(5G技术知识)-5G-NR物理信道与调制课件.pptx
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- 5G技术知识 技术 知识 _5G NR 物理 信道 调制 课件
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1、Marshall:v1.0.0 版本已过时,5G NR 物理层规范已更新到 v1.1.0 版本。帧帧结结构构与与物物理理资资源源一、概概述述在本规范中,除非另有说明,在时域中的各个域的大小表示为若干时间单位Ts=1/(fmax Nf)Ts=1/(fmax Nf),其中fmax=480 103fmax=480103 Hz , Nf=4096Nf=4096 。 常 量 = fmaxNf/( frefNf,ref)=64 = fmaxNf/( frefNf,ref)=64 , 其 中 fref=15 103 Hz fref=15 103 Hz ,Nf,ref=2048Nf,ref=2048。二、波二
2、、波形参数形参数支持多种 OFDM 波形参数,如 Table 4.2-1 所示,其中载波带宽部分的和 CP 由高 层参数给定, 下行链路由 DL_BWP_mu 和 DL_BWP_cp 给定, 上行链路由 UL_BWP_mu和 UL_BWP_cp 给定。三三、帧帧结结构构帧帧和子和子帧帧下 行 与 上 行 链 路 传 输 于 帧 中 , 一 帧 的 时 域 为 Tf=( fmaxNf/100) Ts=10 msTf=(fmaxNf/100) Ts=10 ms,一帧包含 10 个子帧,每个子帧时域为 Tsf=(fmaxNf/1000) Ts=1 msTsf=(fmaxNf/1000) Ts=1 m
3、s。 每个子帧中 的 连 续OFDM符 号 数 为Nsubframe, symb=NslotsymbNsubframe, slotNsymbsubframe,=NsymbslotNslotsubframe,。每帧分为两个相等大小的半 帧,每个半帧包含 5 个子帧。There is one set of frames in the uplink and one set of frames in the downlink on a carrier.来自 UE 的上行帧ii 应在 UE 对应的下行帧开始前 TTA=NTATsTTA=NTATs 传输。Figure 4.3.1-1: Uplink-do
4、wnlink timing relation时时隙隙对于子载波间隔配置,时隙在子帧内按递增顺序编号 ns0,Nsubframe,slot1ns0,Nslotsubframe,1,在帧内按递增顺序编号 ns,f0,Nframe,slot1ns,f0,Nslotframe,1。一个时隙内有 NslotsymbNsymbslot 个连续 的 OFDM 符号,NslotsymbNsymbslot 依赖于 CP 长度,并且由 Tables 4.3.2-1 和4.3.2-2 给定。子帧内的起始时隙 nsns与子帧内起始 OFDM 符号 nsNslotsymbns Nsymbslot 在时间上对齐。Agre
5、ements:o A slot can contain all downlink, all uplink, or at least one downlink part and at least one uplink parto There are also agreements on various semi-static configurations with different periodicities四四、物物理理资源资源天天线端线端口口天线端口定义为, 在同一天线端口上, 某一符号上的信道可以由另一符号上的信道推知。如果一个天线端口上某一符号传输的信道的大尺度性能可以被另一天线端口上
6、某一符 号传输的信道所推知,则这两个天线端口被称为 quasi co-located。大尺度性能包括一 个或多个延时扩展,多普勒扩展,多普勒频移,平均增益,平均时延和空间接收参数。资资源源格格对于每种波形参数和载波, 资源格由 N RB,xNRBscNRB,x NscRB 个子载波和Nsubframe,symbNsymbsubframe,个 OFDM 符号定义,其中 xx 表示 DL 或 UL,Nmax,RB,xNRB,xmax,由 Table 4.4.2-1 给定。在不至于混淆的情况下,下标 xx 可省略。每个天线端口 pp,每个子载波间隔配置以及每个传输方向(上行或下行)对 应一个资源格。
