符號間干擾（ISI），循環前綴就是作為緩沖區或保護區，保護OFDM信號不受符號間干擾（影響）。普通循環前綴對大多數場景已足夠，而擴展循環前綴主要針對延遲特別大的場景。FR1對應的子載波間隔配置為15khz、30khz和60khz；FR2對應的子載波間隔配置為60khz和120khz。首先擴展CP有需求，其次只有60k的支持擴展CP估計是綜合考慮應用場景（適用于FR1和FR2）和數學模型的結果。

? ? ? ? 補充概念：

? ? ? ? ? ? ? ? ①5G三大應用場景：eMBB（Enhanced Mobile Broadband，增強移動寬帶）、URLLC（ultra-reliable & low-latency communication，超高可靠低時延通信）、mMTC（massive Machine Type of Communication，海量機器類通信）。

? ? ? ? ? ? ? ? ②Sub6G是一段5G頻段，工作頻率在6000MHz（6G）以下的頻段。mmWave又稱毫米波，頻段在24GHz以上。

3 幀結構（Frame structure）

? ? ? ?定義：

????????????????，其中Hz，；

????????????????，其中，Hz，。

????????幀（frame）時長

? ? ? ? 子幀（subframe）時長

? ? ? ? 1 frame = 2 half-frame = 10 subframe?

? ? ? ? 每子幀中的時隙（slot）數、每時隙中連續的OFDM符號數取決于下二表給出的循環前綴：

Table 4.3.2-1: Number of OFDM symbols per slot, slots per frame, and slots per subframe for normal cyclic prefix.

0	14	10	1
1	14	20	2
2	14	40	4
3	14	80	8
4	14	160	16

Table 4.3.2-2: Number of OFDM symbols per slot, slots per frame, and slots per subframe for extended cyclic prefix.

2	12	40	4

? ? ? ? 每子幀中連續OFDM符號（symbol）數為

? ? ? ? 3.1 Mini-Slot介紹

? ? ? ? ? ? ? ? Slot是5G NR網絡標準的調度單元或傳輸時間間隔（Transmission Time Interval，TTI）。

? ? ? ? ? ? ? ? 5G NR網絡中數據傳輸可以從時隙內的任一OFDM符號開始直至最后一個保持通信所需的符號（2、7或7個符號長度），這就是“Mini-Slot”的概念。與Slot不同，Mini-Slot與幀結構沒有固定關系，這樣不用等待時間輪循，可不受幀結構限制直接調度。

????????????????Mini-Slot有利于低延遲的數據通信，最大限度減少對其他射頻鏈路的干擾。

4 物理資源

? ? ? ? ?4.1?資源單元（RE）

????????????????Resource Element用索引對唯一標識，其中k是頻率索引，l是時域中相對于某個參考點的符號位置索引。該RE對應于物理資源和復數值。

? ? ? ? ?4.2?資源單元組（REG）

????????????????Resource Element Group在頻域上包含個連續的子載波，時域上包含1個OFDM符號。

????????4.3?資源塊（RB）

????????????????Resource Block在頻域上包含個連續的子載波，時域上未定義。

? ? ? ? ? ? ? ? 4.3.1 Point A

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 用作資源格的公共參考點，位置可從以下獲得：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ①offsetToPointA：這個參數定義了Piont A與頻率最低點之間的頻率偏差。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ②absoluteFrequencyPointA：直接定義了Piont A的頻率，單位是ARFCN。?

? ? ? ? ? ? ? ? 4.3.2 公共資源塊（CRB）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在參數Numerology 給定的情況下，每個RE所在的CRB（Common Resource Block）標號為。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 可以這樣理解：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ①對于一個載波帶寬（Carrier Bandwidth），CRB的標號從0遞增，一個PRB對應著一個CRB。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ②CRB0的子載波（SC，1個SC對應1個RE）0的中心即為Point A。

? ? ? ? ? ? ? ? 4.3.3 物理資源塊（PRB）

????????????????????????Physical Resource Block是L1物理層時頻資源概念。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? PRB標號在如下關系中：

????????????????????????????????????????

