精品文档_5GNR物理层解析(物理层帧结构、物理信道、随机接入)
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内容提要
华信5G网络规划设计技术丛 书
序
第一章 移动通信发展历程
1.2 通信标准的 编制过程
1.1 移动通信系 统
1.3 5G NR标准 体系架构综述
1.1.1 2G的发展 历程
1.1.2 3G的发展 历程
1.1.3 4G的发展 历程
1.1.4 5G的发展 历程
第二章 5G系统概述
4.3.3 资源块 4.3.4 BWP
4.4.1 伪随 机序列的产
生
4.4.2 低峰 均比序列的 产生
第五章 下行物理信道和信号
5.1 SS/PBCH块 5.2 PDCCH
5.3 PDSCH 5.4 CSI-RS
5.1.2 PSS和SSS
5.1.1 SS/PBCH 块
5.1.3 PBCH和 PBCH的D Nhomakorabea-R...
2.4.3 SA架构和 NSA架构的综合 比...
2.4.4 演进路线
2.5.2 CU-DU切 分选项
2.5.1 CU-DU架 构标准
2.5.3 CU-DU切 分对前向回传的
影...
第三章 5G频谱和信道安排
3.2 信道带宽
3.1 工作频段
3.3 信道安排
3.3.2 信道栅格
3.3.1 信道间距
2.1 5G的需 1
求
2.2 5G NR 2
物理层架构设 计
3 2.3 NG-
RAN的架构
4 2.4 5G网络
部署模式
5 2.5 CU和DU
的切分
2.3.1 整体架 1
构
2.3.2 网元功 2
能
3 2.3.3 网络接
口
4 2.3.4 无线协
5G 物理层协议解读
pdcch-ConfigSIB1:
Determines a common ControlResourceSet (CORESET), a
common search space and necessary PDCCH parameters.
subCarrierSpacingCommon:
SSB周期内只能搜一个频点，则GSCN在20*70=1.4s内完成搜网，而ARFCN方式需要133.34s，ARFCN方式在NSA架构下可以由
LTE直接告知终端频点，无需盲搜，但在SA架构下这是不可忍受的，只能使用GSCN方式。
MIB消息：信元
Cell search完成后，终端下行时频同步并解调PBCH信道获取MIB消息内容；获取MIB的目的是由此获取其他系统消息，最终让终端
2
10ms 无线帧
9
10
U
D
8
U
3
4
11
D
12
D
5
13
S
14
U
6
15
D
7
16
D
17
S
8
18
U
19
U
9
第一个2.5ms pattern1：
nrofDownlinkSlots:3,下行3个slot，从2.5ms的第一个slot开始数3个；
nrofUplinkSlots：1，上行1个slot，从2.5ms的最后一个slot开始数1个；
CRB27
CRB26
CRB25
CRB24
CRB23
CRB22
CRB21
CRB20
CRB19
5.10.55g技术_5g网络无线物理信道及帧结构
• 小区PDCCH时域上占据1个Slot的前几个符号，最 多为3个符号
• PDCCH时域位置： PDCCH信道在D slot和S slot 上映射，默认从第一个符号开始
Indication（PI）
1~3 symbol（MIB或RRC配置）
Initial BWP
4/8/16 DMRS ¼密度 时域优先交织映射
MIB或RRC配置
RRC信令配置
UE-Specific PDCCH 用户级数据调度和功控信息调度
1~3 symbol（RRC信令配置） Dedicated BWP（最大支持全 带） 1/2/4/8/16
CRS
CRS
DMRS CSI-RS
CRS、UE-RS CRS，CSI-RS
\
\
功能 小区下行同步 小区下行测量
PDCCH,PBCH相干解调
PDSCH相干解调 CSI报告
Beam Management （NR新增功能）
相位跟踪（NR新增功能）
NR RS SS（PSS/SSS)
CSI-RS/SSB DMRS for PBCH DMRS for PDCCH DMRS for PDSCH
Aggregation level 1 2 4 8 16
