《5G无线网络规划与优化》 课件 第一章 5G网络概述

第1章5G网络概述

1.1

移动通信网络发展概述

1.2

5G网络发展与展望

1.35G网络架构

1.45G网络部署

1.55G空中接口

1.65G网络安全

1.1移动通信网络发展概述 当代移动通信的发展20001980199020102020模拟通信AMPS,TACS数字通信GSM,CDMA~270kbpsWCDMA\CDMA2000\TD-SCDMA~14.4MbpsLTEAdvance~100Mbps5G~10Gbps1ms1MDevices/km24G5G3G2G1G语音业务短信业务图片浏览高清视频海量应用第一代移动通信系统第一代（1stGeneration，1G）移动通信技术：诞生在20世纪40年代。其最初是美国底特律警察使用的车载无线电系统，主要采用大区制模拟技术。从1987年11月中国电信开始运营模拟移动电话业务（TACS制式），2001年12月底中国移动关闭模拟移动通信网（“大哥大”）。1G系统基于模拟通信技术传输，频谱利用率低、系统安全保密性差、数据承载业务难以开展、设备成本高、体积大、费用高等缺陷，最关键的问题是系统容量低，已不能满足日益增长的移动用户的需求。为了解决这些缺陷，第二代（2ndGeneration，2G）移动通信系统应运而生。第二代移动通信系统20世纪80年代中期，欧洲首先推出全球移动通信系统（GlobalSystemforMobilecommunications，GSM）。2G还包括IS-95CDMA、DAMPS、PDCS。GSM体制开放、技术成熟、应用最广泛。IS-95CDMA是北美地区的数字蜂窝标准，800MHz或1.9GHz。码分多址。分为IS-95A和IS-95B两个阶段。2G系统的主要业务是话音，其主要特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能得到较大的提高，并可进行省内、省际自动漫游。弱点：制式、标准不统一，难以进行全球漫游；带宽有限，无法实现高速率的数据业务，如移动多媒体业务。第三代移动通信系统第三代（3rdGeneration，3G）移动通信系统：又被国际电信联盟（InternationalTelecommunicationUnion，ITU）称为IMT-2000，指在2000年左右开始商用并工作在2000MHz频段上的国际移动通信系统。IMT-2000的标准化工作开始于1985年。3G系统最初有3种主流标准：欧洲各国和日本提出的宽带码分多址（WidebandCodeDivisionMultipleAccess，WCDMA）美国提出的码分多址接入2000（CodeDivisionMultipleAccess2000，CDMA2000）中国提出的时分同步码分多址接入（TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess，TD-SCDMA）。第三代移动通信系统（续）多址和网络技术：采用CDMA和分组交换技术，而不是2G系统常用的TDMA和电路交换技术。业务和性能：在话音之外，提供了高质量的多媒体业务，如可变速率数据、移动视频和高清晰图像等，实现多种信息一体化，从而能够提供快捷、方便的无线应用。优点：低成本、优质服务质量、高保密性及良好的安全性能等不足（导致远远不能适应未来移动通信发展的需要）：有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，3种制式之间存在相互兼容的问题；频谱利用率比较低，不能充分地利用宝贵的频谱资源；速率不够高。这些不足。第四代移动通信系统2012年，LTE-Advanced正式被确立为IMT-Advanced（也称4G）国际标准，我国主导制定的TD-LTE-Advanced同时成为IMT-Advanced国际标准。LTE包括TD-LTE（时分双工）和LTEFDD（频分双工）两种制式，我国引领TD-LTE的发展。TD-LTE继承和拓展了TD-SCDMA在智能天线、系统设计等方面具有自主知识产权的关键技术，系统能力与LTEFDD相当。更好的覆盖峰值速率DL:100MbpsUL:50Mbps低延迟CP:100msUP:5ms更低的

CAPEX&OPEX频谱灵活性更高的频谱效率LTE第四代移动通信系统（续）LTE并不是真正意义上的4G技术，而是3G向4G技术发展过程中的一种过渡技术，也被称为3.9G的全球化标准。优点：采用OFDM和MIMO等关键技术，改进并且增强了传统无线空中接入技术。这些技术的运用，使得LTE的峰值速率相比3G有很大的提高。LTE技术改善了小区边缘位置用户的性能，提高了小区容量值，降低了系统的延迟，降低了网络成本。LTE-Advanced：2012年被正式确立为IMT-Advanced（也称4G）国际标准，包括：TD-LTE（时分双工）和LTEFDD（频分双工）两种制式。我国引领了TD-LTE的发展。TD-LTE继承和拓展了TD-SCDMA在智能天线、系统设计等方面的关键技术和自主知识产权，系统能力与LTEFDD相当。第五代移动通信系统2015年10月26日至30日，在瑞士日内瓦召开的2015无线电通信全会上，国际电联无线电通信部门(ITU-R)正式确定了5G的法定名称是“IMT-2020”；5G通过全新的空口能力、服务化的网络架构、切片和边缘计算等技术，为垂直行业提供专属覆盖、网络定制、数据隔离、质量保证的基础连接网络，实现大带宽、低时延、安全可靠的数据传输，满足不同行业应用的通信服务需求。