7、资资源元源元素素天线端口pp 和子载波间隔配置下的资源格中每个元素被称为资源元素(Resource Element, RE),它用索引对(k,l)(k,l)唯一地标识,其中 k=0,N RBNRBsc 1k=0,NRBNscRB1 是频域索引,ll 是时域符号索引。天线端口pp 和子载波间隔配置下的 RE (k,l)(k,l)表示为(k,l)p,(k,l)p,,相应的复 数值表示为 a(p,)k,lak,l(p,)。在不至于混淆的情况下,或在没有特定的天线端口或子 载波间隔的情况下,索引pp 和可以省略,简写为a(p)k,lak,l(p)或ak,lak,l。一个资源元素 (RE)分为 4 类:
8、uplink, downlink, flexible, or reserved。o如果 RE 被配置为reserved, UE 不应在上行链路中对该 RE 发送任何内容, 也不对下行链路中的 RE 内容作出任何假设。Figure 4.4.3-1: Resource grid and resource block资资源源块块一个物理资源块(PRB)在频域上定义为NRBsc=12NscRB=12 连续的子载波。PRB 在频域上从 0 到 N RB1NRB 1 编号。频域上的 PRB 数 nPRBnPRB 和 RE (k,l)(k,l)的关系由下式给定:nPRB=kNRBscnPRB=kNscRB载
9、载波波带带宽宽 part对于给定的载波上的波形参数ii,载波带宽 part(bandwidth part,BWP)是一组连续的 PRB。BWP 中的 RB 从 0 到 NRB,x1NRB,x1 编号,其中 xx 表示 DL 或 UL,with NiBWPNBWPi being the offset between PRB 0 in the absolute resource block grid in clause 1.4.4 and PRB 0 in carrier bandwidth part number ii 。 BWP中的 RB 数应满足 Nmin, RB, xN RB,xNmax,
10、 RB, xNRB, xmin, NRB,x NRB, xmax, ,其中最小值和最大值在 Table 4.4.2-1 中给定。下行链路中,UE 可配置具有一个或多个载波 BWP,所述载波 BWP 的子集在给带时间 处于激活状态。UE 不希望在 BWP 以外的频带接收 PDSCH 或 PDCCH。在上行链路中,UE 可配置为具有一个或多个载波 BWP,所述载波 BWP 的子集在给定 时间处于激活状态。UE 不希望在 BWP 以外的频带发送 PUSCH 或 PUCCH。载载波波聚合聚合在多个小区中的传输可以被聚合,除了主小区外,最多可以使用 15 个辅小区。除非另有说明,本规范中的描述适用于多达
11、 16 个服务小区中的每一个。通通用函用函数数调调制制映映射射器器调制映射器采用二进制 0 或 1 作为输入,产生复值调制符号作为输出。/2-BPSK对于/2-BPSK 调制,比特b(i)b(i)根据下式映射为复值调制符号 xxx=eji/22(12b(i)+j(12b(i)x=eji/22(12b(i)+j(12b(i)BPSK对于 BPSK 调制,比特b(i)b(i)根据下式映射为复值调制符号 xxx=12(12b(i)+j(12b(i)x=12(12b(i)+j(12b(i)QPSK对于 QPSK 调制,成对比特b(i),b(i+1)b(i),b(i+1)根据下式映射为复值调制符号 xx
12、x=12(12b(i)+j(12b(i+1)x=12(12b(i)+j(12b(i+1)16QAM对于 16QAM 调制, 四位比特 b(i),b(i+1),b(i+2),b(i+3)b(i),b(i+1),b(i+2),b(i+3)根据下式映射为复值调制符号 xxx=110(12b(i)(2(12b(i+2)+j(12b(i+1)(2(1 2b(i+3)x=110(12b(i)(2(12b(i+2)+j(12b(i+1)(2(12b(i+3)64QAM对于 64QAM 调制,六位比特b(i),b(i+1),b(i+2),b(i+3),b(i+4),b(i+5)b(i),b(i+1),b(i+