Number of CCEs 1 2 4 8 16
8CCE
不同聚集级别盲检次数
4CCE 2CCE 1CCE
CCE 0 1 2 3 4 5 6 7
17
CCE最大盲检次数
ｕｅ 用ｒｎｔｉ与ｃｒｃ进行效验，如果成功就是自己需要的ｐｄｃｃｈ。
5G-NR物理层过程(控制)
同步过程小区搜索小区搜索过程是UE获得和小区时间和频率同步，并检测物理层小区ID的过程。
为进行小区搜索，UE需接收下列同步信号：主同步信号（PSS）和辅同步信号（SSS）。
主辅同步信号在TS38.211中定义。
UE应假设PBCH、PSS和SSS在连续的OFDM符号内接收，并且形成SS/PBCH块。
对于半帧中的SS/PBCH块，候选SS/PBCH块的OFDM符号索引号和第1个OFDM 符号索引根据下列情况确定：o15KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{2,8}+ 14*n。
对于载波频率小于等于3GHz，有n=0,1。
对于载波频率大于3GHz且小于6GHz，有n=0,1,2,3。
o30KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{4,8,16,20} +28*n。
对于载波频率小于等于3GHz，有n=0。
对于载波频率大于3GHz且小于6GHz，有n=0,1。
o30KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{2,8}+ 14*n。
对于载波频率小于等于3GHz，有n=0,1。
对于载波频率大于3GHz且小于6GHz，有n=0,1,2,3。
o120KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{4,8,16, 20}+28*n。
对于载波频率大于6GHz，有n=0,1,2,3,5,6,7,8,10,11,12, 13,15,16,17,18。
o240KHz子载波间隔：候选SS/PBCH块的第1个OFDM符号有索引{8,12,16, 20,32,36,40,44}+56*n。
对于载波频率大于6GHz，有n=0,1,2,3,5,6,7, 8。
一个半帧中的候选SS/PBCH块在时域上以升序从0到L−1]L−1]进行编号。
对于L=4L=4或L>4L>4，UE应根据与每个半帧内SS/PBCH块索引一一对应的PBCH 中传输的DM-RS序列索引，分别确定SS/PBCH块索引的2或3个LSB比特。
5G-NR物理信道与调制
伪随机序列生成
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,…,MPN−1n=0,1,…,MPN−1，由下式定义
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+2),b(i+3),b(i+4),b(i +5)根据下式映射为复值调制符号 xx x=142−−√[(1−2b(i))(4−(1−2b(i+2))(2−(1−2b(i+4)))) +j(1− 2b(i+1))(4−(1−2b(i+3))(2−(1−2b(i+5))))]x=142[(1−2b(i))(4−(1−
载波聚合
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 16 个服务小区中的每一个。
通用函数
本文档仅用于通信从业者学习交流
调制映射器
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。
π/2-BPSK
对于π/2-BPSK 调制，比特 b(i)b(i)根据下式映射为复值调制符号 xx x=ejiπ/22–√[(1−2b(i))+j(1−2b(i))]x=ejiπ/22[(1−2b(i))+j(1−2b(i))] BPSK
5GNR物理层5GPHY层概述
5GNR物理层5GPHY层概述简介：2017年12⽉发布了第⼀个规范，该规范⽀持NSA（⾮独⽴），其中符合5G规范的UE依赖现有LTE进⾏初始访问和移动性。
2018年6⽉，SA版本的5G NR规格已完成，可独⽴于LTE运⾏。
5G NR技术有3个不同的⽤例，即。