1.2.14G与5G的对比

1.2.25G的应用场景与性能指标1.2.35G标准组织及标准进展1.2.45G前景展望

1.2

5G网络发展与展望

1.2.24G与5G的对比5G网络具有软件化、云化、服务化等特性，这给5G带来了比肩互联网的灵活性。5G与4G的参数对比5G与4G的各项对比1.2.25G的应用场景与性能指标

5G主要面向三大应用场景:eMBB(EnhancedMobileBroadband，增强型移动宽带)、uRLLC（ultra-ReliableLow-LatencyCommunications，高可靠低时延通信）和mMTC(MassiveMachineTypeCommunication，大规模机器类通信）。5G三大应用场景3x100x峰值速率用户体验速率频谱效率移动性空口时延联接密度(devices/km2)流量密度网络能效IMT-2020100

Mbit/s500

km/h1

ms100万10Mbit/s/m2

UL:10GbpsDL:20GbpsIMT-Advanced5G八大关键性能指标为满足5G多样化的应用场景需求，5G的关键性能指标更加多元化。ITU定义了5G八大关键性能指标：3GPP：第三代合作伙伴计划成立于1998年，由许多国家和地区的电信标准化组织共同组成。3GPPATISETSIARIBTTCCCSATTATSDSI1.2.35G标准组织及标准进展3GPP制定的端到端系统技术主要由手机、无线接入网、核心网和服务四个系统组成，手机上网和接打电话都是通过这四个系统协作实现的。3GPP制定的标准规范以Release作为版本进行管理，Release-15（Rel-15）是第一个版本的5G标准，重点满足eMBB和uRLLC场景的应用需求。5G从3GPPRel-15版本开始Rel-155G基础设计Rel-16移动宽带与垂直业务增强Rel-17

持续增强2017年2018年2019年2020年2021年2022年5G标准演进5G标准的演进方向大致分为三条主线。（1）传统移动宽带业务支持增强。（2）向垂直行业拓展支持增强（3）支持更高的频率。1.2.45G前景展望 5G将渗透到未来社会的各个领域，为不同用户和场景提供灵活多变的业务体验，最终实现“信息随心至，万物触手及”的总体愿景，开启一个万物互联的时代。云游戏

1.3.15G接入网 1.3.25G承载网 1.3.35G核心网 1.3.4

5G网络架构演进

1.35G网络架构 NG-RAN代表5G 接入网NGC代表5G核心网5G网络架构AMF--接入和移动性管理功能实体UPF---用户端口功能实体)5G网络架构全网架构1.3.15G接入网组网方式：CRAN---集中式无线接入网DRAN---分布式无线接入网以云化方式演进：BBU分解成CU和DU两部分。CU部署在边缘数据中心DU可以集中部署在边缘数据中心或者分布式部署在靠近AAU侧1.3.25G承载网

承载网是专门负责承载数据传输的网络。如果说核心网是人的大脑，接入网是四肢，那么承载网就是连接大脑和四肢的神经网络，负责传递信息和指令。基站侧网关（CellSiteGateway，CSG）：移动承载网络中的一种角色名称，该角色处在接入层，负责基站的接入。汇聚侧网关（AggregationSiteGateway，ASG）：移动承载网络中的一种角色名称，该角色位于汇聚层，负责对移动承载网络接入层海量CSG业务流进行汇聚。无线业务侧网关（RadioServiceSiteGateway，RSG）：承载网络中的一种角色名称，该角色处在汇聚层，连接无线控制器。运营商边界路由器（COREProviderEdgeRouter，COREPER）：运营商边缘路由器，由服务提供商提供的边缘设备。光传送网（OpticalTransportNetwork，OTN）：通过光信号传输信息的网络。波分复用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）：一种数据传输技术，不同的光信号由不同的颜色（波长频率）承载，并复用在一根光纤上传输。光交叉连接（OpticalCross-Connect，OXC）：一种用于对高速光信号进行交换的技术，通常应用于光Mesh网络中（网状互连的网络）。核心网主要用于提供数据转发、运营商计费，以及针对不同业务场景的策略控制（如速率控制、计费控制等）功能等。核心网中有3类数据中心（DataCenter，DC）中心DC部署在大区中心或者各省省会城市中区域DC部署在地市机房中边缘DC部署在承载网接入机房中核心网设备一般放置在中心DC机房中。为了满足低时延业务的需要，会在地市和区县建立数据中心机房。核心网设备会逐步下移至这些机房中，缩短了基站至核心网的距离，从而降低了业务的转发时延。1.3.35G核心网5G核心网构架SBA架构--基于服务的架构网络用户面仅有UPF一个网元设备，其他均为控制面网元设备。5G核心网控制面的逻辑功能进行了进一步细分，分离为AMF和SMF两个逻辑节点，并增加了NSSF与NRF网元。5GC与EPC网元对比1.3.45G网络架构演进5G无线网络演进将分散的BBU集中起来，并且把原BBU的非实时部分分割出来重新定义为CU；BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU；BBU的剩余功能重新定义为DU。全联接5G核心网3G核心网软交换4G核心网EPC/VoLTE/NFV2G/固定核心网1990-20052006-20132014-2018全融合接入网络云化全IP核心网基于CloudNative架构的全联接核心网TDM核心网第一波浪潮：2G/PSTN第二波浪潮：3G（IP）第三波浪潮：4G-LTE2019-5G核心网演进华为在2017年发布的首个面向5G商用场景的5G核心网解决方案SOC

