1.NSA概念(组网部分)
AdeploymentconfigurationwherethegNBrequiresanLTEeNBasanchorforcontrolplaneconnectivitytoEPC,oraneLTEeNBasanchorforcontrolplaneconnectivitytoNGC
一种部署配置,其中gNB要求LTEeNB作为到EPC的控制平面连接的锚,或eLTEeNB作为到NGC的控制平面连接的锚
总之,就是gNB无法独立工作,需要LTE作为控制面的锚点
2.5G组网网络架构,5G网元和接口
基站:
(1)gNBs:NR与UE之间的U-plane&C-plane协议终结;
(2)eLTEeNBs:E-UTRA与UE之间的U-plane&C-plane协议终结;
(3)是否定义一个新的逻辑节点同时支持NR和E-UTRA待定
(4)多对多的关系
接口:
(1)Xn:gNB/eLTEeNB之间的接口
(2)NG:NGC与gNB/eLTEeNB之间的接口
3.5G接入网网络架构
中心处理虚拟化:
基于SDN/NFV架构,基于虚拟化软件平台
软件定义核心网
软件定义L3
多种接入架构并存
传统BBU+RRU,−一体化Smallcell
CU+DU+RRU
CU+一体化DU
4.5G接入网架构方案
CU--CentralizedUnit集中式单元DU--DistributedUnit分布式单元
高层功能划分方案:3GPP标准确定了option2
(1)便于控制面集中,利于无线资源干扰协调;可以采用虚拟化平台;
(2)PDCP上移便于形成数据锚点,便于支持用户面的双连接/多连接;
(3)CU-DU划分会增加设备间交互复杂度,可能增加系统时延。
5.5G基站部署方案
(1)传统BBU+RRU方案
优点:网络结构简单,减少基站节点
BBU远端部署
BBU集中放置:减少前端机房需求;传输带宽需求巨大
(2)一体化基站方案(热点场景)
适合Smallcell(成本低,部署灵活,不方便站间协同)
也可以CU集中,DU+RRU一体化;
(3)CU-DU分离
CU可以基于服务器,支持虚拟化,便于基站间/系统间协同;增加传输处理节点,
增加业务面时延
DU远端部署
DU集中部署(问题同BBU集中放置)
CU中心机房部署
CU区域中心,与MEC结合部署(机场,大型购物中心等热点区域)
6.扩展的RAN-MANO架构
扩展的RAN-MANO架构可以部分识别和管理PNF
PNF:物理网络功能VNF:虚拟网络功能
DU:承载实时处理功能,部署在专用设备上,可以看成PNF。
7.网络切片:在一个硬件基础设施切分出多个虚拟的端到端网络,每个网络切片从设备到接入网到传输网再到核心网在逻辑上隔离,适配各种类型服务的不同特征需求。是基于云计算、虚拟化、软件定义网络等技术而出现的,通过上层统一的编排让网络具备管理、协同的能力。
8.移动边缘计算
(1)更灵活的业务部署、低成本低时延的业务提供
(2)提供本地化业务平台,缩短时延,提高效率,降低成本,方便部署
(3)支持本地原生大数据的快速收集、分布式处理,支撑新的商业模式
9.5G三大场景:增强型宽带,低功耗大连接,低时延高可靠
10.5G帧结构
(1)帧:10ms无线帧半帧:每个子帧含两个半帧,每个半帧为5ms
(2)子帧:每个半帧含五个子帧,每个子帧为1ms
(3)时隙:1ms内包含多个时隙(slot)。
(4)时域基本采样点:Tc=1/(480000×4096)s
(5)时域参考采样点:Ts=1/(15000×2048)s
(6)子载波间隔:15*2μ(kHz);OFDM符号长度与子载波间隔等比例缩放
(7)Option1:2.5ms双周期。每5ms里面包含5个全下行时隙,三个全上行时隙和两个特殊时隙。Slot3和Slot7为特殊时隙,配比为10:2:2
(8)Option2:2.5ms双周期。每5ms里面包含5个全下行时隙,两个全上行时隙和三个特殊时隙。Slot3、Slot4和slot7为特殊时隙,配比分别为12:2:0、0:2:12、10:4:0。四元组配置,
(9)一个自包含时隙同时包含DL/GP/UL的符号,以满足上下行快速转换的需求,时隙结构可以由SIB+RRC半静静态或由DCI动态配置
11.5G物理资源
(1)资源单元(RE):1个子载波*1个OFDM符号
(2)资源块(RB):一个RB在频域上包含12个连续的子载波,时域上一个slot
REG的长度为1个RB&1个符号
12.5G频段
Sub6GHz称为FR1,毫米波称FR2
FR1:450MHz–6000MHzFR2:24250MHz–52600MHz
13.5G系统带宽
在Sub6GHz,系统最大带宽为100MHz,实际占用98.28M,最大RB数为273,载波的最小保护间隔为845KHz,
在毫米波,系统最大带宽为400MHz,最大RB数为264
14.下行物理信道和物理信号:PBCH,PDCCH,PDSCH;
上行物理信道和物理信号:PUSCH,PUCCH,SRS,PRACH
15.波形及调制方式