eMBB（增强型移动宽带），mMTC（⼤型机器类型通信）和URLLC（超可靠的低延迟通信）。
3GPP TS 38.200系列⽂档中指定了5G PHY层。
5G NR⽹络即有两个主要组成部分。
UE（即移动⽤户）和gNB（即基站）。
5G NR⽀持两个频率范围FR1（低于6GHz）和FR2（毫⽶波范围，24.25⾄52.6 GHz）。
NR使⽤从LTE中使⽤的基本15 KHz⼦载波间隔中得出的灵活⼦载波间隔。
因此，选择CP长度。
µΔF= 2 µ 0.15循环前缀015KHz普通的130 KHz普通的260KHz普通，扩展3120KHz普通的4240KHz普通的5480KHz普通的⼀个5G NR帧的持续时间为10ms。
⼀帧具有10个⼦帧，每个⼦帧具有1ms的持续时间。
每个⼦帧的时隙数取决于⼦载波间隔。
根据循环前缀类型，每个时隙可以具有14个OFDM符号或12个OFDM符号。
对于15 KHz为1 ms，对于30 KHz为500 µs，依此类推。
15 KHz的⼦载波间隔每个⼦帧占⽤1个时隙，30 KHz的⼦载波间隔每个⼦帧占⽤2个时隙，依此类推。
每个时隙分别基于正常CP和扩展CP占⽤14个OFDM符号或12个OFDM符号。
每个5G NR帧被分为两个相等⼤⼩的半帧，每个半帧中有5个⼦帧。
半帧-0由⼦帧0⾄4组成，半帧1由⼦帧5⾄9组成。
上⾏链路帧i在下⾏链路帧i之前的提前的开始时间为T TA 。
T TA =（N TA + N TA，偏移量）* Tc其中，物理层时间单位Tc = 1 /（Δfmax* Nf）Δfmax= 480 KHz，Nf = 4096Tc = 0.509 ns 在时域中称为采样时间K = LTE采样时间/ 5G NR采样时间= Ts / Tc➤K= 64N TA，偏移量在TS 38.133⽂件中按表7.1.2-2定义。
5GNR性能需求和物理层设计要点分析
5G NR性能需求和物理层设计要点分析摘要：无线网络接入大量智能终端后，移动通讯数据爆炸式增长，5G NR的应用，具有更高灵活性、传输速率及可靠性，广受国内外关注。
为提高5G NR运行效率，文章以5G NR性能需求为切入点，从频率设计、波形设计、子载波间隔、信道设计这几方面出发，明确物理层设计要点，从而为相关工作者提供参考。
关键词：5G NR；性能需求；物理信道；设计要点前言：自中国广电、中国电信、中国联通及中国移动获得5G牌照后，建设5G网络速度也随之加快，2020年三大运营商基于规模测试实现预商用，完成规模部署，5G凭借其低时延、高速率、设备海量接入的优势，实现大规模商用。
5G设计新一代移动通信网络，具有“复杂”且“灵活”的技术特点，为应对更多复杂场景挑战，5G NR应当做好物理层面设计，承载更多控制信息和用户数据，从而提高视频资源灵活性，适用于高可靠性、高速率的业务场景。
1 5G NR性能需求5G是移动物联网和互联网需求下产生，能够为人们提供可靠、快速的网络，国际电信联盟将5G划分为大规模机器类型通信（eMTC）、增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低时延通信（uRLLC）[1]。
其中，uRLLC多用于工业领域，包括自动驾驶移动、远程医疗、机器自动响应等，对于时延较为敏感；eMBB是增加带宽满足人们数字生活要求，适应虚拟现实，增强现实应用程序；eMTC为高吞吐智能城市，多为大规模物联网项目，能够提供较高网络密度。
而5G场景性能需求及技术见表1。
表1 5G场景关键性能场景性能需求关键技术大规模机器类型通信体验速率100Mbit/s新型多址技术、大规模天线阵列增强型移动宽带体验速率1Gbit/s；流量密度10Tbit/s/k㎡；峰值流速10Gbit/s新型多址技术、大规模天线阵列、超密集组网超可靠低时延通信端到端时延ms量级；空口时延1ms；可靠性近似100%移动边缘计算、D2D技术、新型多址技术物理层处于无线通信最底层，负责基站和终端见比特流数据传输的功能，也是5G系统核心部分，物理层结构借鉴4G部分，增加灵活创新部分，具体如下：1.参数集。
5G物理层深度解析(下)
的关键参数是这种格式的子载波间隔较宽，达到5KHz，可以有效对抗多普勒频偏。 • Format2 长度为4.3ms，是中移推动的，这种格式强调加强前导序列的累计能量，从而可以对抗普通覆盖下