为了网络的平滑演进，从网络架构的角度5G标准分为NSA（Non-Standalone，非独立组网）和SA（Standalone，独立组网）两种模式，SA组网架构是5G网络演进的终极目标。NSA与SANSA架构与SA架构多种NSA组网方案

1.4.15G频谱及部署策略

1.4.25G站点方案及部署

1.45G网络部署

容量&自回传覆盖&移动性Sub6G1050403020608070901542635G扩展频段5G主频段GHz可见光毫米波Sub3GC-band在3GPP协议中，5G的总体频谱资源可以分为两个频谱范围FR

(FrequencyRange)。FR1：Sub6G

频段，5G的主用频段，其中3GHz以下的频段称为Sub3G，其余频段称为C-band。FR2：6GHz以上的毫米波，5G的扩展频段，频谱资源丰富。1.4.15G频谱及部署策略中国5G频谱分配预留

40MHZ4960480050004900移动

100MHZ100MHZ，用于室内，具体分配待定33003400广电

60MHZ34003600电信

100MHZ联通

100MHZ移动60MHZ移动

40MHZ350024802555移动（60MHZ）北斗2500保护带25152575联通20MHz滕让新增移动60MHZ原有4G频谱电信20MHz滕让263526552675新增保护带2690雷达2.6G2.6G3.5G3.3G4.8G移动160MHz移动60MHZ251526754G5G5G频谱部署策略5G的部署目标是进行多层次组网，合理使用各种频段。频段类型频段优势频段劣势部署策略

