5G物理层深度解析(上)课件.pptx
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- 物理层 深度 解析 课件
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1、NR物理层深度解析物理层深度解析(上)(上)nnn物理层概述物理层概述NR下行物理信道NR下行物理信号课程内容基础概念nnnPointA:定义为整个资源栅格的公共参考点,在不同子载波间隔下CRB0的子载波0的位置。CRB(Common Resource Blocks):用来对各类子载波间隔配置u下的资源进行编号。PRB(Physical Resource Blocks)Control/MeasurementsnNR的信道结构与LTE类似,包括逻辑信道、传输信道、物理信道NR信道概述RadioResourceControl(RRC)AccessControlMedium(MAC)Physical
2、layerLayer3LogicalchannelsTransportchannelsLayer2Layer1 ZTE All rights reserved5NR 上行/下行信道下行信道下行信道CCCHDTCHDCCHUL-SCHPRACHPUSCHRACHPUCCH逻辑信道传输信道物理信道BCCHPCCHCCCHDCCHDTCHPCHBCHPBCH上行信道上行信道DL-SCHPDSCH逻辑信道传输信道物理信道PDCCH物理信道n下行定义的物理信道如下:uuu物理下行共享信道 Physical Downlink Shared Channel(PDSCH)物理下行控制信道 Physical D
3、ownlink Control Channel(PDCCH)物理广播信道 Physical Broadcast Channel(PBCH)n上行定义的物理信道如下:uuu物理随机接入信道 Physical Random Access Channel(PRACH)物理上行共享信道 Physical Uplink Shared Channel(PUSCH)物理上行控制信道 Physical Uplink Control Channel(PUCCH)NR物理信号n上行物理信号:uuu解调参考信号(Demodulation reference signals,DM-RS)PUCCH和PUSCH使用相位
4、跟踪参考信号(Phase-tracking reference signals,PT-RS)探测参考信号(Sounding reference signal,SRS)n下行物理信号:uuuuu解调参考信号(Demodulation reference signals,DM-RS)PDSCH、PDCCH和PBCH使用相位跟踪参考信号(Phase-tracking reference signals,PT-RS)信道状态信息参考信号(Channel-state information reference signal,CSI-RS)主同步信号(Primary synchronization sig
5、nal,PSS)辅同步信号(Secondary synchronization signal,SSS)物理层资源配置n物理层资源配置管理是对物理信道和物理信号的资源配置管理,即上下行物理信号和物理信道的时域资源,频域资源配置。物理信道和物理信号在DL slot、flexible slot、UL slot的资源分配如右图。8nn物理信道的数据发送过程如下图所示,来自MAC层的传输块(TB)进行码字流的处理,包括信道编码,交织,速率匹配等操作后,再进行加扰,而后再通过数据调制,RE映射,OFDM调制,最后送到相应的天线端口,产生最终的基带信号。各物理信道处理有差异,并不完全包括所有的过程。通用物理
6、信道处理过程基带信号MAC传输信道物理信道物理信道类型物理信道名称数据调制方式上行信道PUSCHQPSK,16QAM,64QAM,256QAM,预编码使能情况下还可以使用/2-BPSKPUCCHQPSK,/2-BPSK,格式0不调制PRACHNA下行信道PDSCHQPSK,16QAM,64QAM,256QAMPDCCHQPSKPBCHQPSKnNR 支持的调制方式包括/2-BPSK,BPSK,QPSK,16QAM,64QAM,数据调制256QAM,各物理信道采用的调制方式如下:/2-BPSK相比BPSK,相邻符号的最大相位跳变由降至/2,从而抑制了高频分量,降低时域信号的PAPR。ZTE Al
7、l rights reserved11nnnNR在38.211中定义了两个码字,最大8层。一个码字可以映射到一层或者多层,最大4层。层数V和物理信道用于发射的天线端口数P相等层映射 ZTE All rights reserved12天线端口n上行链路的天线端口:uuuu天线端口 0(起始号)用于 PUSCH的DM-RS天线端口 1000(起始号)用于 SRS天线端口 2000(起始号)用于PUCCH的DM-RS天线端口 4000 用于 PRACHn下行链路的天线端口:uuuu天线端口 1000(起始号)用于PDSCH的DM-RS天线端口 2000(起始号)用于PDCCH的DM-RS天线端口 3
