5G NR 基础参数 及接入设计 |
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2.4 NR 标准体系架构介绍
第3章 5G NR 基础参数及接入设计
本章主要介绍 NR 基础参数配置和接入相关设计。其中 3.1 节就 NR 一些基础系统参数和概念,以及基础帧结构的设计及配置方式进行介绍。3.2 节就 UE 接入相关的设计进行分析,包括小区搜索过程、下行同步信号相关设计及随机接入信道设计。 3.1 基础参数及帧结构 3.1.1 基础参数NR 基本时间单元为 T fN c max f =Δ ⋅ 1 ( ) ,其中 3max Δ= × f 480 10 , f N = 4096 。并定义常数κ = ΔfmaxNf (Δfref Nf,ref ) = 64 ,其中 3ref Δ =× f 15 10 Hz , f,ref N = 2048。NR 中最基本的资源单位为 RE(Resource Element,资源单元),代表频率上一个子载波及时域上一个符号。RB(Resource Block,资源块)为频率上连续 12 个子载波。NR 支持 5 种子载波间隔配置,具体配置如表 3.1 所示[1]。6GHz 以下频段将主要采用15kHz、30kHz、60kHz 三种子载波间隔,而 6GHz 以上主要采用 120kHz 及以上的子载波间隔。 NR 采用 10ms 的帧长度,一个帧中包含 10 个子帧。5 个子帧组成一个半帧,编号 0~4的子帧和编号 5~9 的子帧分别处于不同的半帧。NR 的基本帧结构以时隙(slot)为基本颗粒度。正常 CP 情况下,每个时隙包含14 个符号,扩展 CP 情况下每个时隙含有 12 个符号。当子载波间隔变化时,时隙的绝对时间长度也随之改变,每子帧内包含的时隙个数也有所差别。表 3.2 和表 3.3 给出不同子载波间隔时,时隙长度以及每帧和每子帧包含时隙个数的关系。可以看出,每帧所包含的时隙是 10 的整数倍,随着子载波间隔加大,每帧/子帧内的时隙数也增加。 4. 帧结构决定过程根据优先级规则,基站进行小区级及 UE 侧的帧结构配置。小区级的半静态配置提供基础的框架性结构,UE 专用半静态配置和 DCI 级别配置在小区及半静态配置基础上进行进一步的灵活配置。当基站希望采用固定的帧结构时,小区半静态配置可以分配尽量多的固定上行与下行符号;而基站希望进行更动态的帧结构分配时,小区半静态配置可以分配更多的灵活符号,通过 SFI 及 DCI 调度等方式实现更多符号的动态使用。当系统配置了 RRC 参数后,帧结构的确定主要分为两种情况:没有 SFI 配置时帧结构决定和有 SFI 配置时帧结构决定。(1)没有 SFI 配置时帧结构决定UE 按照上下行公共配置信息来配置上下行时隙格式。如果上下行公共配置参数集 2存在,按照上下行公共配置参数集 2 配置两个时隙周期的格式。如果上下行专用配置存在,按照上下行专用配置来配置上下行公共配置信息或上下行公共配置参数集 2 中的灵活符号部分。其中由上下行公共配置、上下行公共配置参数集 2 或上下行专用配置确定为下行的符号,UE 考虑用作接收。而由上下行公共配置、上下行公共配置参数集 2 或上下行专用配置确定为上行的符号,UE 考虑用作发送。被配置为上行的符号,UE 不希望被后续的 DCI 或者高层信令配置进行 PDSCH、PDCCH 和 CSI-RS 的接收;而被配置为下行的符号,UE 不希望被后续的 DCI 或者高层信令配置进行 PUCCH、PUSCH、SRS或者 PRACH 的发送。没被上下行公共配置、上下行公共配置参数集 2 或上下行专用配置确定为配置的部分需要考虑如下情况。 当 UE 收到 DCI 或者高层配置的 PDSCH 或者 CSI-RS 接收指示时,进行 PDSCH或者 CSI-RS 的接收。 当 UE 收到 DCI 或者高层配置的 PUSCH、PUCCH、PRACH 或者 SRS 发送指示时,进行 PUSCH、PUCCH、PRACH 或者 SRS 发送。 如果 UE 收到高层指示进行 PDCCH、PDSCH 或者 CSI-RS 接收,当 DCI 并没有指示在这些符号进行上行 PUSCH、PUCCH、PRACH 或者 SRS 发送时,UE 进行PDCCH 和 PDSCH 的接收。否则,UE 不进行 PDCCH 和 PDSCH 的接收。 如果 UE 收到高层配置的类型 0 的 SRS、PUCCH、PUSCH 或者 PRACH 发送,当 DCI 没有指示在这些符号进行 PDSCH 或 CSI-RS 接收时,UE 进行类型 0 的 SRS、PUCCH、PUSCH 或者 PRACH 发送,否则 UE 不进行类型 0 的 SRS、PUCCH、PUSCH或者 PRACH 的发送。 还有一些情况,标准也进行了专门规定:对于被配置为接收 SS/PBCH 的符号,不能用于上行 PUSCH、PUCCH、PRACH 或者 SRS 的发送。如果通过 DCI 格式 1_1 给 UE分配了多时隙的 PDSCH 接收,而里面任何一个时隙中如果有符号被上下行公共配置、上下行公共配置参数集 2 或上下行专用配置等信号配置为上行,那么 DCI 调度的该时隙不用作 PDSCH 接收。如果通过 DCI 格式 0_1 给 UE 分配了多时隙的 PUSCH 发送,而里面任何一个时隙中如果有符号被上下行公共配置、上下行公共配置参数集 2 或上下行专用配置等信号配置为下行,那么 DCI 调度的该时隙不用作 PUSCH 发送。