value Unrestrictedset
0
0
1
13
2
15
3
18
4
22
5
26
6
32
7
38
65
➢ 以L=839为例，逻辑根序列索引为20时，对应的u=2，下一个根序列索引 对应u=837，zeroCorrelationZoneConfig=6，即 NCS=32
➢ v=0,1.....,25 (839/32)下取整=26个循环移位 ➢ C v =0,32,64,....832
69
PRACH短格式
n 短序列：5G NR支持9种长度为139的Preamble格式，支持子载波间隔为 {15,30,60,120}KHz（低频FR1时支持15及30KHz，高频FR2时支持60,120KHz），短格式 不需要配置限制集，仅支持非限制集。
短序列的子载波间隔通过RACH参数msg1-SubcarrierSpacing配置
n ZC序列的定义
➢ ZC根序列的定义，长度为139或 839，u值由系统消息下发的逻辑 根索引配置值查表得出。
jui(i1)
xu(i) e LRA ,i 0,1,...,LRA 1
➢ 经过循环移位后的ZC序列集合。
5GNR系列（四）物理下行共享信道（PDSCH）物理层过程详解
5GNR系列（四）物理下⾏共享信道（PDSCH）物理层过程详解⼀、传输块CRC附加（⼀）⽅法步骤通过循环冗余校验(CRC)在每个传输块上提供错误检测。
整个传输块⽤于计算CRC奇偶校验⽐特。
传送到层1的传输块⽐特记为\(a_{0}, a_{1}, a_{2}, a_{3}, \dots, a_{A-1}\)，奇偶校验⽐特记为\(p_{0}, p_{1}, p_{2}, p_{3}, \dots, p_{L-1}\)，其中\(A\)是有效载荷的⼤⼩，\(L\)是校验⽐特的位数。
最低阶信息位\(a_{0}\)被映射到传输块的最有效位。
奇偶校验位根据协议所述规则计算并附加到DL-SCH传输块。
当\(A>3824\)时，设置\(L\)为24⽐特，并使⽤⽣成多项式\(g_{\mathrm{CRC} 24 \mathrm{A}}(D)\)；否则，设置\(L\)为16⽐特，并使⽤⽣成多项式\(g_{\mathrm{CRCl} 6}(D)\)。
CRC附加之后的⽐特记为\(b_{0}, b_{1}, b_{2}, b_{3}, \ldots, b_{B-1}\)，其中\(B=A+L\)。
（⼆）流程图⼆、码块分割及CRC附加（⼀）⽅法步骤码块分割的输⼊⽐特序列记为\(b_{0}, b_{1}, b_{2}, b_{3}, \dots, b_{B-1}\)，其中\(B>0\)。
如果\(B\)⼤于最⼤码块长度\(K_{\mathrm{cb}}\)，则需要进⾏码块分割，并对分割后得到的各个码块添加24⽐特CRC校验序列。
码块分割的输出⽐特记为\(c_{r 0}, c_{r 1}, c_{r 2}, c_{r 3}, \dots, c_{r\left(K_{r}-1\right)}\)，其中\(0 \leq r<C\)表⽰码块编号，\(K_{r}=K\)表⽰每个码块中的⽐特数。
1.确定最⼤码块长度\(K_{\mathrm{cb}}\)对于BG1，最⼤码块长度为：\(K_{\mathrm{cb}}=8448\)对于BG2，最⼤码块长度为：\(K_{\mathrm{cb}}=3840\)2.确定码块数\(C\)当\(B \leq K_{\mathrm{cb}}\)时，不需要进⾏码块分割，即码块数\(C=1\)，码块长度\(B^{\prime}=B\)，不添加CRC，\(L=0\)。
5G NR无线通信网络物理层关键技术
２０１９ 年第 ０２ 期 １
移动通信
图 １ （ 基于 ３８．３００⁃５．１） 下行链路和上行链路的波形生成的示意流程图
表 １ ＮＲ 支持的相关参数
Ｎｕｍｅｒｏｌｏｇｙ ０ １ ２ ３ ４
Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ Ｓｐａｃｉｎｇ（ ｋＨｚ） １５ ３０ ６０ １２０ ２４０
ＳＣＳ（由基准 ＳＣＳ 乘以整数 Ｎ 扩展而成） 中，ＮＲ 选用 １５ ｋＨｚ 作为基准 ＳＣＳ。 ＮＲ 配置了 ５ 种子载波间隔：１５ ｋＨｚ、３０ ｋＨｚ、６０ ｋＨｚ、１２０ ｋＨｚ 和 ２４０ ｋＨｚ，值得注意的 是在 ＬＴＥ 只支持一种子载波间隔 １５ ｋＨｚ。