8、000(起始号)用于 CSI-RS天线端口 4000(起始号)用于SS/PBCHnn物理层概述NR下行物理信道下行物理信道lllSS/PBCHPDCCHPDSCHnNR下行物理信号课程内容NID 0,1,.,335NID 0,1,2 ZTE All rights reserved14nnnnSS/PBCH块一个 SS block 包含PSS/SSS/PBCH/PBCH DMRS,用于下行同步信号和广播信号的发送。SSB在时域上占4个符号,频域上占据连续的20个RB,时域上位置可以配置PSS/SSS映射到12个PRB中间的连续127个子载波,占用144个子载波,两侧分别为8/9个子载波作为保护带
9、宽,以零功率发送,PBCH RE=432,使用天线端口4000UE搜索到PSS和SSS后,可以获得小区PCI,共1008个NID cell 3NID(1)NID(2)(1)(2)v NID mod4 ZTE All rights reserved15SS/PBCH块资源映射llNR不再支持CRS,要解调PBCH信道,需要获取PBCH DMRS位置PBCH DMRS在时域上,和PBCH相同符号位置,在频域上间隔4个子载波,初始偏移由PCI确定:cellSSB 分布样式nnnFR1支持15kHz/30kHz,FR2支持120kHz/240kHz对于SSB块,协议规定了不同频段对应的子载波间隔,以及
10、不同子载波间隔下的SSB发送样式例如对于n66频段,可以支持15Khz和30khz两种SSB子载波间隔,UE需要盲检确定 ZTE All rights reserved16场景子载波间隔配置位置CaseA15KHz2,8+14*nn=0,1f=3GHzn=0,1,2,33GHzf=6GHzCaseB30KHz4,8,16,20+28*nn=0f=3GHzn=0,13GHzf=6GHzCaseC30KHz2,8+14*nn=0,1FDD:f=3GHzTDD:f=2.4GHzn=0,1,2,3FDD:3GHzf=6GHz2.4GHzf=6GHzCaseD120KHz4,8,16,20+28*nn=
11、0,1,2,3,5,6,7,8,10,11,12,13,15,16,17,186GHzfCaseE240KHz8,12,16,20,32,36,40,44+56*nn=0,1,2,3,5,6,7,86GHzfSSB时域位置TDD:nn不同样式、不同子载波间隔,对应的时域位置如右表所示:以CaseB为例,在5ms周期内,SSB块的第一个符号(共连续4个符号)索引为:l频率小于等于3GHz时,为4,8,16,20,最大发送次数L=4l频率在3GHz和6GHz之间时,为4,8,16,20,32,36,44,48,最大发送次数为L=8 ZTE All rights reserved1718 ZTE A
12、ll rights reserved系统帧及SSB索引获取nnPBCH信道发送的MIB消息如下:包括高6bit的系统帧号,并不包括SSB索引,SSB索引在PBCH信道物理层处理时,加入额外编码信息bit和通过DMRS序列来得到。MIB:=SEQUENCE systemFrameNumber BIT STRING(SIZE(6),subCarrierSpacingCommon ENUMERATED scs15or60,scs30or120,ssb-SubcarrierOffset INTEGER(0.15),dmrs-TypeA-Position ENUMERATED pos2,pos3,pdc
13、ch-ConfigSIB1 PDCCH-ConfigSIB1,cellBarred ENUMERATED barred,notBarred,intraFreqReselection ENUMERATED allowed,notAllowed,spare BIT STRING(SIZE(1)PBCH信道物理层处理:半帧指示当L=64时,SSB索引高3位当L=4/8时,aA5 是 kSSB 的高1位aA6,aA7 保留a0,a1,a2,a3,.,aA1 为物理层收到的PBCH传输块TB。系统帧号低4位物理层增加的额外8个bit,用于时频域相关处理,见右图。L=64时,SSB索引低3bit通过PBC
14、H DMRS获取。L=4/8,SSB索引通过DMRS获取。UE使用8种DMRS初始化序列去盲检PBCH信道。Kssb字段nSSB的子载波0和Coreset 0 CRB起始位置可能存在多种偏移,MIB中的字段来表示这个偏移:ll需要4bit,由高层参数ssb-的低4比特由高层参数ssb-的最高比特由PBCH payload对于6GHz以上频率范围,subcarrierOffset指示;对于6GHz以下频率范围,subcarrierOffset指示,中给出l对于低频,需要在2个SSB RB的范围内指示子载波偏移,即023。对于高频,指示范围只需011。ZTE All rights reserved
15、19 ZTE All rights reserved20RMSI(Remaining Minimum System Information)nnnnUE获得SSB信息后,还不足以驻留小区和进一步发起随机接入,UE还需要获取RMSI系统消息,在NR中,RMSI可以认为就是SIB1。和LTE类似,NR中的SIB1消息,通过下行PDSCH信道发送,而PDSCH信道需要PDCCH信道的DCI调度,UE需要在MIB中得到调度RMSI的PDCCH信道信息,在PDCCH上进行盲检,获得RMSI。和LTE类似,NR中PDCCH信道对应多种搜索空间,包括公共搜索空间和UE专用搜索空间,其中公共搜索空间Type0