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 注意：

????????????????????????????????①只在BWP中定義，且在每個BWP中從0標號遞增。

????????????????????????????????②是部分載波帶寬i（BWP）中PRB0相對于CRB0的RB標號。

????????????????????????圖中CRB(Carrier Resource Block)可以理解為一種全局編號的資源塊，它對整個工作帶寬進行編號；PRB(Physical Resource Block)可以理解為一種局部編號的資源塊，它僅對BWP內的資源塊進行編號。

? ? ? ? ? ? ? ? 4.3.4 虛擬資源塊（VRB）

????????????????????????Virtual Resource Block是L2 MAC層時頻資源概念。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? VRB標號在BWP內定義，計數在0到。

????????????????????????基站一般通過VRB給UE指示資源信息，具體的物理資源映射需要計算通過VRB映射到對應PRB后才能得到，一般集中式的表示一個用戶的資源占用連續的RB，分布式表示一個用戶占用帶寬上不連續的RB資源，提高系統的頻率分集增益，提高抗干擾能力。

? ? ? ? ? ? ? ? 4.3.5 交錯資源塊（IRB）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 定義參數interlace ，其中M由下表關系所得：

?Table 4.4.4.6-1: The number of resource block interlaces.

	M
0	10
1	5

????????????????????????此外Interlaced Resource Block標號。

????????????????????????IRB的CRB標號關系式如下：????????????? ? ?????????????????????????????????

????????????????????????

????????????????????????????????? ?

????????????????????????????????? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ????????????????????????

????????????????????????其中，，。

? ? ? ? 4.4 載波帶寬分塊（BWP）? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.4.1 BWP的定義和特點? ? ? ? ? ? ? ? ?

????????????????????????????????Bandwidth part定義為核心網配置給UE的一段連續的帶寬資源，即為一個載波內連續的多個資源塊(RB,Resource Block)的組合，可實現網絡側和UE側靈活傳輸帶寬配置。簡單的來看就是把一個帶寬的載波分割成幾個BWP，每個BWP包含一段連續的物理資源塊(PRB)。

????????????????根據配置場景，BWP可以分為以下4類：

????????????????①初始BWP
????????????????????????UE在初始接入階段使用的BWP，通過系統消息SIB1或者RRC重配置消息通知給UE。
????????????????②專用BWP
????????????????????????UE在RRC連接態配置的BWP，一個UE在每個載波上最多配置4個BWP。
????????????????③激活BWP
????????????????????????UE在RRC連接態某一時刻激活的BWP，是專用BWP中的一個，UE在RRC連接態某一時刻只能激活一個專用BWP。
????????????????④缺省BWP
????????????????????????UE在RRC連接態時，當BWP的bwp-inactivityTimer超時后UE所工作的BWP，也就是專用BWP中的一個，通過RRC信令指示哪一個專用BWP作為缺省BWP。

????????????????BWP具有以下4個特點：
????????????????①UE可以配置多個BWP，但同時只能激活一個。
????????????????②不同BWP可以使用不同的參數集（SCS和CP）。也就是說不同BWP可以針對不同的業務使用的子載波間隔
????????????????③PRB在BWP范圍內定義。
????????????????④不同UE可以配置不同的BWP，UE的所有信道資源均配置在BWP內進行分配和調度，也即UE在激活的BWP范圍內收發消息。

????????????????引入BWP的5個目的：
????????????????①LTE中，所有UE都能支持最大載波帶寬20MHz,但是NR的最大載波帶寬可達100MHz(FR1)或400MHz(FR2),若讓所有的UE都支持如此大的帶寬顯然不合理，由此引入的BWP可以讓NR對接收機帶寬小于整個載波帶寬的UE提供支持。
????????????????②UE工作在較大載波帶寬時耗電，因此可以通過在不同大小的BWP之間轉換和自適應以降功耗。(類似于載波關斷)
????????????????③通過切換BWP可以變換空口參數集，以滿足不同的業務場景。(不同的子載波間隔)
????????????????④載波中可以配置不連續的頻段。（充分利用頻段資源）
????????????????⑤載波中可以預留頻段，用于支持尚未定義的傳輸格式。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.4.2 BWP的頻率位置

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 如下圖所示：

????????????????????????????