13、2),b(i+3),b(i+4),b(i+5)根据下式映射为复值调制符号 xxx=142(12b(i)(4(12b(i+2)(2(12b(i+4)+j(12b(i+1)(4(12b(i+3)(2(12b(i+5)x=142(12b(i)(4(12b(i+2)(2(12b(i+4)+j(12b(i+1)(4(12b(i+3)(2(12b(i+5)256QAM对于 256QAM 调制,八位比特b(i),b(i+1),b(i+2),b(i+3),b(i+4),b(i+5),b(i+6),b(i+7)b(i),b(i+1),b(i+2),b(i+3),b(i+4),b(i+5),b(i+6),b(i+
14、7)根据下式映射为复值调制符号xxx=1170(12b(i)(8(12b(i+2)(4(12b(i+4)(2(12b(i+6)+j(12b(i+1)(8(12b(i+3)(4(12b(i+5)(2(12b(i+7)x=1170(12b(i)(8(12b(i+2)(4(12b(i+4)(2(12b(i+6) +j(12b(i+1)(8(12b(i+3)(4(12b(i+5)(2(12b(i+7)伪伪随随机机序序列列生生成成伪随机序列由长度为 31 的 Gold 序列定义。长度为 MPNMPN 的输出序列 c(n)c(n), 其中 n=0,1,MPN1n=0,1,MPN1,由下式定义c(n)=(x
15、1(n+NC)+x2(n+NC)mod2x1(n+31)=(x1(n+3)+x1(n)mod2x2(n+31)=(x2 (n+3)+x2(n+2)+x2(n+1)+x2(n)mod2c(n)=(x1(n+NC)+x2(n+NC)mod2x1(n+31)=(x1(n+3)+x1(n)mod2x2(n+31)=(x2(n+3)+x2(n+2)+x2(n+1)+x2(n)mod2其中 NC=1600NC=1600,第一 m 序列应由 x1(0)=1,x1(n)=0,n=1,2,30 x1(0)=1,x1(n)=0,n=1,2,30 初始化。第二 m 序列的初 始化由 cinit=30i=0 x2(i
16、) 2icinit=i=030 x2(i) 2i 表示,其值取决于序列的应用。OFDM 基基带带信号信号生生成成对除 PRACH 以外的任何物理信道或信号,对于一个子帧内的 OFDM 符号ll,天线端 口pp 和子载波间隔配置下的时间连续信号s(p,)l(t)sl(p,)(t)定义为s(p,)l(t)=k= NRBNRBsc/2NRBNRBsc/2 1a(p,)k,l ej2(k+k0)f(tNCP,lTs)sl(p,)(t)=k=NRBNscRB/2NRBNscRB/21ak,l(p,) ej2(k+k0) f(tNCP,l Ts)其中 0t(Nu+NCP,l)Ts0t(Nu+NCP,l)T
17、s 且k=k+NRBNRBsc/2 k=k+NRBNscRB/2。 The value of k0k0 is such that the lowest numbered subcarrier in a resource block for subcarrier spacing configuration coincides with the lowest numbered subcarrier in a resource block for any subcarrierspacing configuration less than .子载波间隔配置下的 OFDM 符号ll 的起始位置为tsta
18、rt,l=0tstart,l1+(Nu+NCP,l1) Tsl=0otherwisetstart,l=0l=0tstart,l1+(Nu+NCP,l1) Tsotherwise其中Nu=2048 2NCP,l=512 2144 2+16144 2 extended cyclic prefixnormal cyclic prefixand l=0 or l=7otherwise 2Nu=2048 2NCP,l=512 2 extended cyclic prefix144 2+16normal cyclic prefix and l=0 or l=71442otherwise 2对于 PRACH
19、,天线端口pp 下的时间连续信号s(p,)l(t)sl(p,)(t)定义为s(p,)l(t)=k=k=LRA/2LRA/2LRA/2 1a(p,RA)k ej2(k+k0)fRA(tNCP,l Ts)sl(p,)(t)=LRA/21ak(p,RA) ej2(k+k0)fRA(tNCP,l Ts)LRA/2k=k+其中 0t(Nu+NCP,l)Ts0t(Nu+NCP,l)Ts 且k=k+LRA/2。一个子帧内PRACH 前导的起始位置由tRAstarttstartRA 给定, 假设子帧始于 t=0t=0, 其中o对于fRA15,30,60,120 kHzfRA15,30,60,120 kHz,有