移动通信
５Ｇ＋ＮＲ 无线通信网络物理层关键技术
张祥宾
广东南方电信规划咨询设计院有限公司惠州分公司，广东 惠州 ５１６０００
摘要：为满足多样化的业务需求，５Ｇ 网络将在帧结构、多址接入、信道编码、频谱和架构演进等方面进行全面的创 新，从而对 ５Ｇ 网络建设提出了巨大的挑战。 物理层是形成任何无线技术的骨干，５Ｇ 物理层需具有更加灵活和可 伸缩的设计，以支持具有极端（ 有时是矛盾的） 需求的各种场景，以及广泛的频率和部署选项。 关键词：波形；帧结构；子载波；帧结构技术；带宽频率 中图分类号：ＴＮ９２９．５
另外，由于 ＮＲ 频段可能在 １００ ＧＨｚ 以上，因此波 形设计也取决于频率范围。 除高频所需带宽较大，天 线增益高也会形成更窄的波束，还需要应对范围减小 （ｒｅｄｕｃｅｄ ｒａｎｇｅ）、高相位噪声以及多普勒频移高等方 面的挑战，这些都需要通过采用新波形和参数设计（ 如 能量效率、子载波间隔和导频密度）来解决［２］ 。
别的要求也有所不同。 （１） 对于 ｅＭＢＢ（ 包括毫米波） ，波形设计应当满
5G_NR_物理层资源介绍
2）检查SSB频域是否在BWP内 计算BWP频域范围：带宽20M， DL_ARCN428000， BWP下边界：428000*5/1000-10+0.46=2130.46 M上边界： 428000*5/1000+10-0.46=2149.54M BWP频域范围 2130.46~2149.54
0.46M
part1 Guardband
offset to carrier
part2
PointA
NR 物理层资源配置 —— SSB(NSA)
NSA 中在已知PointA 和 中心频点的位置后，SSB position 并不唯一，只需满足以下两个条件即可；
1，NR中由于带宽较大，为减少UE搜网时间，单独规划了SSB的同步栅格，SSB 的ARFCN需要满足 SSB GSCN规则，table 5.4.3.1-1显示了SSB GSCN 频率规划。
LTE中RB代表了频域12个子载波，时域1个slot,频域大小固定为180K， 在NR中，RB仅代表频域12个子载波， 大小取决于子载波间隔，且不同的频域资源的子载波间隔是分别配置的。
3 NR中频域有哪些栅格。
1）全局频率栅格，NR的最小栅格， 最基础的频率栅格，协议中针对不同的频率范围，规划了三种全局频 率栅格。 2）频段栅格， NR 中针对不同的band重新规划了频段栅格，频段栅格是栅格的子集，0不同band步长不同， 网络规划中心频点的时候需要依据band栅格来配置。 3）同步栅格,为较少UE扫频时间新规划的更宽的栅格。
5G培训课件-帧结构和物理资源v1.01
–
不同子载波间隔下CP长度定义：
1
1
0 12 3
1
CP,l
对于NCP （Normal CP） ：每0.5ms的第一
个符号的CP比其他符号长；
512 2
4 2 16
14
144 2
extended cyclic prefix
normal cyclic prefix, l 0 or l 7 2
12
1
Numerology
2
时域资源
3
频域资源：RB，RBG，REG，CCE，BWP
4
物理信道
Huawei Confidential
频域资源基本概念
One subfram e
RG : Resource Grid
–
–
–
物理层资源的最小粒度；
频域：1个子载波；
时域：1个OFDM符号；
c
N sRB
Resource
号长度，CP长度等参数；
时域资源
CP
循环前缀
Symbol
符号长度
Numerology
(系统参数）
SCS确定了符号
长度和时隙长度
SCS
子载波间隔
基本调度单位
Slot
时隙
1 Slot = 14 symbols
1RB= 12 SC(子载波)
1 Subframe = 1ms
1RBG = 2~16 RB
RBG
资源块组
RB
资源块
频域资源
空域资源
Subframe
子帧
Frame
无线帧
5G物理层深度解析(上)
逻辑信道 传输信道 物理信道
逻辑信道 传输信道 物理信道
物理信道
n 下行定义的物理信道如下：