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ? ? ? ? ? 補充RRC介紹：

????????????????????????RRC(Radio Resource Control, 無線資源控制)，是整個無線通信協議棧接入層的消息配置中心以及控制中心，其重要性不言而喻 。

????????????????????????首先，可將RRC層理解為網絡和UE都應該理解的通用語言。如你所知，UE和網絡之間是通過無線信道進行通信的。通信的最終目標是在通信雙方之間交換數據(用戶數據)，要做到這一點有很多事情(尤其是很多下層問題)需要共同配置。在低端通信系統的情況下，這些通用配置是在產品投放市場之前完成的，一旦發布，這些配置就不會更改。但是，在許多高端通信系統(例如，蜂窩通信)中，這些配置應動態地改變，以在通信時獲得最佳配置。然而，問題在于，通信雙方如何就這些通用配置達成協議?為此，我們需要一種特殊的控制機制來在通信雙方之間交換有關這些配置的信息。該控制機制的最終實現稱為RRC。

????????????????????????其次，每個通信方(網絡和UE)的RRC的另一個主要作用是充當每個系統內所有較低層的控制中心。UE或基站內所有較低層的集合稱為“無線資源”(即，使無線通信成所需的資源)。那么，RRC的主要作用是給其下層(PHY，MAC，RLC，PDCP)控制或配置所有無線資源，從而可以使得在UE與基站(例如，gNB，eNB，NB，BTS等)之間進行通信。

? ? ? ? 4.5?資源柵格（RG）

????????????????Resource Grid由個子載波和個OFDM符號定義，其中表示DL/UL，由下表給定。每個天線端口p，每個子載波間隔配置μ以及每個傳輸方向（上行或下行）對應一個資源格。

????????4.6 天線端口

????????????????同一天線端口（antenna port）p上，某一符號的信道可以由另一符號的信道推知。

????????????????antenna port主要是物理層預處理過程的概念，是一個邏輯概念，跟物理天線端口不一定一一對應，其主要作用是表征無線信道(Radio Channel)狀態，也就是凡是從相同port發出來的數據經歷(Propagate)的信道狀況都是相同的。

????????????????跟某個Antenna Port相關聯的所有信號/數據都在完全相同的天線配置上傳輸，并且端口會有專門的參考信號配置，因為接收端需要參考信號來估計信道，從而能解析該端口上傳輸的數據。

? ? ? ? ? ? ? ? 換句話說，每個單獨的下行鏈路傳輸都是從特定的天線端口發送的，UE的身份是已知的，并且當且僅當它們是從特定的天線端口發送的，UE才能假設兩個發送的信號已經經歷了相同的無線信道，即為相同的邏輯天線端口（也就是只要是不同的信號經過相同的信道，就認為經歷了相同的邏輯天線端口）。

????????????????在實踐中，至少用于下行鏈路傳輸的每個天線端口都可以聲明為對應于特定參考信號。UE接收機可以假設該參考信號可以用于估計與特定天線端口相對應的信道。UE還可以使用參考信號來推導出與天線端口有關的信道狀態信息。下面列出了3gpp規范38.211中針對5G NR定義的天線端口集：

????????????????下行鏈路

????????????????PDSCH（Dwonlink共享信道）：天線端口從1000開始（1000系列）
????????????????PDCCH（控制信道）：從2000年開始的天線端口（2000系列）
????????????????CSI-RS（信道狀態信息）：天線端口從3000開始（3000系列）
????????????????SS塊/ PBCH（廣播頻道）：從4000開始的天線端口（4000系列）

????????????????上行鏈路

????????????????PUSCH / DMRS（上行共享信道）：天線端口從1000開始（0系列）
????????????????SRS，預編碼的PUSCH：從1000開始的天線端口（1000系列）
????????????????PUCCH（上行控制信道）：從2000年開始的天線端口（2000系列）
????????????????PRACH（隨機訪問）：從4000開始的天線端口（4000系列）

????????????????如上所示，天線端口編號中有一個定義的結構，以便用于不同目的的天線端口必須具有不同范圍內的編號。例如，以1000開頭的下行鏈路天線端口用于PDSCH。PDSCH的不同傳輸層可以使用此系列中的天線端口，例如用于兩層PDSCH傳輸的1000和1001。

????????????????應當注意，天線端口是抽象概念，其不一定對應于特定的物理天線端口。天線端口到物理天線的映射由波束形成控制，因為某些波束需要在某些天線端口上傳輸信號以形成所需波束。因此，有可能將兩個天線端口映射到一個物理天線端口，或者將一個天線端口映射到多個物理天線端口。