(2)有 SFI 配置时帧结构决定由 SFI 分配为上行的符号,不应被用于其他 DCI 格式调度用作 PDSCH 或者 CSI-RS的接收。由 DCI 格式 2_0 分配为下行的符号,也不应被其他 DCI 格式调度用作 PUSCH、PUCCH、PRACH 或者 SRS 发送。被高层信令上下行公共配置、上下行公共配置参数集 2 或上下行专用配置等信号配置为上行或者下行的符号,UE 不希望被 SFI 配置为相反方向或者灵活符号。被高层信令上下行公共配置、上下行公共配置参数集 2 或上下行专用配置等信号配置为灵活符号或者未配置的符号,需要考虑如下情况。 只有当 SFI 指示为下行时,如果一个或者多个符号配置为 PDCCH 监测,UE 进行 PDCCH 的接收。 对 SFI 指示为灵活的符号,可以由 DCI 调度进行 PDSCH 或者 CSI-RS 的接收,也可以由 DCI 调度进行 PUSCH、PUCCH、PRACH 或者 SRS 的发送。 SFI 指示为灵活的符号,UE 认为这些符号为保留符号,不进行发送或者接收。 高层触发的 type 0 SRS、PUCCH、免调度 PUSCH 或者 PRACH 只在 SFI 配置为上行的符号进行发送。对于上下行公共配置、上下行公共配置参数集 2 或上下行专用配置等信号配置为灵活符号或者未配置的符号,当 UE 被配置为监测 SFI,但是又没有监测到 SFI 时,需要考虑如下情况。 UE 继续进行 SFI 的监测,直到下一个 SFI 的监测周期。 如果 UE 被配置了高层触发的 type 0 SRS、PUCCH、免调度 PUSCH 或者 PRACH,在下一个 SFI 监测周期之前,上述操作被取消。 如果在下一个 SFI 监测周期之前,UE 被高层信令配置了 CSI-RS 或者 SPS PDSCH的接收,UE 也不进行 CSI-RS 和 SPS PDSCH 接收。如果 UE 在被高层信令配置进行 type 0 SRS、PUCCH、免调度 PUSCH 或者 PRACH的符号有一部分被 SFI 指示为下行或者灵活的符号,那么 UE 在承载 SFI 的控制资源集合的最后一个符号开始到N2 间的这段时间内的上行发送不会被取消,而在之后的发送将被取消,其中 N2 是 PUSCH 反馈时间指示能力,在规范 38.214[6]中给出。如果高层信令配置了 CSI-RS 或 PDSCH 的接收,UE 只有在检测到 SFI 指示为下行的符号时才进行 CSI-RS 和 PDSCH 的接收。如果高层信令配置了 type 0 SRS、PUCCH、免调度 PUSCH 或者 PRACH 的发送,UE 检测到 SFI 指示为上行的符号或者在有一部分被 SFI 指示为下行或者灵活的符号时,处于从承载 SFI 的控制资源集合的最后一个符号开始到 N2 间的这段时间内的符号,进行type 0 SRS、PUCCH、免调度 PUSCH 或者 PRACH 的发送。如果 UE 没有检测到 SFI 指示一个时隙中的若干符号为灵活或者上行符号,那么 UE假设配置给 UE 做 PDCCH 监测的处于控制资源集合内的符号为下行符号。对于上下行公共配置、上下行公共配置参数集 2 或上下行专用配置等信号配置为灵活符号或者未配置的符号,但是 UE 又没有监测到 SFI 时,需要考虑如下情况。 UE 收到 DCI 指示或者高层信令配置的 PDSCH 或者 CSI-RS 接收,UE 进行相应的接收操作。 UE 收到 DCI 指示或者高层信令配置的PUSCH、PUCCH、PRACH 或者 SRS 发送,UE 进行相应的发送操作。 当 UE 由高层信令配置进行 PDCCH、PDSCH 或者 CSI-RS 接收,而 DCI 没有配置 UE 进行 PUSCH、PUCCH、PRACH 或者 SRS 的上行发送时,UE 进行与高层配置相应的 PDCCH、PDSCH 或 CSI-RS 接收,否则,UE 将不进行 PDCCH、PDSCH 或 CSI-RS接收,而进行 PUSCH、PUCCH、PRACH 或者 SRS 的上行发送。 当 UE 由高层信令配置进行 type 0 SRS、PUCCH、免调度 PUSCH 或者 PRACH发送,而 DCI 没有配置 UE 进行 PDSCH 或者 CSI-RS 接收时,UE 进行与高层配置相应的 type 0 SRS、PUCCH、免调度 PUSCH 或者 PRACH 发送。否则,UE 将不进行 type 0SRS、PUCCH、免调度 PUSCH 或者 PRACH 发送。5. 帧结构分析 根据目前的 NR 帧结构配置机制,可以非常容易地实现目前 LTE 的各种帧结构配置。实际网络中帧结构的配置需要考虑业务分布、网络干扰、时延和覆盖等多种情况。对于 6GHz 以下频段,采用 15kHz、30kHz、60kHz 三种子载波间隔配置。对于6GHz 以上频段,主要采用 120kHz 和 240kHz 子载波间隔配置。采用更大的子载波间隔,符号长度也会缩短。根据目前标准规定,子载波间隔扩大一倍,符号长度基本缩短一半。在数据传输时延方面,大的载波间隔有更大优势,对于 TDD 配置,这一优势更加突出。子载波间隔和 CP 长度及保护间隔也存在相互的制约关系,子载波间隔越大,相应的这些开销也会增加。 3.2 接入设计 |
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