上行:CP-OFDM:适用于多流MIMO发送
DFT-S-OFDM(SC-FDMA):适用于单流发送,提升链路预算
下行:CP-OFDM
上行调制方式:π/2BPSK、BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM
下行调制方式:QPSK、16QAM、64QAM、256QAM
16.PDCCH
REG:长度为1个RB&1个符号CCE:长度为6个REG
17.下行MIMO
(1)支持基于DMRS的SU-MIMO/MU-MIMO的空分复用,支持12个正交端口
(2)支持最大32端口的CSI-RS测量导频(PMI/RI反馈)
(3)支持基于信道互易性的开环波束赋形
(4)支持基于码本反馈的闭环波束赋形
(5)支持波束扫描和波束管理
(6)导频方案
取消CRS,保留DMRS&CSI-RS;DMRS导频前置;新增多种不同目的的CSI-RS
18.上行MIMO
(1)支持基于DMRS的SU-MIMO/MU-MIMO的空分复用
CS+OCC区分用户
上行采用与下行相同的导频方案
(2)上行支持2流SU-MIMO(单用户上行2发)
(3)上行支持波束赋形发送
(4)两类SRS模式用于赋形发送和链路自适应:
非码本(Non-precodedSRS)码本(PrecodedSRS)
19.大规模天线技术
(1)MassiveMIMO性能优势
相对于4G提升频谱效率4-8倍
基于TDD信道互易性,相比FDD更加具有性能优势
256天线大规模阵列波束赋形增益可达21dB
16*8全数字通道设计保证水平/垂直维度波束赋形、具有更好的用户区分度、大幅
度提升系统容量、降低干扰
与FD-MIMO原理基本一致
(2)MM-MIMO作用
三维立体信号可扩展高层楼宇室内覆盖的深度和广度
三维立体信号可针对不同用户实现垂直面空分,显著提升频谱效率
三维立体信号可灵活跟踪用户,降低对邻区的干扰
(3)大规模天线阵列设计原则
有源天线阵列中的阵元分布,以1+1双极化振子为基本单位,采用水平方向16垂直方向12的数量分布,兼顾水平和垂直区分度;
采用64通道/192天线,一个射频通道驱动在垂直方向三个相同极化方向的阵元,可获得4.7dB的阵元增益;
在垂直方向组阵,可以更好利用天线阵在垂直方向的增益,提高垂直方向的波束扫描能力和空分复用能力,发挥大规模天线的技术优势。
20.低时延高可靠(URLLC)业务场景:车联网,工业自控,远程控制
21.URLLC场景关键技术指标:空口时延99.999%
22.上行免调度是满足空口时延1ms的必须技术手段
23.5G对测试技术和测试方法的影响
(1)eMBB
MIMO16流:信道模拟器测试环境复杂且成本高
吞吐量4-5Gbps:服务器发包能力、UE侧速率统计、传输交换设备
10G以太接口需求:服务器、S1口设备、PC机网口
覆盖测试:波束扫描
生产测试:发射功率/EVM/ACPR等,测试效率如何提高
(2)URLLC
空口时延1ms:测试仪表或发包工具需要有时间同步标签
可靠性99.999%:对信道条件的构造
(3)mMTC
连接用户数:采用多用户仪表模拟,统计单位时间内发包数和收包数
多用户信道差异模拟:单台仪表通过在基带施加时偏和频偏
23.移动通信发展及应用趋势
第一代移动通信系统是模拟蜂窝系统,采用频分多址FDMA接入方式
第二代移动通信系统是窄带数字蜂窝系统,采用时分多址TDMA或码分多址CDMA接
入方式
第三代移动通信系统(IMT-2000)以宽带CDMA技术为主
第四代移动电话行动通信标准该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式
24.3GPP LTE项目的主要性能目标包括:在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率
25.TD-LTE上行理论速率为50Mbps,下行理论速率为100Mbps
FDD-LTE上行理论速率为50Mbps,下行理论速率为150Mbps
26.TD-LTE系统架构
基站与基站之间是X2接口,基站与MME之间是S1接口
27.eNodeB的功能:
(1)无线资源管理功能,包括无线承载控制、无线接入控制、连接移动性控制、UE的上
下行动态资源分配(调度);
(2)IP头压缩及用户数据流加密;
(3)UE附着时的MME选择;
(4)路由用户平面数据至S-GW;
(5)寻呼消息的组织和发送(由MME产生);
(6)广播消息的组织和发送(由MME或O&M产生);
(7)以移动性或调度为目的的测量及测量报告配置。
28.OFDM:正交频分复用技术,是MCM多载波调制的一种
29.在每个OFDM符号前插入CP后,进行数/模转换并上变频到发射频带上进行信号发送。接收端信号处理是发送端的逆过程。
30.LTE上下行多址方式
LTE下行采用OFDMA,上行采用SC-FDMA多址方式
31.MIMO技术主要包括:空间分集、空间复用及波束赋形三大类,其中LTE系统中空间分集技术包括:空时/频编码、循环延迟分集、天线切换分集等
