5G 基站運行與維護 課件 2-1-4 NR信道與信號

《5G基站系統(tǒng)開局與維護》------5G系統(tǒng)的物理信道和信號及應(yīng)用4G改變生活5G改變社會PLTE5GNR

知識回顧：空口UuSDAP：服務(wù)數(shù)據(jù)調(diào)整協(xié)議，負責(zé)根據(jù)QoS要求將QoS承載映射到無線承載，在NR中當(dāng)連接到5G核心網(wǎng)時，新的QoS處理需要這一協(xié)議實體。PHYlayerMAClayerRLClayer傳輸信道物理信道邏輯信道L1L2

知識回顧：

知識回顧：

知識回顧：

知識回顧：

知識回顧：目錄01

02

035G信道概述下行物理信道上行物理信道

04物理信號5G信道概述5G信道概述5G信道概述上/下行信道目錄01

02

035G信道概述下行物理信道上行物理信道

04物理信號5G相對于LTE，精簡了PCFICH，PHICH等信道，PDSCH增加了1024QAM調(diào)制方式PBCH：物理廣播信道調(diào)制方式：QPSK用于系統(tǒng)消息MIB的廣播PDSCH：物理下行共享信道調(diào)制方式：QPSK,16QAM,64QAM，256QAM，1024QAM用于承載用戶專用數(shù)據(jù)PDCCH：物理下行控制信道調(diào)制方式：QPSK承載調(diào)度及傳輸格式，HARQ信息等下行物理信道下行物理信道SSB（PBCH）1、請問一個SSB由哪幾部分構(gòu)成？2、請根據(jù)SSB結(jié)構(gòu)將物理信道、物理信號填入右圖。

物理廣播信道用于承載系統(tǒng)消息的主信息塊（MasterInformationBlock，MIB），里面包含用戶接入網(wǎng)絡(luò)中必要的信息。如：系統(tǒng)幀號、子載波帶寬、SIB1消息的位置、上下行子幀配比等信息。與LTE不同，5G的PBCH信道和主同步信號（PrimarySynchronizationSignal，PSS）/輔同步信號（SecondarySynchronizationSignal，SSS）組合在一起，在時域上占用連續(xù)4個符號，頻域上占用20個RB（240個RE），組成一個SS/PBCHblock，簡稱SSB。SSBSSB在設(shè)計SSB（包含PSS、SSS、PBCH）信道的時候，就不支持子載波間隔為60KHz的場景。SSB在５ms內(nèi)，SSB發(fā)射了很多次，而且子載波間隔越大，發(fā)射得越密集SSBNR在進行SSB發(fā)射的時候，采用Beamforming技術(shù)，在不同的時間上發(fā)射不同方向的波束，這可以通過調(diào)整天線矩陣的相位系數(shù)實現(xiàn)。PDCCH信道PDCCH用于傳輸來自L1/L2的下行控制信息，主要包括以下三類信息。（1）下行調(diào)度信息DLassignments，以便UE接收PDSCH；（2）上行調(diào)度信息ULgrants，以便UE發(fā)送PUSCH；（3）指示SFI、搶占指示（Pre-emptionIndicator，PI）和功控命令等信息，輔助UE接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

CORESET聚合等級CCE數(shù)量112244881616PDCCH聚合等級PDCCH信道示意圖5GNR系統(tǒng)，12個RE構(gòu)成一個REG，再由6個REG組成一個CCE。LTE系統(tǒng)中4個RE構(gòu)成一個REG，再由9個REG組成CCE。PDCCH信道PDSCH信道PDSCH用于承載多種傳輸信道，比如PCH和DL-SCH。用于傳輸尋呼消息、系統(tǒng)消息（SIB）、UE空口控制面信令及用戶面數(shù)據(jù)等內(nèi)容,具體在時隙結(jié)構(gòu)中的位置。PDSCH信道目錄01