Sub3G频段低，覆盖性能好，小区带宽受限可用频率资源有限，大部分被当前系统占用可选频率资源少，小区初期部署困难，

C-BandNR新增频段，频谱资源丰富，小区带宽大上行链路覆盖较差，上下行不平衡问题比较明显5G主要频段，最大可部署100MHz带宽。上下行不平衡问题可以通过上下行解耦特性来解决。毫米波NR新增频段，小区带宽最大覆盖能力差，对射频器件性能要求高初期部署不作为主要选择，主要作为热点eMBB容量补充，WTTx以及D2D等特殊场景。不同频段的比较与部署策略1.4.15G站点方案及部署NSA组网演进路径宏基站站型--分布式基站（DBS）传统分布式无线接入网DRAN传统集中式无线接入网CRAN云化无线接入网CloudRAN5G基站站点部署方案1.DRAN-部署每站点均独立部署机房BBU与拉远射频单元（RemoteRadioUnit，RRU）共站部署配电供电设备及其他配套设备均独立部署在站点传输方面，DRAN采用各BBU独立星形拓扑架构，每个站点和接入环设备独立连接DRAN-优势优势：（1）BBU与AAU/RRU共站部署，站点回传可根据站点机房实际条件，采用微波或光纤方案灵活组网（2）BBU和AAU/RRU共站部署，CPRI接口光纤长度短，而回传方面单站只需一根光纤，整体光纤消耗低（3）若单站出现供电、传输方面的故障问题，不会对其他站点造成影响DRAN-缺点缺点：（1）站点配套独立部署，投资规模大（2）新站点部署机房时，建设周期长（3）站点间资源独立，不利于资源共享（4）站点间信令交互需要经网关中转，不利于站间业务高效协同2.CRAN-部署多个站点的BBU模块会被集中部署在一个中心机房各站点射频模块通过前传拉远光纤与中心机房BBU连接CRAN-部署在站点传输方面，一般情况下，接入环传输设备直接部署在CRAN机房，各BBU直接连接到接入环传输设备的不同端口中心机房中可以选择两种BBU集中方案。（1）普通BBU堆叠（2）BBU通过通用交换单元（UniversalSwitchingUnit，USU）之类的上层设备互连CRAN-优势优势：CRAN将会是5G无线接入网部署的未来趋势（1）5G的超密集站点组网会形成更多覆盖重叠区，CRAN更适合部署CA、CoMP和单频网（SingleFrequencyNetwork，SFN）等特性，实现站间高效协同，大幅提升无线网络性能。（2）可以简化站点获取难度，实现无线接入网快速部署，缩短建设周期；在不易于部署站点的覆盖盲区可以更容易实现深度覆盖。（3）可通过跨站点组建基带池，实现站间基带资源共享，资源利用方面更加合理。CRAN-缺点缺点：（1）BBU和RRU之间形成长距离拉远，前传接口光纤消耗大，会带来较高的光纤成本。（2）BBU集中在单个机房，安全风险高，机房传输光缆故障或水灾、火灾等问题易导致大量基站故障。（3）要求集中机房具备足够的设备安装空间，同时，还需要机房具备完善的配套设施用于支撑散热、备电（如空调、蓄电池等）的需要。3.CloudRAN架构3.CloudRAN架构无线接入网重构CloudRAN：CU(集中单元)和DU(分布单元)分离DU：BBU实时处理部分CU：BBU非实时处理部分，基于NFV云化部署CloudRAN架构CU和DU的具体切分：新的接口：F1（中传），基于以太网传输承载协议栈划分：各厂商及运营商有8种切分主张R15明确采用Option2，即基于PDCP/RLC切分CloudRAN部署——整体方案在确定CU/DU协议栈功能划分方案和CU云化集中部署架构之后，CloudRAN架构还需要考虑CU和其他网元的对接。包括：用户面功能CU和DU的位置部署DU和射频之间的前传接口部署等问题。CloudRAN部署——MobileCloudEngine解决方案边缘云或区域云，通常包含：CU：CU的功能属于基站功能的一部分，所以部署CU的云数据中心位置一般位于边缘云或区域云。UPF，MEC（移动边缘计算服务器）低时延业务（以无人驾驶业务示例）：DU侧将用户面上行数据送到CU完成相应处理CU将数据转发到UPFUPF再将数据转发至相应的无人驾驶MEC中MEC产生控制命令再反向下行发送至DU。CloudRAN部署——CU、DU位置部署方案Option2场景（时延敏感型）：CU在边缘云数据中心或中心机房下挂BBU较少，CU集中度不高DU适合采用DRAN部署Option1场景（资源共享型）：CU部署在区域云数据中心大量CU高度集中部署DU可采用CRAN或者DRAN\CRAN并存CloudRAN部署——前传接口解决方案传统前传，采用CPRI协议，Option8切分，前传带宽需求巨大5G前传，采用eCPRI协议，Option7切分，前传带宽需求下降为CPRI的1/4DU分布式部署场景，DU距AAU/RRU较近，前传可光纤直驱DU集中式部署场景，DU集中位置距AAU/RRU较远，前传可用波分传输，减少光纤数量，降低传输成本CloudRAN价值CloudRAN架构，大大增加无线接入网的协同程度及资源弹性，便于统一、简化运维：（1）统一架构，实现网络多制式、多频段、多层网、超密网等多维度融合。（2）集中控制，降低无线接入网复杂度，便于实现制式间与站点间高效地业务协同。（3）使用双连接可实现极致的用户体验；避免4G/5G站点间的数据迂回导致的成本抬升和传输时延。（4）软件与硬件解耦，开放平台，促进业务敏捷上线。（5）便于引入人工智能实现无线接入网切片的智能运维管理，适配未来业务的多样性。（6）云化架构实现资源池化、网络按需部署、弹性扩缩容，提升资源利用效率，保护了运营商的投资。（7）适应多种接口切分方案，可以满足不同传输条件下的灵活组网。（8）网元集中部署，节省了机房，降低了运营支出（OperatingExpense，OPEX）。

1.5.15G空中接口协议栈 1.5.25G空中接口物理层处理过程 1.5.35G帧结构及物理资源 1.5.45G空口信道结构 1.5.55G空口下行物理信道/信号 1.5.65G空口上行物理信道/信号

1.55G空中接口 1.5.15G空中接口协议栈 5G用户面增加加入新的协议层SDAP，完成QoS映射功能控制面协议栈用户面协议栈层三：空中接口服务的使用者，即RRC信令及用户面数据；层二：对不同的层三数据进行区分标示，并提供不同的服务；层一：物理层为高层的数据提供无线资源及物理层的处理。Uu接口：RRC层RRC是空中接口控制面的主要协议栈。UE与gNodeB之间传送的RRC消息依赖