32.TD-LTE系统的终端定义了不同的能力,不同的能力等级支持不同的传输速率,目前主要使用的UE等级为CAT3(下行最大支持100Mbps的峰值速率)CAT4(下行最大支持150Mbps的峰值速率)
33.HARQ
(1)目的:为了克服无线移动信道时变和多径衰落对信号传输的影响,可以采用基于前向纠错(FEC)和自动重传请求(ARQ)等差错控制方法,来降低系统的误码率,确保服务质量。
(2)HARQ两种运行方式
跟踪或软合并方式:数据在重传时,与初次发射时的数据相同;
递增冗余方式:重传时的数据与发射的数据有所不同。
后一种方式的性能要优于第一种,但在接收端需要更大的内存。终端的缺省内存容量是根据终端所能支持的最大数据速率和软合并方式设计的,因而在最大数据速率时,只可能使用软合并方式。而在使用较低的数据速率传输数据时,两种方式都可以使用。
(3)同步HARQ和异步HARQ
同步HARQ:每个HARQ进程的时域位置被限制在预定义好的位置,这样可以根据HARQ进程所在的子帧编号得到该HARQ进程的编号。同步HARQ不需要额外的信令指示HARQ进程号。
异步HARQ:不限制HARQ进程的时域位置,一个HARQ进程可以在任何子帧。异步HARQ可以灵活的分配HARQ资源,但需要额外的信令指示每个HARQ进程所在的子帧。
在LTE系统中,下行链路采用异步自适应的HARQ技术,上行链路采用同步HARQ技术
34.小区间干扰消除的原理是对小区内的干扰信号进行某种程度的解调甚至解码,然后利用接收机的处理增益,从接收机信号中消除干扰信号分量。在LTE系统中采用了干扰抑制合并(Interference Rejection Combining,IRC)技术,是一种最简单的干扰消除技术
35.物理层主要功能:
(1)传输信道的错误检测并向高层提供指示;
(2)传输信道的前向纠错(FEC)编解码;
(3)混合自动重传请求(HARQ)软合并;
(4)编码的传输信道与物理信道之间的速度匹配;
(5)编码的传输信道与物理信道之间的映射;
(6)物理信道的功率加权;
(7)物理信道的调制和解调;
(8)频率和时间同步;
(9)射频特性测量并向高层提供指示;
(10)多输入多输出(MIMO)天线处理;
(11)传输分集;
(12)波束形成;
(13)射频处理;
LTE系统带宽配置灵活支持1.4、3、5、10、15、20MHZ。
36.LTE帧结构
(1)LTE在空中接口上支持两种帧结构:Type1和Type2,其中Type1用于FDD模式;Type2用于TDD模式,两种无线帧长度均为10ms。
(2)在FDD模式下,10ms的无线帧分为10个长度为1ms的子帧(Subframe),每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙(slot)组成
(3)TD-LTE系统的无线帧结构中,10ms的无线帧包含两个半帧,长度各为5ms。每个半帧包含5个子帧,长度为1ms
37.LTE物理资源
(1)资源单元(RE,Resource Element):对于每一个天线端口,一个OFDM或者SC-FDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元。
(2)资源单元组(REG,Resource Element Group):一个REG包括4个连续未被占用的RE。REG主要针对PCFICH和PHICH速率很小的控制信道资源分配,提高资源的利用效率和分配灵活性。
(3)控制信道单元(CCE,Control Channel Element):每个CCE由9个REG组成,之所以定义相对于REG较大的CCE,是为了用于数据量相对较大的PDCCH的资源分配。每个用户的PDCCH只能占用1,2,4,8个CCE,称为聚合级别。
(4)资源块(RB,Resource Block):一个时隙中(0.5ms,7个OFDM符号),频域上连续的宽度为180kHz(12*15)的物理资源称为一个资源块。
38.下行信道映射
39.上行参考信号
上行参考信号包括两种:DMRS和SRS。前者和数据或上行控制信令一起发送,主要用于数据的相关解调;后者由高层信令调度,主要用于信道测量,实现上行频率选择性调度。
SRS信号的主要作用为:
(1)用作上行信道探测,进行上行信道质量测量以获取UE的CQI信息(获得MCS等级),用于上行信道调度;
(2)TDD模式下,可以利用上下行信道对称性获得下行信道质量信息。
40.物理层过程
小区搜索,小区选择,小区重选(同频小区重选&异频小区重选),随机接入
41.随机接入条件:UE通过随机接入过程(Random Access Procedure)与cell建立连接并取得上行同步。只有取得上行同步,UE才能进行上行传输。
42.随机接入的目的:获得上行同步;为UE分配一个唯一的标识C-RNTI(申请上行资源)
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