20、tRAstart=tstart,ltstartRA=tstart,l for some llLRALRA 和NuNu 在 3.3.3 节给定,并且有 NCP,l=NRACP+n 16NCP,l=NCPRA+n 16,其中o对于fRA1.25,5 kHzfRA1.25,5 kHz,n=0n=0o对于fRA15,30,60,120 kHzfRA15,30,60,120 kHz,nn is the number of times theinterval tRAstart,tRAstart+(NRAu+NRACP)TststartRA,tstartRA+(NuRA+NCPRA)Ts overlaps
21、with either time instance 0 or time instance ( fmaxNf/500) Ts=0.5 ms(fmaxNf/500) Ts=0.5 ms in a subframe调调制制和和上上变频变频对于天线端口pp 和子载波间隔配置,复值 OFDM 基带信号调制和上变频至载频f0f0Res(p,)l(t) ej2f0t五、上行链五、上行链路路概述概述物物理信道概理信道概述述上行链路物理信道对应于一组资源元素(REs)的集合,用于承载源自高层的信息。本规范定义了如下上行信道:o物理上行共享信道(PUSCH)o物理上行控制信道(PUCCH)o物理随机接入信道(PR
22、ACH)物物理理信信号号概概述述上行物理信号是物理层使用的但不承载任何来自高层信息的信号。 本规范定义了如下上行物理信号:o解调参考信号(Demodulation reference signals,DM-RS)o相位跟踪参考信号(Phase-tracking reference signals,PT-RS)o探测参考信号(Sounding reference signal,SRS)物物理资源理资源本规范定义了下列用于上行链路的天线端口:oAntenna ports starting with 1000 for DM-RS associated with PUSCHoAntenna ports
23、 starting with 2000 for DM-RS associated with PUCCHoAntenna ports starting with 3000 for SRSoAntenna port 4000 for PRACH物物理信道理信道物物理理上上行行共共享享信信道道加加扰扰对于每个码字 qq,比特块 b(q)(0),b(q)(M(q)bit1)b(q)(0),b(q)(Mbit(q)1)应当在调制前被加扰,其中M(q)bitMbit(q)是在物理信道上传输的码字qq 的比特数,加扰后的比特块为 b(q)(0),b(q)(M(q)bit1)b(q)(0),b(q)(Mbit
24、(q)1)。 根据如下公式进行加扰b(q)(i)=(b(q)(i)+c(q)(i)mod2b(q)(i)=(b(q)(i)+c(q)(i)mod2其中加扰序列c(q)(i)c(q)(i)由 2.2 节中给定。注:RAN1 还没有正式同意 PUSCH 加扰部分的内容,3.3.1.1 和 3.3.1.2 节可能需要重新调整。调调制制对于每个码字qq,加扰比特块b(q)(0),b(q)(M(q)bit1)b(q)(0),b(q)(Mbit(q)1)根据 Table 6.3.1.2-1 中的调制方式进行调制, 具体调 制 方 法 见 2.1 节 , 得 到 复 值 调 制 符 号 块 d(q)(0),
25、d(q)(M(q)symb 1)d(q)(0),d(q)(Msymb(q)1)。层层映映射射每个码字的复值调制符号根据 Table 7.3.1.3-1 最多映射到 4 个层。码字 qq 的复值调制符号 d(q)(0),d(q)(M(q)symb 1)d(q)(0), ,d(q)(Msymb(q) 1) 被映射到层x(i)=x(0)(i) x( 1)(i)Tx(i)=x(0)(i) x( 1)(i)T , i=0,1, ,Mlayersymb 1i=0,1,Msymblayer1,其中是层数,MlayersymbMsymblayer 是每层的调制 符号数。变变换换预预编编码码如果变换预编码(tr
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