16、-PDCCH common search space仅用于RMSI调度CORESET 0就是Type0-PDCCH common search space搜索空间对应的物理资源集合CORESET 0时频域资源nCORESET 0物理时频域资源由pdcch-ConfigSIB1指示,高指示,高4bit和低和低4bit分别对应不同含义:分别对应不同含义:CORESET 0的SFN,时隙索引等,时域相关配置对应38213的表13-11到13-15SSB和CORESET 0的SCS,符号数,PRB offset配置对应38213的表13-1到13-10 ZTE All rights reserved2
17、1Initial DL BWPnnn由于各种终端能力不一样,支持的系统带宽可能不同,业务类型也可能不同,并且不同的业务对时延的要求也不同,同时也考虑降低终端功耗,故NR协议引入了BWP的概念,在全带宽的基础上划分出部分带宽(BWP)来满足终端的业务需求。BWP分为上行BWP和下行BWP。下行BWP又分为下行初始BWP和下行UE专用BWP;上行BWP又分为上行初始BWP和上行UE专用BWP。UE要根据CORESET 0 PDCCH调度的DCI 1_0得到RMSI的PDSCH的频域资源信息,首先要确定Initial DL BWP,Initial DL BWP在SIB1中指示,UE在接收到SIB1之
18、前,认为Initial DL BWP就是CORESET 0。ZTE All rights reserved22 ZTE All rights reserved23小区搜索总体流程nUE获得RMSI后,得到上下行公共信道相关配置,即可发起随机接入流程。nn物理层概述NR下行物理信道下行物理信道lllSS/PBCHPDCCHPDSCHnNR下行物理信号课程内容 ZTE All rights reserved25PDCCH信道处理流程nDCI数据通过CRC校验、信道编码、速率匹配、加扰、调制、资源映射进行处理PDCCHnNR中引入了Control-resource set(CORESET),对应PD
19、CCH物理资源配置lllllCORESET在频域上包含一组PRB,最小粒度为6个PRB;在CORESET中,有CCE和REG的概念,控制信道由CCE聚合而成,而一个CCE包含6个REG;从CCE到REG的映射支持交织和非交织;一个REG由频域1个RB,时域1个符号组成;CORESET时域长度为1,2,3个OFDM符号,在时隙中开始位置可配置;每个小区最多配置12个CORESET(0-11)CORESET0固定为用于RMSI的SearchSpace0的搜索空间 ZTE All rights reserved26PDCCH时频域配置nCORESET的频域位置由RRC层参数frequencyDoma
20、inResources指示,时域符号数由duration指示,右图为CORESET RB个数为6,符号数为2 ZTE All rights reserved27ControlResourceSet:=controlResourceSetIdSEQUENCE ControlResourceSetId,frequencyDomainResources BIT STRING(SIZE(45),duration INTEGER(1.maxCoReSetDuration),cce-REG-MappingType CHOICE interleaved SEQUENCE reg-BundleSize ENU
21、MERATED n2,n3,n6,interleaverSize ENUMERATED n2,n3,n6,shiftIndexINTEGER(0.maxNrofPhysicalResourceBlocks-1)OPTIONAL -Need S,nonInterleaved NULL28 ZTE All rights reservedCORESETCCE到REG映射nnCCE到REG的映射,通过一个或多个REG Bundle(交织映射通过reg-BundleSize指示,非交织映射reg-BundleSize为6)实现,支持交织和非交织的映射一个CORESET内的REG编号按照时域优先顺序递增编
22、号,第一个OFDM符号且最低频域资源的RB为REG0交织映射交织映射非交织映射非交织映射AggregationlevelNumberofCCEs112244881616nCORESET中的CCE按聚合度进行划分,分配给不同的PDCCH。1个PDCCH包含1个或多个CCE,CCE的聚合度分为1、2、4、8、16五种聚合级别。聚合级别为16的PDCCH,码率最低,解调性能最好。聚合级别为1的PDCCH,码率最高,解调性能最差。ZTE All rights reserved29PDCCH聚合度搜索空间搜索空间用途用途CSSType0-PDCCHcommonsearchspace对应RMSIPDCCH
23、。其CRC通过SI-RNTI进行加扰。Type0A-PDCCHcommonsearchspace对应OSIPDCCH,其CRC用SI-RNTI进行加扰。Type1-PDCCHcommonsearchspace对应随机接入中Msg2PDCCH、Msg4PDCCH,其CRC分别通过RA-RNTI和TC-RNTI(或C-RNTI)加扰。Type2-PDCCHcommonsearchspace对应PagingPDCCH,其CRC通过P-RNTI加扰。Type3-PDCCHcommonsearchspace是指除了Type0,Type0A,Type1,Type2以外的所有的公共搜索空间集合。USSUE-
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