于PDCP、RLC、MAC和PHY层的服务。RRC处理UE与NG-RAN之间的所有信令，

包括UE与核心网之间的信令，即由专

用RRC消息携带的NAS信令。携带NAS信令的RRC消息不改变信令内

容，只提供转发机制。

NAS信令RRCPDCPRLCMACPHY系统消息准入控制安全管理小区重选测量上报切换和移动性NAS消息传输无线资源管理Uu接口：RRC层NR中支持3种RRC状态：RRC_IDLE态、RRC_INACTIVE（相比LTE新增）态和RRC_CONNECTED态。RRC_INACTIVE态：类似于RRC_IDLE，将基于参考信号的测量执行小区重选，且不向网络提供测量报告。小区重选之RRC_INACTIVE态：最后提供服务的RAN节点保存UE上下文以及与服务AMF和UPF相关联的UE特定的NG连接。当重选，且UE从RRC_INACTIVE态恢复为RRC_CONNECTED态时，新小区须能从旧小区中获取UE上下文，以重新恢复RRC连接。如获取失败，网络指示UE执行RRC连接建立流程（即重新建立一个新的连接）。Uu接口：SDAP层（ServiceDataAdaptationProtocol，服务数据适配协议)

SDAPPDCPRLCMACPHY用户面增加加入新的协议层；完成流(5GQoSflow)到无线承载(DRB)的QoS映射；在上下行数据包中打上标识QoSflowID(QFI)。Uu接口：SDAP层主要功能：1、负责QoS流与DRB（数据无线承载）之间的映射2、为上下行数据包添加QFI（QoSFlowID）标记3、反射QoS流到DRB的映射（用于上行SDAPPDU）Uu接口：SDAP层SDAP实体用于处理与SDAP相关的流程。每个独立的PDU会话对应一个独立的SDAP实体。也即是说，如果一个UE同时有多个PDU会话，将会建立多个SDAP实体。SDAP实体从上层接收到的数据，或发往上层的数据被称作SDAPSDU；SDAP实体从PDCP层接收到的数据，或发往PDCP层的数据被称作SDAPPDU。多个QoS流可以映射到同一个DRB上。但是在上行，同一时间一个QoS流只能映射到一个DRB上，但后续可以修改并将一个QoS流映射到其他DRB上。Uu接口：PDCP层功能用户面IP头压缩加/解密控制面完整性校验复制检测重排序

路由和重复（双连接场景时）SDAP

PDCPRLCMACPHYUu接口：PDCP层功能（1）对IP报头进行压缩/解压缩以减少空口传输的比特数。（2）对数据（包括控制面数据和用户面数据）进行加密/解密。（3）对数据进行完整性保护。控制面数据必须进行完整性保护，用户面数据是否需要完整性保护取决于配置。（4）基于定时器的SDU丢弃：PDCPSDU丢弃功能主要用于防止发送端的传输buffer溢出，丢弃那些长时间没有被成功发送出去的SDU。（5）路由。在使用SplitBearer的情况下，PDCP发送端会对报文进行路由。（6）重排序和按序递送。在NR中，RLC层只要重组出一个完整的RLCSDU，就送往PDCP层。也就是说，RLC层是不会对RLCSDU（即PDCPPDU）进行重排序的，其发往PDCP层的RLCSDU可能是乱序的。这就要求PDCP的接收端对从RLC层接收到的PDCPPDU进行重排序，并按序递送给上层。Uu接口：PDCP层PDCP层只应用在映射到逻辑信道DCCH和DTCH的无线承载（RadioBearer，RB）上，而不会应用于其他类型的逻辑信道上。也就是说，系统信息（包括MIB和SIB）、Paging以及使用SRB0的数据不经过PDCP层处理，也不存在相关联的PDCP实体。除SRB0外，每个无线承载都对应一个PDCP实体。一个UE可建立多个无线承载，因此可包含多个PDCP实体，每个PDCP实体只处理一个无线承载的数据。基于无线承载的特性或RLC模式的不同，一个PDCP实体可以与1、2或4个RLC实体相关联。对于Non-split承载，每个PDCP实体与1个UMRLC实体（单向）、2个UMRLC实体（双向，每个RLC实体对应一个方向）或1个AMRLC实体（一个AMRLC实体同时支持2个方向）相关联。对于Split承载，由于一个PDCP实体在MCG和SCG上均存在对应的RLC实体，所以每个PDCP实体与2个UMRLC实体（同向）、4个UMRLC实体（每个方向各2个）或2个AMRLC实体（同向）相关联。Uu接口：PDCP层处理流程图Uu接口：PDCP层处理流程–发送端（1）来自RRC层的控制面数据或来自SDAP层的用户面数据（PDCPSDU）会先缓存在PDCP的传输buffer中，并按顺序为每个数据包分配一个“序列号”（SequenceNumber，SN），SN指示了数据包的发送顺序。（2）对用户面数据进行头部压缩处理。头部压缩只应用于用户面数据（DRB），而不应用于控制面数据（SRB）。用户面数据是否进行头部压缩处理是可选的。（3）基于完整性保护算法对控制面数据或用户面数据进行完整性保护，并生成MAC-I验证码，以便接收端进行完整性校验。控制面数据必须进行完整性保护，而用户面数据的完整性保护功能是可选的。（4）对控制面数据或用户面数据进行加密，以保证发送端和接收端之间传递的数据的保密性。除了PDCPControlPDU外，经过PDCP层的所有数据都会进行加密处理。（5）添加PDCP头部，生成PDCPPDU。（6）如果RRC层给UE配置了复制功能，则UE在发送上行数据时，会在两条独立的传输路径上发送相同的PDCPPDU。如果建立了SplitBearer，PDCP可能需要对PDCPPDU进行路由，以便发送到目标承载上。路由和复制都是在PDCP发送实体里进行的。Uu接口：PDCP层处理流程–接收端（1）从RLC层接收到一个PDCPDataPDU后，会先移除该PDU的PDCP头部，并根据接收到的PDCPSN以及自身维护的HFN得到该PDCPDataPDU的RCVD_COUNT值，该值对后续的处理至关重要。（2）使用与PDCP发送端相同的加解密算法对数据进行解密。（3）对解密后的数据进行完整性校验。如果完整性校验失败，则向上层指示完整性校验失败，并丢弃该PDCPDataPDU。（4）判断是否收到了重复包，如果是，则丢弃重复的数据包；如果不是，就将PDCPSDU放入接收buffer中，进行可能存在的重排序处理，以便将数据按序递送给上层。（5）对数据进行头部解压缩。如果解压缩成功，将PDCPSDU递送给上层；如果解压缩失败，解压缩端会将反馈信息发送到压缩端以指示报头上下文已被破坏。Uu接口：RLC层RLC（RadioLinkControl）顾名思义，它主要提供无线链路控制功能。RLC包含TM、UM和AM三种传输模式，主要提供纠错、分段、重组等功能。RLC层位于PDCP层（或RRC层）和MAC层之间。它通过SAP与PDCP层（或RRC层）进行通信，并通过逻辑信道与MAC层进行通信。RLC配置是逻辑信道级的配置，一个RLC实体只对应一个UE的一个逻辑信道。RLC实体从PDCP层接收到的数据，或发往PDCP层的数据被称作RLCSDU（或PDCPPDU）。RLC实体从MAC层接收到的数据，或发往MAC层的数据