02

035G信道概述下行物理信道上行物理信道

04物理信號相比LTE，PUSCH的調(diào)制方式增加了256QAMPUSCH：物理上行數(shù)據(jù)信道調(diào)制方式：QPSK,16QAM,64QAM，256QAM承載用戶專用數(shù)據(jù)PRACH:物理隨機接入信道調(diào)制方式：QPSK承載隨機接入前導(dǎo)PUCCH：物理上行控制信道調(diào)制方式：QPSK承載ACK/NACK,SR（調(diào)度請求），CSI-Report（PMI，CQI等）上行物理信道上行物理信道隨機接入信號主要用于UE發(fā)送隨機接入前導(dǎo)，從而與基站完成上行同步，并請求基站分配資源。隨機接入過程用于各種場景，如初始接入、切換和重建等。同其他3GPP系統(tǒng)一樣，隨機接入提供基于競爭和基于非競爭的接入。物理隨機接入信道傳送的信號是ZC（Zadoff-Chu）序列生成的隨機接入前導(dǎo)。PRACH資源:時域：時域位置（SystemFrame，Subframe，Slot，Symbol），長度，周期頻域：起始RB、所占的RB數(shù)碼域：Preamble序列PRACH前導(dǎo)由以下兩部分組成:循環(huán)前綴（CP）及前導(dǎo)序列不同格式上的差異：CP長度不同，Sequence長度不同，GP長度不同，序列重復(fù)次數(shù)不同PRACH按照Preamble序列長度，分為長序列和短序列兩類前導(dǎo)長序列沿用LTE設(shè)計方案，共4種格式，不同格式下支持最大小區(qū)半徑和典型場景如下：Format序列長度子載波間隔時域總長占用帶寬最大小區(qū)半徑典型場景08391.25kHz1.0ms1.08MHz14.5km低速&高速，常規(guī)半徑18391.25kHz3.0ms1.08MHz100.1km超遠覆蓋28391.25kHz3.5ms1.08MHz21.9km弱覆蓋38395.0kHz1.0ms4.32MHz14.5km超高速PRACH長序列PRACH短序列為NR新增格式，R15共9種格式，子載波間隔Sub6G支持{15,30}kHz，above6G支持{60,120}kHzFormat序列長度子載波間隔時域總長占用帶寬最大小區(qū)半徑典型場景A113915·2μ(μ=0/1/2/3)0.14/2μms2.16·2μMHz0.937/2μkmsmallcellA213915·2μ0.29/2μms2.16·2μMHz2.109/2μkmNormalcellA313915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz3.515/2μkmNormalcellB113915·2μ0.14/2μms2.16·2μMHz0.585/2μkmsmallcellB213915·2μ0.29/2μms2.16·2μMHz1.054/2μkmNormalcellB313915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz1.757/2μkmNormalcellB413915·2μ0.86/2μms2.16·2μMHz3.867/2μkmNormalcellC013915·2μ0.14/2μms2.16·2μMHz5.351/2μkmNormalCellC213915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz9.297/2μkmNormalCellPRACH短序列PRACHNR中PUCCH物理信道用來發(fā)送行控制信息（UplinkControlInformation，UCI）以支持上下行數(shù)據(jù)傳輸。主要包括以下三類信息。(1)調(diào)度請求(SchedulingRequest，SR)：用于上行UL-SCH資源請求；(2)HARQACK/NACK：用于PDSCH上發(fā)送數(shù)據(jù)的HARQ反饋；(3)信道狀態(tài)信息（ChannelStateInformation，CSI）：信道狀態(tài)反饋，包括信道質(zhì)量信息（ChannelQualityInformation，CQI）、預(yù)編碼矩陣指示（PrecodingMatrixIndication，PMI）、秩指示（RankIndication，RI）、層指示（LayerIndication，LI）；PUCCH信道PUCCH信道CP-OFDM：多載波波形（Transformprecodingdisabled），支持多流MIMODFT-s-OFDM：單載波波形（Transformprecodingenabled），僅支持單流，提升覆蓋性能物理層處理過程：CP-OFDM對應(yīng)的物理層處理過程DFT-S-OFDM對應(yīng)的物理層處理過程PUSCH信道5G的上行物理信號由解調(diào)參考信號、探測參考信號及相位跟蹤參考信號3部分組成。（1）解調(diào)參考信號（DemodulationReferenceSignal，DMRS）用于信道估計，幫助gNodeB對控制信道和數(shù)據(jù)信道進行相干解調(diào)。有兩種不同的解調(diào)參考信號，分別用于PUSCH和PUCCH信道的相干解調(diào)。（2）探測參考信號（SoundingReferenceSignal，SRS），基站可以利用SRS評估上行信道質(zhì)量，對于TDD系統(tǒng)，利用信道互易性，也可以評估下行信道質(zhì)量?；境丝梢岳肧RS評估上行（下行）信道質(zhì)量以外，還可以使用SRS進行上行波束的管理，包括波束訓(xùn)練、波束切換等。（3）相位跟蹤參考信號上行物理信號5G信道編碼目錄01

02

035G信道概述下行物理信道上行物理信道

04物理信號上/下行信道與信號下行物理信號公共/控制信道不再基于CRS解調(diào),節(jié)省時頻資源5G的下行物理信號由同步信號、解調(diào)參考信號、信道狀態(tài)指示參考信號以及相位跟蹤參考信號4部分組成。（1）同步信號分為主同步信號和輔同步信號兩種，用于UE進行下行同步，包括時鐘同步、幀同步和符號同步。另外，UE可通過讀取PSS及SSS，獲取物理小區(qū)標識（PhysicalCellIdentifier，PCI）。NR中PCI取值為0～1007，分為336組，每組3個取值。其中，組內(nèi)編號從PSS中獲?。?選1，對應(yīng)3個PSS序列），小組編號從SSS中獲取（336選1，對應(yīng)336個SSS序列）。（2）解調(diào)參考信號用于信道估計，幫助UE對控制信道和數(shù)據(jù)信道進行相干解調(diào)。有3種不同的解調(diào)參考信號，分別用于PBCH、PDCCH和PDSCH的相干解調(diào)。下行物理信號5G的下行物理信號由同步信號、解調(diào)參考信號、信道狀態(tài)指示參考信號以及相位跟蹤參考信號4部分組成。（3）信道狀態(tài)指示參考信號（Channel-StateInformationReferenceSignal，CSI-RS）用于信道質(zhì)量測量和時頻偏移追蹤，對于提升無線系統(tǒng)總體性能非常重要。通過CSI-RS的測量，UE可以進行CSI上報，基站獲得CSI信息后，可以根據(jù)信道質(zhì)量調(diào)度調(diào)制編碼方案（ModulationandCodingScheme，MCS）進行RB資源分配；可以進行波束賦形，提高速率；還可以進行多用戶復(fù)用MU-MIMO，提升整體小區(qū)的吞吐量等。（4）相位跟蹤參考信號（PhaseTrackingReferenceSignal，PTRS），是5G新引入的參考信號，用于跟蹤相位噪聲的變化，主要用于高頻段。下行物理信號上行增加了PT-RS參考信號，用于高頻場景下相位對齊SRS:Sounding