5G学习笔记:NR帧结构
NR帧结构
1 参数集—子载波间隔
与LTE参数集(子载波间隔和符号长度)相比,NR支持多种不同类型的子载波间隔(LTE中只有一种类型的子载波间隔,15kHz)。NR参数集总结在38.211中,转换为下图。
2 参数集和时隙长度
如下图所示,时隙长度根据参数集而有所不同。一般的倾向是,随着子载波间隔的增大,时隙长度变短。实际上,这种倾向来自OFDM的本质。
3 参数集和支持的信道
并不是每一种参数可以用于所有物理信道和信号。也就是说,有些特定参数集中的参数是只用于特定类型的物理通道,,但是大多数参数集中的参数可以用于所有类型的物理通道。
4 OFDM符号周期
5 参数集—采样时间
采样时间可以根据参数集(即子载波间隔)进行不同的定义,在大多数情况下,使用两种类型的定时装置Tc和Ts。
- Tc = 0.509 ns
- Ts = 32.552 ns
6 无线帧结构
如上所述,在5g/NR中,支持多种参数集(波形配置,如子帧间距),无线帧结构根据参数集略有不同。但是,不管参数集是多少,一个无线帧的长度和一个子帧的长度是相同的。无线电帧的长度始终为10 ms,子帧的长度始终为1 ms。
那么,在计算不同参数集的物理性质时,应该有什么不同呢?我们要在一个子帧中放置不同数量的时隙,还有另一个不同的数字参数,它是时隙中的符号数。但是,时隙中的符号数量不会随着数字的变化而变化,它只会随着时隙配置类型的变化而变化。对于时隙配置0,时隙的符号数始终为14;对于时隙配置1,时隙的符号数始终为7。
< Normal CP, Numerology = 0 >
在这种配置中,一个子帧只有一个时隙,这意味着一个无线电帧包含10个时隙。时隙中的OFDM符号数为14。
< Normal CP, Numerology = 1 >
在这种配置中,一个子帧只有2个时隙,这意味着一个无线电帧包含20个时隙。时隙中的OFDM符号数为14。
< Normal CP, Numerology = 2>
在这种配置中,一个子帧只有4个时隙,这意味着一个无线电帧包含40个时隙。时隙中的OFDM符号数为14。
< Normal CP, Numerology = 3>
在这种配置中,一个子帧只有8个时隙,这意味着一个无线电帧包含80个时隙。时隙中的OFDM符号数为14。
< Normal CP, Numerology = 4>
在这种配置中,一个子帧只有16个时隙,这意味着一个无线电帧包含160个时隙。时隙中的OFDM符号数为14。
<Extended CP, Numerology = 4>
在这种配置中,一个子帧只有8个时隙,这意味着一个无线电帧包含80个时隙。时隙中的OFDM符号数为12。
7 时隙结构
时隙格式指示如何使用单个时隙中的每个符号。它定义哪些符号用于上行链路,哪些符号用于特定时隙内的下行链路。在LTE TDD中,如果为配置了子帧(相当于NR中的时隙),则子帧中的所有符号都应用作上行或下行。但是在NR中,时隙内的符号可以通过以下各种方式配置。
每个时隙中的符号不一定都使用
时隙中的符号可以分成多个部分,每个部分都可以用于上行、下行或灵活时隙
这么多不同类型的时隙格式是为了使NR调度更加灵活,特别是对于TDD操作。通过应用时隙格式或按顺序组合不同的时隙格式,可以实现以下示例中的各种不同类型的调度。
8 TDD 上行/下行公共配置
当在TDD模式下工作时,必须明确地定义传输的准确时间和接收的准确时间。在LTE TDD中,为无线帧中的上行和下行分配定义了7个预定义的模式。在5g/NR中,没有任何预先定义的模式,相反,可以使用下面所示的几个参数以更灵活的方式定义模式。
这些参数在38.331 v15.3.0中定义如下:
8.1 传输周期
上行/下行配置的适用周期(P)根据相关参数集(n-ref)而变化。根据38.213-11.1中的描述可以总结为如下所示的表格:
注意:已经计算了P / 20以澄清规范中的陈述,即“每个周期的第一个符号是偶数帧中的第一个符号”。
注意:'适用的u(Applicable u)'是基于3GPP 协议规范中的声明来指定的:'UE期望参考子载波间隔配置refμ小于或等于任何配置的DL BWP或UL BWP的子载波间隔配置μ'。
注意:计算了“P中的时隙数”部分,以显示P(周期)中每个参数集(numerology)的时隙数。它并不一定意味着所有参数集都适用于指定的周期。
8.2 如果没有配置TDD-UL-DL-ConfigCommon怎么办?