被称作RLCPDU（或MACSDU）。TM（透明模式）UM（非确认模式）AM(确认模式）分段和重组纠错

PDCPRLCMACPHYUu接口：MAC层MAC（MediumAccessControl）层主要功能包含：映射、复用、HARQ和无线资源分配信道映射和复用纠错：HARQ技术无线资源分配调度

PDCPRLCMACPHYUu接口：MAC层功能MAC子层为上层协议层提供数据传输和无线资源分配服务，MAC层主要功能如下。（1）映射：MAC负责将从逻辑信道接收到的信息映射到传输信道上。（2）复用：MAC的信息可能来自一个或多个无线承载，MAC层能够将多个RB复用到同一个传输块（TransportBlock，TB）上以提高效率。（3）解复用：将来自PHY层在传输信道承载的TB块解复用为一条或者多条逻辑信道上的MACSDUs。（4）HARQ：MAC利用HARQ技术为空中接口提供纠错服务。HARQ的实现需要MAC层与PHY层的紧密配合。（5）无线资源分配：MAC提供基于服务质量的业务数据和用户信令的调度。Uu接口：物理层PHY层位于空口协议栈的最底层；主要完成传输信道到物理信道映射及执行MAC层的调度；具体的功能包括CRC的添加、信道编码、调制、天线口映射等。错误检测FEC加密/解密速率匹配物理信道的映射调整和解调频率同步和时间同步无线测量MIMO处理射频处理PDCPRLCMACPHY1.5.25G空中接口物理层处理过程5G物理层基本流程和LTE一致，但是在编码，调制，资源映射等具体过程存在差别QAM调制MIMO编码天线0输出资源映射资源映射天线1输出加扰功控调整QAM调制加扰功控调整码块连接码块连接速率匹配速率匹配交织交织编码编码码块分段码块分段CRC添加CRC添加用户数据用户数据1.5.35G帧结构及物理资源

无线帧子帧子帧子帧……时隙时隙时隙……上下行子帧的分配单位符号符号符号符号基本的数据发送周期最小时间单元，调制的基本单位，数据调度和同步的最小单位……时间单位：无线帧(radioframe)、子帧(subframe)、时隙(slot)、符号(symbol)Subframe1msNR无线帧结构01234567890123012345678910111213RadioFrame10msSlotSymbolSubframe

