大唐杯5G NR帧结构

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大唐杯5G NR帧结构

2024-06-03 18:01| 来源: 网络整理| 查看: 265

5GNR帧结构 无线帧 [5G NR的时频资源 - 知乎](https://zhuanlan.zhihu.com/p/401709078) [5g支持的调制方式与编码技术有哪些_5G为什么这么快?_罗宾老师的博客-CSDN博客](https://blog.csdn.net/weixin_29901799/article/details/113040878)

NR无线帧长度定义为10ms,一个无线帧包含10个子帧(Subframe),每个子帧长度为1ms。

与LTE之间的区别:NR的子帧仅作为计时单位,不作为基本的调度单元,帧和子帧不过是度量时间的标尺而已,在5G系统中并没有实际的作用,目的是支持更加灵活的资源调度方式,

一个子帧进一步分割为若干个时隙,具体的个数取决于子载波的间隔。无论子载波间隔多大,一个时隙都包括14个OFDM符号,也就是说,子载波间隔越大,即频率越高,一个时隙包括的符号一下就没了,实际的时间长度越短。

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OFDM符号是时域的最小单位,用户的数据正是在这一个个符号上发送的。每个符号根据调制方式的不同,可以携带不同数量的比特。

物理过程:用户数据–CRC添加–码块分段–码块连接–速率匹配–交织–加扰–QAM调制–功控–MIMO编码–资源映射–天线输出

Slot类型

Type 1:全下行,DL-only slot,12/14个符号每个符号都用于下行

Type 2:全上行,UL-only slot,12/14个符号每个符号都用于上行

Type 3:全灵活资源,Flexible-only slot,每个符号灵活多变

Type 4:至少一个上行或下行符号,其余灵活配置,有多种配置,如下

NR系统支持四级时隙配比的配置方案,依次从第一级到第四级,其中第一级和第二级采用半静态配置,在网管中配置后保持恒定,第三级和第四级可以实现动态配置也可以采用半静态配置。

第一级别:Cell-specificRRC信令半静态配置。

通过SIB1:UL-DL-configuration-common和UL-DL-configuration-common-Set2下发

第二级别:UE-specificRRC信令半静态配置

高层信令:UL-DL-configuration-dedicated中下发

第三级别:UE-groupSFI信令动态配置。在DCIformat2_0之中下发

第四级别:UE-specificDCI信令动态配置。在DCI format 0,1之中下发

帧结构

主流的FDD帧格式:对于FDD模式来说,由于下行和上行采用不同的频率,下行频率上所有的子帧都用于下行,上行频率上所有的子帧自然也都用于上行。

主流的TDD帧格式:TDD帧格式 = 若干个下行时隙 + 1个灵活时隙 + 若干个上行时隙。在上述的TDD帧结构中,可以有3种类型的时隙:下行时隙(D),上行时隙(U),以及灵活时隙(S)。其中,下行时隙可以有多个,每个时隙中的14个符号全部配置为下行;上行时隙也可以有多个,每个时隙中的14个符号全部配置为上行。灵活时隙只有一个,作为下行和上行的转换点,其内部的部分符号用作下行,部分符号用作上行,上下行符号之间还可以配置不发送数据的间隔符号。

重点!!:TDD在实现上要比FDD复杂,但是目前5G的主流频段都用的是TDD模式

典型的TDD帧结构:

option1和option2使用的2.5m来自于E1线路标准,其中我国对应是每一帧为125us,这里一共20帧,就是2.5ms,是通过时隙来分隔的

典型帧结构 option1:2.5ms双周期帧结构

DDDSUDDSUU DDDSUDDSUU 两个周期,上半周期与下半周期不一样 20个时隙,其中D下行时隙,U上行时隙,S特殊时隙 下行时隙由下行符号构成,上行时隙由上行符号构成,特殊时隙由下行+上行+特殊符号构成。 S时隙默认10:2:2;可以根据组网覆盖需求和干扰情况配置为9:3:2/8:4:2/12:2:0

典型帧结构 option2:2.5ms单周期帧结构

DDDSUDDDSU DDDSUDDDSU 与上面的不同在于两个周期,上半与下半相同 S时隙默认10:2:2;可以根据组网覆盖需求和干扰情况配置为9:3:2/8:4:2/12:2:0

典型帧结构 option3:2ms单周期帧结构

DDSUDDSUDDSUDDSUDDSUDDSU S时隙默认12:2:0;可以根据组网覆盖需求和干扰情况配置为9:3:2/8:4:2/10:2:2

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三种帧结构覆盖分析

2.5ms单/双周期帧结构最大支持7个SSB波束

2ms单周期帧结构最大支持5个SSB波束发送

2.5ms双周期=2.5ms单周期>2ms单周期

SSB同步广播块,SSB个数越多,波束越窄,覆盖能力越强

三种帧结构时延分析

时延差异不大,均可满足eMBB场景的4ms时延指标

三种帧结构容量分析

下行容量:2.5ms单>2ms单>2.5ms双

上行容量:2.5ms双>2ms单>2.5ms单

灵活配置

三种帧结构抗干扰分析

GP保护间隔

干扰距离 :GP时间C光速

URLLC场景NR典型帧结构:全自包含时隙–高可靠低时延

中国移动eMBB帧结构:5ms单周期帧结构DDDDDDSUU

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时频资源

定义:在频域内,无论子载波间隔是多少,都可以将连续的12个子载波定义为一个物理资源块(PRB)。子载波间隔越大,一个PRB对应的实际带宽越大,及在一个PRB内定义的参考信号图样将适用于所有的子载波间隔,不必为每个子载波间隔单独进行设计。此外,PRB是资源在频域内进行分配的基本单位,将PRB固定为12个子载波也将使得不同子载波的数据间的FDM和TDM复用更加容易实现。

如果一个载波内存在不同子载波间隔数据的时频域复用,不同子载波间隔的PRB构成的PRB网格之间相互独立。也就是说,每个子载波间隔的PRB独立地从最低频率到最高频率进行编号。一种子载波间隔为UE分配了资源,UE不需要知道其他子载波间隔的资源分配情况就可以确定资源。不同子载波间隔的PRB网格之间呈嵌套关系,即不同子载波间隔的PRB网格之间相互为超集或者子集的关系。PRB网格的例子如图2所示 [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pNtXP8mM-1677411003058)(null)]

NR支持100MHz(400MHz)系统带宽,提供极高速率的数据传输。同时,NR允许UE只工作在系统带宽的一部分(BWP,BandWidth Part),例如20MHz,主要的考虑有以下两个。

① 终端能力的限制:支持大带宽对UE的功耗和成本等都是比较大的挑战,由于实现能力的限制,部分UE可能选择仅支持较小的带宽传输。

② 节能的考虑:即使UE能支持大带宽传输,在不必要时(如业务量不高时),UE可以关闭部分射频通道以降低功耗。

频域中常见的专有名词

RE(Resource Element) 物理层最小粒度的资源,频域1个子载波,时域1个OFDM符号。(这里可能初学者来说不能理解为什么这么设计,后面的文章中会解释)

RB(Resource Block) 数据信道资源分配的频域基本调度单位。频域上是12个子载波,是一个频域概念,没有定义时域。

RG(Resource Grid) 物理层资源组,上下行分别定义(每个Numerology都有对应的RG定义)。频域上为传输带宽内可用的RB资源个数 NRB,时域上为1个子帧。

帧的长度都是固定的吗,根据什么标准来的 上面提到的E1还有无线帧的标准为什么不一样 还有子载波具体指代什么还不清楚 所谓的频域分析,到底是?


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