UE确定每个时隙是上行链路还是下行链路,并且按照38.213-11.1时隙配置中的说明,每个时隙内的符号分配完全由DCI完成。
如果UE未被配置为监视用于DCI格式2-0的PDCCH,则针对通过更高层参数TDD-UL-DL-ConfigurationCommon或TDD-UL-DL-ConfigDedicated指示为灵活(flexible )的时隙的一组符号,当提供给UE,或者当没有向UE提供TDD-UL-DL-ConfigurationCommon和TDD-UL-DL-ConfigDedicated时:
- 如果UE接收到DCI格式1_0、DCI格式1_1或DCI格式0_1的相应指示,则UE接收时隙符号集中的PDSCH或CSI-RS。
- 如果UE接收到DCI格式0_0、DCI格式0_1、DCI格式1_0、DCI格式1_1或DCI格式2_3的相应指示,则UE在时隙的符号集中传输PUSCH、PUCCH、PRACH或SRS。
9 资源网格(Resource Grid)
(注:这张图好像有问题,5G中一个RB时域上应该是14个OFDM符号吧……)
下行链路和上行链路的最大和最小资源块数量定义如下(与LTE不同) :
下表是将表4.4.2-1的下行部分转换为频率带宽的表,目的是了解一个UE/GNB需要为单个载波支持的最大射频带宽是多少。
10 SS/PBCH
<频域资源分配>
SS/PBCH块资源分配的总体描述见38.211-7.4.3.1 Time-frequency structure of an SS/PBCH block,以下为规范摘要。
SS/PBCH块由240个连续子载波(20个RB)组成
在SS/PBCH块内,子载波的编号从0增加到239
UE可以假定表7.4.3.1-1中表示为“Set to 0”的资源元素设置为零
SS/PBCH块中的子载波0与公共资源块
中的子载波k_ssb(旧规格中的k0)相对应
从较高层参数offsettopointa获得
offset-ref-low-scs-ref-PRB对应于FrequencyInfoDL.absoluteFrequencyPointA。数据类型为ARFCN-ValueNR,值的范围为整数(0..3279165)
有两种类型的SS/PBCH块
类型A(Sub 6GHz):
※ k_ssb(旧规格中的k0) = {0,1,2,...,23}
k_ssb的4个最低有效位可以通过MIB消息的ssb-subcarrierOffset传到UE
最高有效位通过PBCH数据中的传递给UE
表示为15KHz的子载波间隔
※ u (numerology) = {0,1}, FR1 (sub 6 Ghz)
※ 表示为15KHz的子载波间隔
类型B(毫米波)
※ k_ssb(旧规格中的k0) = {0,1,2,...,11}
k_ssb的所有数据都可以通过MIB消息的ssb-subcarrierOffset传到UE
表示为较高层的MIB消息中的参数subCarrierSpacingCommon指定的子载波间隔
※ u (numerology) = {3,4}, FR2(毫米波)
※ 表示为60KHz的子载波间隔
- 下表显示了SS/PBCH块中的时间域(OFDM符号)和频率域(子载波号)
这个表可以在资源网格中表示,如下所示。注意,PBCH DM-RS的位置随V而变化,V值随物理小区ID而变化。
<时域资源分配>
下表显示了发送SS/PBCH的第一个OFDM符号号。这是基于38.213-4.1Cell Search。
协议描述如下:
对于带有SS/PBCH块的半帧,候选SS/PBCH块的数目和第一个符号索引根据SS/PBCH块的子载波间距确定,如下所示。
这意味着[38.213-4.1Cell Search]在时间域中SS/PBCH位置,如下图所示:
< Start Symbols for each subcarrier spacing and frequency >
Subcarrier Spacing |
OFDM Symbol (s) |
f <= 3 Ghz |
3 Ghz < f <= 6 Ghz |
6 Ghz < f |
Case A : 15 KHz |
{2,8} + 14 n | n = 0,1 | n = 0,1,2,3 | |
s = 2,8,16,22 (Lmax = 4) |
s = 2,8,16,22,30,36,44,50 (Lmax = 8) |
|||
Case B : 30 Khz |
{4,8,16,20}+28n | n = 0 | n = 0,1 | |
s = 4,8,16,20 (Lmax = 4) |
s = 4,8,16,20,32,36,44,48 (Lmax = 8) |
|||
Case C : 30 Khz |
{2,8} + 14 n | n = 0,1 | n = 0,1,2,3 | |
s = 2,8,16,22 (Lmax = 4) |
s = 2,8,16,22,30,36,44,50 (Lmax = 8) |
|||
Case D : 120 Khz |
{4,8,16,20} + 28n |
n=0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18 |
||
s = 4,8,16,20, 32,36,44,48, 60,64,72,76, 88,92,100,104, 144,148,156,160, 172,176,184,188, 200,204,212,216, 228,232,240,244, 284,288,296,300, 312,316,324,328, 340,344,352,356, 368,372,380,384, 424,428,436,440, 452,456,464,468, 480,484,492,496, 508,512,520,524 (Lmax = 64) |
||||
Case E : 240 Khz |
{8, 12, 16, 20, 32, 36, 40, 44} + 56n |
n=0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 |
||
s = 8,12,16,20, 32,36,40,44, 64,68,72,76, 88,92,96,100, 120,124,128,132, 144,148,152,156, 176,180,184,188, 200,204,208,212, 288,292,296,300, 312,316,320,324, 344,348,352,356, 368,372,376,380, 400,404,408,412, 424,428,432,436, 456,460,464,468, 480,484,488,492 (Lmax = 64) |
以下是每种情况下的SSB传输示例。为了简单起见,将SSB块的频域位置设置为位于系统带宽的底部,但实际上频域位置可以更改为其他位置(例如,系统带宽的中心频率)。这些例子的主要目的是显示每个案例的时间域位置(传输模式)。在实际部署中,很可能(但不一定)SSB的频域位置位于中心频率附近。
下面的示例显示了如何将上表与下面示例中显示的SSB传输图关联起来。
<Case A: f<3 GHz>
<Case A:3 GHz<f<=6 GHz>
< Case B : f <= 3 Ghz >
< Case B : 3 Ghz < f <= 6 Ghz >
< Case C : f <= 3 Ghz >
< Case C : 3 Ghz < f <= 6 Ghz >
< Case D : 6 Ghz < f >
< Case E : 6 Ghz < f >
参考:http://www.sharetechnote.com/
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