={1,2,4}SlotsSlot={12,14}Symbols固定架构根据子载波间隔的灵活架构5GNR每个无线帧长度为10ms，编号范围为0~1023。一个无线帧由10个子帧组成，每个子帧长为1ms，子帧编号范围为0~9。无线帧和子帧的长度固定，从而允许更好地保持LTE与NR共存。与LTE不同的是，5GNR定义了灵活的子构架，时隙和字符长度可根据子载波间隔灵活定义。灵活帧结构配置-NumerologyNR时隙（Slot）格式Slot内OFDM符号分类：Downlink，denotedasD，用于下行传输；Flexible，denotedasX，可用于下行传输，上行传输，GP或作为预留资源；Uplink，denotedasU，用于上行传输Slot类型Type1：全下行，DL-onlyslotType2：全上行，UL-onlyslotType3：全灵活资源，Flexible-onlyslotType4：至少一个上行或下行符号，其余灵活配置不同的时隙格式类似于LTE中不同的TDD上下行子帧配比。不同之处在于，NR的时隙格式中，上下行分配是OFDM符号级别的。XDUDXXUDXUDXUDXUDXUType1:DL-only

slotType2:UL-only

slotType3:Flexible-only

slotType4-1Type4-2Type4-3Type4-4Type4-5自包含时隙在NR的slot结构中，有两种特殊的Slot结构，我们称之为自包含时隙，其设计目标是为了缩短上下行数传的RTT时延，分别包含以下两种场景：DUACK/NACK下行调度及数传HARQ反馈DU上行调度上行数传上行自包含时隙：

同一个时隙包含上行调度信息以及上行数传下行自包含时隙：

同一个时隙中包含下行数传以及对应的HARQ反馈NR时隙（Slot）格式（续）NR支持多种时隙配比方案，基站可以通过以下几种方式实现多层嵌套配置，从而实现动态时隙配比调整。与LTE相比，NR增加了UE级配置，灵活性高，资源利用率高。1第一级配置：通过系统消息进行半静态配置。2第二级配置：通过用户级RRC消息进行配置。3第三级配置：通过UE-group的DCI中的SFI指示进行配置（符号级配比）。4第四级配置：通过UE-specific的DCI进行配置(符号级配比)物理资源物理资源示意图RE：ResourceElement物理层资源的最小粒度时域：1个OFDM符号；频域：1个子载波RB：ResourceBlock数据信道资源分配频域基本调度单位频域：12个连续子载波物理资源（续）RBG：RBGroup数据信道资源分配基本调度单位，用于资源分配type0频域：{2，4，8，16}个RBREG：REGroup控制信道资源分配基本组成单位时域：1个OFDM符号；频域：12个子载波（1PRB）CCE：ControlChannelElement控制信道资源分配基本调度单位频域：1CCE=6REG=6PRBCCE聚合等级：1,2,4,8,16BWP定义和应用场景基本定义和特点：BWP：BandwidthPart，是NR标准提出的新的概念；网络侧给UE分配的一段连续的带宽资源，它是5GUE接入NR网络的必备配置；UE级概念，不同UE可配置不同BWP；UE的所有信道资源配置均在BWP内进行分配和调度。应用场景：场景1：应用于小带宽能力UE接入大带宽网络；场景2：UE在大小BWP间进行切换，达到省电效果；场景3：不同BWP，配置不同Numerology，承载不同业务。BWPBWPBandWidthCarrierBandWidth#1BWP2#2BWP1

Numerology1BWP1CarrierBandWidth#3Numerology2BWP2CarrierBandWidth1.5.45G空口信道结构 逻辑信道：存在于MAC（MAC（MediumAccessControl）层和RLC（RadioLinkControl）层之间。根据传输数据的类型定义每个逻辑信道类型。一般分为两种类型：控制信道和业务信道。传输信道：存在于MAC层和物理层PHY之间，根据传输数据类型和空口上的数据传输方法进行定义。可以提供MAC和高层的传输业务信息。物理信道：负责编码、调制、多天线处理以及从信号到合适物理时频资源的映射。基于映射关系，高层一个传输信道可以服务物理层一个或几个物理信道。NR中的逻辑信道NR中的传输信道NR中的物理信道信道映射（下行）CCCHDCCHDTCHPCCHBCCHDL-SCHPCHBCHPDCCHPDSCHPBCH下行逻辑信道下行传输信道下行物理信道信道映射（上行）CCCHDCCHDTCHUL-SCHRACHPUCCHPRACHPUCCH上行逻辑信道上行传输信道上行物理信道1.5.55G空口下行物理信道/信号5G相对于LTE，精简了PCFICH，PHICH等信道，PDSCH增加了1024QAM调制方式PDCCH：物理下行控制信道调制方式：QPSK用于承载调度及传输格式,HARQ信息等

PBCH：物理广播信道调制方式：QPSK用于系统消息MIB的广播PDSCH：物理下行共享信道调制方式：QPSK、16QAM、64QAM、256QAM、1024QAM用于承载用户专用数据下行物理信道下行信道处理过程物理信道信道编码调制方式层数波形PDSCHLDPCQPSK,16QAM,64QAM，256QAM1~8层CP-OFDMPBCHPolarQPSK1CP-OFDMPDCCHPolarQPSK1CP-OFDMScramblingScramblingModulationmapperModulationmapperLayermapperAntennaPortmapperResourceElementmapperResourceElementmapperOFDMsignalgenerationOFDMsignalgeneration码字Layers天线端口PDCCH和PBCH无此过程下行物理信道-PBCH

