5G NR的时频资源 |
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5G NR的时频资源
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1.时频资源的定义 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不同的是，NR的子帧仅作为计时单位，不再作为基本的调度单元，目的是支持更灵活的资源调度方式。一个子帧进一步分割为若干个时隙（Slot），具体的个数取决于子载波间隔。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，一个时隙实际的时间长度越短。 举例说明子帧和时隙的关系： 在一个子帧（1ms）中，时隙的数量不固定，但是每个时隙包含固定的14个OFDM符号。假设子载波间隔为15KHz，一个子帧=一个时隙；子载波间隔为30KHz时，一个子帧=2个时隙，以此类推，图1 NR的帧结构： 图1：NR帧结构 2. 频域资源的定义 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（Physical Resource Block，PRB）。子载波间隔越大，一个PRB对应的实际带宽越大。如此定义的好处是简化了参考信号的设计，即在一个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：  图2：PRB的网格 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。 如图3所示，一个载波的带宽是100MHz，UE只工作在其中的一个带宽部分（Bandwidth Part，BWP）。从UE的角度来看，只需要对该BWP内的PRB进行定义和编号即可。但从整个系统的角度来看，不同UE配置的BWP不同，甚至有可能是部分重叠的，同一个PRB在不同UE的BWP范围内的编号可能是不同的。为实现对BWP的配置和管理，需要在整个带宽内对PRB进行统一索引，因此NR在系统带宽内定义了公共资源块（Common Resource Block，CRB）。CRB从系统带宽内的一个参考点开始进行编号，该参考点被称为Point A。在系统带宽内，不同子载波间隔的CRB构成的CRB网格之间独立，也就是说，对于每种子载波间隔，其CRB0的子载波0都是和Point A对齐的。 CRB除了用于对BWP进行配置外，还可用于一些参考信号的序列生成，比如解调参考信号（Demodulation Reference Signal，DM-RS）。以CRB为参考生成DM-RS序列可以保证不同的UE即使配置的BWP不同，其在相同的PRB上生成的序列也是相同的，保证DM-RS端口的正交性。CRB和PRB的关系如图3所示。 UE通过初始接入过程接入网络之后，网络可以通过专用信令为UE配置其工作BWP，每个UE最多可以配置4个BWP，但在任意时刻仅有1个BWP是激活的。除无线资源管理（Radio Resource Management，RRM）测量之外，UE仅在激活的BWP上收发数据。UE支持的BWP个数以及BWP的带宽作为UE能力上报给网络，网络根据UE的能力进行配置。支持多个BWP带来了一定的灵活度，可以令UE根据需要在不同的传输带宽之间进行切换；也可以支持不同子载波间隔的传输之间的FDM，即不同的BWP可以配置不同的子载波间隔。此外，一些特殊的场景中存在系统带宽不连续的情况，通过多个BWP的配置可以较好地适应这种频谱分配方式。 图3：带宽部分配置 3. 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。 喜欢本文的话，麻烦各位看官关注点赞哦~，本文原发于【仰望星空】 #笔记##读书笔记#
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