????????????????若在一個天線端口上傳輸的某一符號的信道的大尺度特性，可以從另一個天線端口上傳輸的某一符號的信道推知，則這兩個天線端口被稱為是準共定位（quasi co-located，QCL）的。大尺度特性包括一個或多個時延擴展，多普勒頻移，平均增益，平均時延，空間Rx參數。

? ? ? ? 4.7 載波聚合（CA）

? ? ? ? ? ? ? ? 多個小區的傳輸可以被聚合起來，除了主小區之外最多可聚合15個次級小區。除非另有說明，本規范中的描述適用于多達16個服務小區中的每一個。

????????????????對于具有未對齊幀邊界的小區的載波聚合（carrier aggregation），PCell/PScell和SCell之間的CA時隙偏移由SCell的更高層參數ca-SlotOffset確定。該數量被定義為分別為PCell/PSCell和SCell配置的較高層參數scs-SpecificCarrierList給出的子載波間隔中最低子載波間隔配置的最大值。

????????????????CA技術可以將多個成員載波（ComponentCarrier，CC）聚合在一起，實現更大的的傳輸帶寬，有效提高了上下行傳輸速率，如下圖所示。終端根據自己的能力大小決定最多可以同時利用幾個載波進行上下行傳輸。

????????????????根據聚合載波所在的頻段，載波聚合可以分為：頻段內（intra-band）載波聚合和頻段間（inter-band）載波聚合。同頻段內的載波聚合，可以分為連續的和非連續的載波聚合。頻段間的載波聚合是聚合2個或以上不同頻段的載波，這會帶來射頻實現的復雜性。如果是不同制式的，比如TDD和FDD頻段之間的載波聚合，實現會更為復雜。

? ? ? ? ? ? ? ? 略。

5 通用函數

? ? ? ? 5.1 調制映射器（Modulation mapper）

????????????????調制映射器采用二進制0或1作為輸入，產生復值調制符號作為輸出。

? ? ? ? ? ? ? ? 見：pi/2 BPSK和QPSK調制星座圖

? ? ? ? 5.2 序列生成（Sequence generation）

? ? ? ? ? ? ? ? 5.2.1 偽隨機序列生成（Pseudo-random sequence generation）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 背景知識見https://blog.csdn.net/Jackiezhang1993/article/details/123881396?。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 通用偽隨機序列由長度為31的Gold序列定義，輸出長度為序列出，?其中。表示如下：?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?其中：

????????????????????????????????；

????????????????????????????????第一個m序列的初始值，特征多項式為；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二個m序列的初始值取決于序列的具體應用，其特征多項式為。

6 NR信道結構

邏輯信道類型	NR邏輯信道	方向
控制信道	廣播控制信道（BCCH）	D
	尋呼控制信道（PCCH）	D
	公共控制信道（CCCH）	U/D
	專用控制信道（DCCH）	U/D
業務信道	專用業務新信道（DTCH）	U/D

傳輸信道類型	NR傳輸信道
下行傳輸信道	廣播信道（BCH）
	尋呼信道（PCH）
	下行共享信道（DL-SCH）
上行傳輸信道	隨機接入信道（RACH）
	上行共享信道（UL-SCH）

????????

7 上下行物理信道和物理信號

? ? ? ? 5G NR物理信道和LTE物理信道有一些不同。以下是NR物理層和LTE 物理層的差異。

• NR沒有CRS(小區特定的參考信號，Cell Specific Reference Signal)，減少了物理資源的開銷，避免了小區間CRS干擾，提升了頻譜效率。
• NR相對于LTE，刪減了PCFICH，PHICH信道。
• 新增上行和下行PT-RS參考信號，用于高頻場景下相位對齊。
• NR PDCCH和PDSCH增加了DMRS，用于終端解調。

參考5G-NR物理信道與調制v1.1.0。

5g nr物理層主要參數介紹見射頻工程師關注的5G NR空口物理層主要參數摘要解讀。

參考NR中關于RE、RB、CRB、PRB、VRB、REG、RBG、CCE等概念。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的5G NR协议学习--TS38.211主要参数解读的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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