物理广播信道PBCH用于承载系统消息的MIB（MasterInformationBlock，主信息块），里面包含UE接入网络中必要的信息如系统帧号、子载波带宽、SIB1消息的位置等信息。LTE不同，5G的PBCH信道和PSS（与SSS组合在一起，在时域上占用连续4个符号，频域上占用20个RB（240个RE），组成一个SS/PBCHblock，简称SSB（，同步信号块）PBCH结构下行物理信道-PDCCHPDCCH用于传输来自L1/L2的下行控制信息，主要的内容包括以下3种类型：（1）下行调度信息DLassignments，以便UE接收PDSCH。（2）上行调度信息ULgrants，以便UE发送PUSCH。（3）指示SFI（SlotFormatIndicator）、PI（Pre-emptionIndicator）和功控命令等信息，辅助UE接收和发送数据。下行物理信道–PDCCH（续）PDCCH传输的信息为下行控制信息（DownlinkControlInformation，DCI），不同内容的DCI采用不同的RNTI来进行CRC加扰；UE通过盲检测来解调PDCCH；一个小区可以在上行和下行同时调度多个UE，即一个小区可以在每个时隙发送多个调度信息。每个调度信息在独立的PDCCH上传输，也就是说，一个小区可以在一个时隙上同时发送多个PDCCH。小区PDCCH在时域上占据1个时隙的前几个符号，最多为3个符号。PDCCH信道示意图下行物理信道-PDCCH（续）控制信道由CCE聚合而成CCE是PDCCH传输的最小资源单位，一个CCE由6个REG组成，1个REG的时域宽度为1个符号，频域宽度为1个PRB。聚合等级表示一个PDCCH占用的连续的CCE个数，Rel-15支持CCE聚合等级为{1,2,4,8,16}，其中，16为NR新增的CCE级别。gNodeB根据信道质量等因素来确定某个PDCCH使用的聚合等级。PDCCH聚合等级下行物理信道-PDSCHPDSCH用于承载多种传输信道，如PCH和DL-SCH。PHY层处理过程包括以下5个重要的步骤：（1）加扰：扰码ID由高层参数进行用户级配置；不配置时，缺省值为小区ID。（2）调制：调制编码方式表格由高层参数mcs-Table进行用户级配置，指示最高阶为64QAM或256QAM。（3）层映射：将码字映射到多个层上传输，单码字映射1~4层，双码字映射5~8层。（4）预编码/加权：将多层数据映射到各发送天线上；加权方式包括基于SRS互易性的动态权，基于反馈的PMI权，或开环静态权；传输模式只有一种，加权对终端透明，即DMRS和数据经过相同的加权。（5）资源映射：时域资源分配由DCI中Timedomainresourceassignment字段指示起始符号和连续符号数；频域资源分配支持Type0和Type1，由DCI中Frequencydomainresourceassignment字段指示。下行物理信号信号名称信号作用PSS/SSS主同步信号/辅同步信号DMRS解调参考信号CSI-RS信道状态指示参考信号PT-RS相位跟踪参考信号，用于高频场景同步信号PSS和SSS作用如下：（1）UE用其进行下行同步，包括时钟同步、帧同步和符号同步；（2）获取小区的PCI，NR中将PCI进行了分组，共三组，每组336个PCI，总共有1008个，是LTE中的2倍，取值范围为0~1007。5G下行方向上定义了两种物理信号：SS（SynchronizationSignal，同步信号）和RS（ReferenceSignal，参考信号）。下行物理信号DMRS在用于信道估计，帮助UE对控制信道和数据信道进行相干解调，NR有3种不同的解调参考信号，分别用于PBCH、PDCCH和PDSCH的相干解调。

CSI-RS用于信道质量测量和时频偏移追踪，对于提升无线系统总体性能非常重要。通过CSI-RS的测量，UE可以进行CSI上报，基站获得CSI信息后，可以根据信道质量调整MCS，进行RB资源分配；可以进行波束赋形，提高速率；还可以进行多用户复用MU-MIMO，提升整体小区的吞吐量等。PTRS（PhaseTrackingReferenceSignal，相位跟踪参考信号）是5G新引入的参考信号，用于跟踪相位噪声的变化，主要用于高频段。DMRS（续）PBCH信道的每个RB中包含有3个RE的DMRS导频，为避免小区间PBCHDMRS干扰，3GPP中定义PBCH的DMRS在频域上根据小区CellID错开。

也就是DMRS在PBCH的位置{0+v，4+v，8+v……..}

V为PC