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5G NR基础参数及帧结构

發(fā)布時(shí)間：2024/4/17 编程问答 139 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 5G NR基础参数及帧结构小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

本篇主要講述5G的基礎(chǔ)知識(shí)——基礎(chǔ)參數(shù)及幀結(jié)構(gòu)

1、子載波間隔：

我們知道LTE中子載波間隔是固定的15kHz，但NR中采用了更加靈活的子載波間隔，如下表：

我們可以把它叫做numerology，也就是說NR中有5種不同的子載波間隔，每種子載波間隔給它起個(gè)編號，從0到4，對應(yīng)的子載波間隔分別是15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz。也就是說：

5G中子載波間隔是15kHz的2的冪次方倍的擴(kuò)展。這樣方便不同子載波間隔的OFDM符號在時(shí)域上可以實(shí)現(xiàn)幀對齊，這對于TDD來說比較重要。
相位噪聲和多普勒頻移決定了15kHz這個(gè)下限，過小的子載波間隔會(huì)對頻偏過于敏感，會(huì)導(dǎo)致不同子載波之間的正交性遭到破壞。
循環(huán)前綴CP決定了子載波間隔的最大值，因?yàn)樽虞d波間隔越大，OFDM符號時(shí)長越短，CP也就越短，CP的作用之一是抵抗多徑時(shí)延，CP要大于最大多徑時(shí)延，所以過短的CP會(huì)無法克服多徑時(shí)延。

2、幀結(jié)構(gòu)

LTE中每幀固定10ms，一幀中包含10個(gè)子幀，每個(gè)子幀1ms，一個(gè)子幀中固定有14個(gè)OFDM符號。NR中延續(xù)了LTE的幀長，主要是考慮到LTE還將長期存在，所以要考慮NR與LTE的兼容性。NR幀長10ms，包含10個(gè)子幀，每個(gè)子幀1ms，10個(gè)子幀前5個(gè)構(gòu)成前半幀，后5個(gè)構(gòu)成后半幀。
NR中子幀中包含的時(shí)隙個(gè)數(shù)與子載波間隔有關(guān)，不同子載波間隔情況下每個(gè)子幀中包含的時(shí)隙可以看前面那個(gè)表格，15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz子載波間隔下每個(gè)子幀分別包含1 2 4 8 16個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙中包含14個(gè)OFDM符號，但60kHz情況下的擴(kuò)展CP除外，因?yàn)?0kHz的子載波間隔可以配置擴(kuò)展CP，每個(gè)時(shí)隙中包含12個(gè)OFDM符號。在5種不同的子載波間隔中，60kHz不用于同步，240kHz不用于數(shù)據(jù)傳輸。
不同子載波間隔下，OFDM符號長度也不同。在時(shí)域上符號長度為T的子載波，通過傅里葉變換，在頻域就是一個(gè)sinc函數(shù)，該sinc函數(shù)會(huì)在頻率1/T處過0，而一個(gè)OFDM符號內(nèi)的各個(gè)子載波就相當(dāng)于是一個(gè)sinc函數(shù)在頻域上的平移，平移的量就是子載波間隔。所以想要不同的子載波正交，一個(gè)sinc函數(shù)的最高點(diǎn)就要出現(xiàn)在其他sinc函數(shù)的0點(diǎn)，那么符號長度T與子載波間隔u之間的關(guān)系為

所以不同子載波間隔下OFDM符號長度分別如下：

就以15kHz為例，OFDM符號長度為66.67微秒，14個(gè)OFDM符號總共14*66.67=0.93338ms，1個(gè)時(shí)隙長1ms，所以剩下的時(shí)間就是CP的時(shí)間。

3、時(shí)隙格式：

在LTE中，上下行的配置是以時(shí)隙也就是子幀為單位，下表是LTE TDD的7種配置，表中U表示上行子幀，D表示下行子幀，S表示特殊子幀，包含上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)，轉(zhuǎn)換周期是5ms或10ms。

在NR中，上下行配置是以符號為粒度，配置更加靈活。具體的配置過程如下：
①首先配置小區(qū)半靜態(tài)上下行配置
高層提供參數(shù)TDD-UL-DL-ConfigurationCommon，該參數(shù)中包含參考子載波間隔u（reference SCS configuration）和pattern1，pattern1中又包含