u 物理下行共享信道 Physical Downlink Shared Channel （PDSCH） u 物理下行控制信道 Physical Downlink Control Channel （PDCCH） u 物理广播信道 Physical Broadcast Channel（PBCH）
n 下行物理信号：
u 解调参考信号（Demodulation reference signals，DM-RS）PDSCH、PDCCH和PBCH使用 u 相位跟踪参考信号（Phase-tracking reference signals，PT-RS） u 信道状态信息参考信号（Channel-state information reference signal，CSI-RS） u 主同步信号（Primary synchronization signal，PSS） u 辅同步信号（Secondary synchronization signal，SSS）
n 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宽，以 零功率发送，PBCH RE = 432，使用天线端口4000
n UE搜索到PSS和SSS后，可以获得小区PCI，共1008个
NR物理信号
n 上行物理信号：
u 解调参考信号（Demodulation reference signals，DM-RS）PUCCH和PUSCH使用 u 相位跟踪参考信号（Phase-tracking reference signals，PT-RS） u 探测参考信号（Sounding reference signal，SRS）
5GNR-总体架构与物理层
5GNR-总体架构与物理层⼀ NR总体架构与功能划分1.1 总体架构 NG-RAN节点包含两种类型： l gNB：提供NR⽤户平⾯和控制平⾯协议和功能 l ng-eNB：提供E-UTRA⽤户平⾯和控制平⾯协议和功能 gNB与ng-eNB之间通过Xn接⼝连接，gNB/ng-eNB通过NG-C接⼝与AMF（Access and Mobility Management Function）连接，通过NG-U接⼝与UPF（User Plane Function）连接。
5G总体架构如下图所⽰，NG-RAN表⽰⽆线接⼊⽹，5GC表⽰核⼼⽹。
1.2 功能划分 5G⽹络的功能划分如下图所⽰。
NG-RAN包含gNB或ng-eNB节点，5G-C⼀共包含三个功能模块：AMF，UPF和SMF（Session Management Function）。
1.2.1gNB/ng-eNB l ⼩区间⽆限资源管理Inter Cell Radio Resource Management（RRM） l ⽆线承载控制Radio Bear（RB）Control l 连接移动性控制 Connection Mobility Control l 测量配置与规定Measurement Configuration and Provision l 动态资源分配Dynamic Resource Allocation1.2.2AMF l NAS安全Non-Access Stratum（NAS） Security l 空闲模式下移动性管理Idle State Mobility Handling1.2.3UPF l 移动性锚点管理 Mobility Anchoring l PDU处理（与Internet连接）PDU Handling1.2.4SMF l ⽤户IP地址分配 UE IP Address Allocation l PDU Session控制1.3 ⽹络接⼝1.3.1NG接⼝ NG-U接⼝⽤于连接NG-RAN与UPF，其协议栈如下图所⽰。
5G NR物理层概述
5G NR物理层概述(第16版)目录1范围 (2)2参考文献 (3)3定义、符号和缩写 (3)3.1定义 (3)3.2符号 (3)3.3专业缩写词 (4)4第一层的一般描述 (5)4.1与其他层的关系 (5)4.1.1通用协议架构 (5)4.1.2向更高层提供的服务 (6)4.2第1层的一般描述 (6)4.2.1多路访问 (6)4.2.2物理通道和调制 (6)4.2.3信道编码 (7)4.2.4物理层协议 (7)4.2.5物理层测量 (8)5物理层规范的文档结构 (8)5.1概览 (8)5.2TS 38.201:物理层；概述 (8)5.3TS 38.202:物理层提供的物理层服务 (8)5.4TS 38.211:物理信道和调制 (9)5.5TS 38.212:多路复用和信道编码 (9)5.6TS 38.213:物理层控制程序 (9)5.7TS 38.214:数据的物理层程序 (10)5.8TS 38.215:物理层测量 (10)5.9TS 37.213:共享频谱信道接入的物理层程序 (10)1范围本文件提供了天然橡胶无线电接口物理层的一般描述。
本文档还描述了3GPP物理层规范，即TS 38.200系列的文档结构。
2参考文献下列文件所载条款，通过在本文件中的引用，构成本文件的条款。
[1]3GPP TR 21.905:“3GPP规范词汇”[2]3GPP TS 38.202:“NR；物理层提供的服务”[3]3GPP TS 38.211:“NR；物理信道和调制”[4]3GPP TS 38.212:“NR；多路复用和信道编码”[5]3GPP TS 38.213:“NR；物理层控制程序”[6]3GPP TS 38.214:“NR；数据的物理层程序”[7]3GPP TS 38.215:“NR；物理层测量”3定义、符号和缩写3.1定义就本文件而言，TR 21.905 [1]中给出的术语和定义及以下内容适用。
本文件中定义的术语优先于TR 21.905 [1]中相同术语的定义(如果有)。
5G物理层深度解析上课件
n 物理层概述 n NR下行物理信道 n NR下行物理信号
基础概念
n PointA：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。
n 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。
n PRB（Physical Resource Blocks）
UE使用8种DMRS初始化序列去盲检PBCH信道。
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半帧指示
当L=64时，SSB索引高3位
k 当L=4/8时， aA5 是 SSB 的高1位
aA6,aA7 保留
Kssb字段
n SSB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
dmrs-TypeA-Position
ENUMERATED {pos2, pos3},
pdcch-ConfigSIB1
PDCCH-ConfigSIB1,
cellBarred
ENUMERATED {barred, notBarred},
intraFreqReselection
ENUMERATED {allowed, notAllowed},
n 各物理信道处理有差异，并不完全包括所有的过程。
M
基 带
A
信
C
号
传输信道
物理信道
数据调制
n NR 支持的调制方式包括π/2-BPSK，BPSK，QPSK，16QAM，64QAM，
256QAM，各物理信道采用的调制方式如下：
物理信道类型 物理信道名称
数据调制方式
上行信道 PUSCH
1017-5G NR V2X物理层结构
5G NR V2X物理层结构RAN1#94bis在sidelink物理层结构方面取得了重大进展，并在numerology、资源池和PSSCH/PSCCH复用方面做出了重要决策。
但还有一些未决策，如：●使用哪种波形（CP-OFDM或DFT-SOFDM）●哪个CP长度要支持哪个SCS●支持PSCCH/PSSCH复用的选项有哪些●是否为sidelink定义BWP，BWP和RP之间的关系是什么●SCI和SFCI包括什么，以及如何传达mode 1的SCI和SFCI●RS设计NumerologyNR sidelink在Uu口支持给定频率范围内的SCS，即FR1中的{15,30,60 kHz}和FR2中的｛60,120 kHz}，并为每个SCS定义正常CP长度。
此外，还支持60kHz的扩展CP，如表1所示。
表1： NR Uu Numerology具有更长的CP长度使得UE能够处理更大的延迟扩展并容忍更大的同步误差。
然而，这是有代价的：扩展CP（20%）的开销比普通CP（6.6%）大得多。
因此，应支持正常CP长度，以确保低开销通信。
对于sidelink，由于传播延迟导致的到达时间（TOA：Time of Arrival）差异可能很大。