時(shí)隙配置周期（slot configuration period） P ms
下行時(shí)隙數(shù)Dslots（number of slots with only downlink symbols）
下行符號數(shù) Dsym（number of downlink symbols）
上行時(shí)隙數(shù)Uslots（number of slots with only uplink symbols）
上行符號數(shù)Usym（number of uplink symbols）
其中配置周期P=0.625ms僅對120kHz子載波間隔有效，P=1.25ms僅對60和120kHz子載波間隔有效，P=2.5ms僅對30 60和120kHz子載波間隔有效。那么一個(gè)配置周期就可以通過公式S=P*2u得知該周期包含多少時(shí)隙。在這些時(shí)隙中，前Dslots個(gè)時(shí)隙是下行時(shí)隙，接著是Dsym個(gè)下行符號，接著是Usym個(gè)上行符號，最后是Uslots個(gè)上行時(shí)隙。S個(gè)時(shí)隙中配置完上下行之后，剩下的就是靈活符號X。
如果參數(shù)同時(shí)給了pattern1和pattern2，則可以連續(xù)配置兩種不同的時(shí)隙格式，pattern2中的參數(shù)形式和pattern1類似。

②然后配置小區(qū)專用上下行配置
如果在①中配置的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提供了高層參數(shù) TDD-UL-DL-ConfigDedicated，那么該參數(shù)可以配置參數(shù)TDD-UL-DL-ConfigurationCommon配置的靈活符號。也就是說①中配置的上下行符號不可以改變，但靈活符號可以被TDD-UL-DL-ConfigDedicated重寫。
該參數(shù)提供一系列時(shí)隙配置，對于每個(gè)時(shí)隙配置，提供時(shí)隙索引slot index和符號配置，對于slot index指定的slot，其：

if symbols = allDownlink, all symbols in the slot are downlink
if symbols = allUplink, all symbols in the slot are uplink
if symbols = explicit, nrofDownlinkSymbols provides a number of downlink first
也就是說如果是explicit，那么參數(shù)nrofDownlinkSymbols 提供下行符號的數(shù)量，nrofUplinkSymbols 提供上行符號的數(shù)量，下行符號在最前面，上行符號在最后面，如果參數(shù)nrofDownlinkSymbols 未被提供，則沒有下行符號，如果nrofUplinkSymbols 未被提供，則沒有上行符號。配置完之后若還有剩余，則剩余的符號還是靈活符號X。②中的參考子載波間隔reference SCS configuration與①中相同。

③動(dòng)態(tài)DCI上下行配置
動(dòng)態(tài)DCI實(shí)現(xiàn)的上下行配置通過DCI format 2-0實(shí)現(xiàn)，或者直接通過DCI format 0-0 0-1 1-0 1-1的上下行數(shù)據(jù)調(diào)度直接實(shí)現(xiàn)。DCI format 2-0專門用作SFI指示。SFI主要根據(jù)單時(shí)隙可支持的時(shí)隙格式，實(shí)現(xiàn)周期的幀結(jié)構(gòu)配置，也就是從收到DCI format 2-0開始，持續(xù)PDCCH monitoring period個(gè)slot，這些slot都按照這個(gè)DCI中的SFI（slot format indicator）的指示來配置。單時(shí)隙支持的最大格式數(shù)為256個(gè)，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的格式為56個(gè)，可以直接參考協(xié)議38213 表11.1.1-1，下面截取表格的一部分：

如果上面的幾種情況有沖突時(shí)，覆蓋規(guī)則為：
①中配置的上下行不可改變，靈活符號可以被②或③改變；②中配置的上下行可以被③改變。
也就是說小區(qū)半靜態(tài)配置是一個(gè)框架性的結(jié)構(gòu)，小區(qū)專用上下行配置和DCI上下行配置是在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的靈活配置。當(dāng)基站希望采用更加固定的幀結(jié)構(gòu)時(shí)，小區(qū)半靜態(tài)上下行配置可以分配盡可能多的上下行符號，當(dāng)基站希望幀結(jié)構(gòu)更加靈活時(shí)，小區(qū)半靜態(tài)配置可以盡量多的留一些靈活符號。
被①和②配置為上行的符號，UE不希望后續(xù)DCI或高層信令指示來發(fā)送下行內(nèi)容，反之亦然。未被小區(qū)公共半靜態(tài)配置和小區(qū)專用半靜態(tài)配置配置為上下行的符號，當(dāng)DCI和高層指示不沖突時(shí)，若指示用作上行發(fā)送則進(jìn)行上行發(fā)送，指示為下行發(fā)送則進(jìn)行下行發(fā)送。如果高層指示為上行發(fā)送，但DCI指示為下行，則UE不進(jìn)行上行發(fā)送，反之亦然。如果高層指示為上行發(fā)送，DCI未做任何指示，則可以進(jìn)行上行發(fā)送，下行也一樣。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的5G NR基础参数及帧结构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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