表2显示了在理想条件下，根据CP长度（与表1类似，但具有距离），可容忍的最大TOA。
作为参考，UE之间的通信范围高达1000m（扩展传感器用例），扩展CP可支持60kHz。
表2：理想条件下CP长度和最大支持范围WaveformDFT-s-OFDM具有比CP-OFDM更低的峰均比，尤其是对于低调制阶数。
这在一些实现中可能有助于省电，但对于连接到12V/48V电池的车载UE来说不是一个重要问题。
此外，DFT-s-OFDM对链路性能有显著影响。
图1（a）显示了根据TR 37.885的链路级假设，在FR1中不同速度下，对于16-QAM和64-QAM，DFT-s-OFDM与CP-OFDM的性能比较。
NR物理层概述
5G-NR物理层协议由如下7个规范构成。
[1]3GPP TS38.201:“NR物理层概述”[2]3GPP TS38.202:“NR物理层提供的服务”[3]3GPP TS38.211:“NR物理信道与调制”[4]3GPP TS38.212:“NR复用与信道编码”[5]3GPP TS38.213:“NR物理层过程（控制）”[6]3GPP TS38.214:“NR物理层过程（数据）”[7]3GPP TS38.215:“NR物理层测量”NR物理层概述与其他层的关系总体协议架构本部分描述的无线接口指用户终端（UE）和网络之间的接口，包括L1，L2和L3。
3GPP TS 38.200系列规范对L1（物理层）进行描述。
L2和L3的描述见TS38.300系列规范。
图1无线接口协议体系结构图1显示的是与物理层相关的NR无线接口协议体系结构。
物理层连接L2的媒体介入控制子层（MAC）、以及L3的无线资源控制（RRC）层。
图中不同层/子层之间的圈表示服务接入点（SAPs）。
物理层向MAC层提供传输信道。
传输信道的特性通过信息在无线接入口上的传输方式确定。
MAC向L2的无线链路控制（RLC）子层提供不同的逻辑信道。
逻辑信道的特性通过传输信息的类型确定。
提供给上层的服务物理层向高层提供数据传输服务，这些服务的接入是通过使用MAC子层的传输信道实现的。
具体内容详见[2]。
物理层概述多址接入NR物理层多址接入方案基于OFDM+CP。
上行链路支持DFT-s-OFDM（Discrete Fourier Transform-spread-OFDM）+CP。
为支持成对和不成对的频谱，FDD和TDD 都被支持。
L1基于资源块以带宽不可知的方式定义，从而允许NR L1适用于不同频谱分配。
一个资源块（RB）以给定的子载波间隔占用12个子载波。
一个无线帧时域为10ms，由10个子帧组成，每个子帧为1ms。
一个子帧包含1个或多个相邻的时隙，每个时隙有7或14个相邻的符号。
无线网物理层过程
物理层过程-下行同步
核心网
子帧0(下行)
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
特殊子帧
子帧2(上行)
S1
下行同步
5G
#2
SSC(Secondary PSC(Primary Synchronization Synchronization Channel)
Channel)
下行同步是UE进入小区后要完成的第一步，只有完成 下行同步，才能开始接收其他信道（如广播信道）并 进行其他活动。
• Power boosting时，
• 有RS的PDSCH EPRE=10lg[20*1000/*(12*100)]=12dBm • RS EPRE=（总功率-PDSCH功率）/2=15dBm
● 激PD活SCPoHw的e功rb率o高os3tdi nBg或时6，dBRS的功率可以配置为比
PRB中各信道RE及导频分布图
PDSCH
RS
分为两类：有RS的PDSCH、无RS的PDSCH
PB
0 1 2 3
B
/
A
有RS的PDSCH上每个 RE的功率 无RS的PDSCH上每个 RE的功率
单天线端口
2、4天线端口
1
5/4
4/5
1
3/5
3/4
2/5
1/2
• RS EPRE在整个系统带宽内是常数 （-60，50）dBm；且在所有子帧 内是常数( PB=0 )
F1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
F2
0
1
2
3
4
5
6
7