5G 基站运行与维护 课件 2-1-4 NR信道与信号

《5G基站系统开局与维护》------5G系统的物理信道和信号及应用4G改变生活5G改变社会PLTE5GNR

知识回顾：空口UuSDAP：服务数据调整协议，负责根据QoS要求将QoS承载映射到无线承载，在NR中当连接到5G核心网时，新的QoS处理需要这一协议实体。PHYlayerMAClayerRLClayer传输信道物理信道逻辑信道L1L2

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知识回顾：目录01

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035G信道概述下行物理信道上行物理信道

04物理信号5G信道概述5G信道概述5G信道概述上/下行信道目录01

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035G信道概述下行物理信道上行物理信道

04物理信号5G相对于LTE，精简了PCFICH，PHICH等信道，PDSCH增加了1024QAM调制方式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PDCCH：物理下行控制信道调制方式：QPSK承载调度及传输格式，HARQ信息等下行物理信道下行物理信道SSB（PBCH）1、请问一个SSB由哪几部分构成？2、请根据SSB结构将物理信道、物理信号填入右图。

物理广播信道用于承载系统消息的主信息块（MasterInformationBlock，MIB），里面包含用户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、上下行子帧配比等信息。与LTE不同，5G的PBCH信道和主同步信号（PrimarySynchronizationSignal，PSS）/辅同步信号（SecondarySynchronizationSignal，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。SSBSSB在设计SSB（包含PSS、SSS、PBCH）信道的时候，就不支持子载波间隔为60KHz的场景。SSB在５ms内，SSB发射了很多次，而且子载波间隔越大，发射得越密集SSBNR在进行SSB发射的时候，采用Beamforming技术，在不同的时间上发射不同方向的波束，这可以通过调整天线矩阵的相位系数实现。PDCCH信道PDCCH用于传输来自L1/L2的下行控制信息，主要包括以下三类信息。（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、抢占指示（Pre-emptionIndicator，PI）和功控命令等信息，辅助UE接收和发送数据。

CORESET聚合等级CCE数量112244881616PDCCH聚合等级PDCCH信道示意图5GNR系统，12个RE构成一个REG，再由6个REG组成一个CCE。LTE系统中4个RE构成一个REG，再由9个REG组成CCE。PDCCH信道PDSCH信道PDSCH用于承载多种传输信道，比如PCH和DL-SCH。用于传输寻呼消息、系统消息（SIB）、UE空口控制面信令及用户面数据等内容,具体在时隙结构中的位置。PDSCH信道目录01

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035G信道概述下行物理信道上行物理信道

04物理信号相比LTE，PUSCH的调制方式增加了256QAMPUSCH：物理上行数据信道调制方式：QPSK,16QAM,64QAM，256QAM承载用户专用数据PRACH:物理随机接入信道调制方式：QPSK承载随机接入前导PUCCH：物理上行控制信道调制方式：QPSK承载ACK/NACK,SR（调度请求），CSI-Report（PMI，CQI等）上行物理信道上行物理信道随机接入信号主要用于UE发送随机接入前导，从而与基站完成上行同步，并请求基站分配资源。随机接入过程用于各种场景，如初始接入、切换和重建等。同其他3GPP系统一样，随机接入提供基于竞争和基于非竞争的接入。物理随机接入信道传送的信号是ZC（Zadoff-Chu）序列生成的随机接入前导。PRACH资源:时域：时域位置（SystemFrame，Subframe，Slot，Symbol），长度，周期频域：起始RB、所占的RB数码域：Preamble序列PRACH前导由以下两部分组成:循环前缀（CP）及前导序列不同格式上的差异：CP长度不同，Sequence长度不同，GP长度不同，序列重复次数不同PRACH按照Preamble序列长度，分为长序列和短序列两类前导长序列沿用LTE设计方案，共4种格式，不同格式下支持最大小区半径和典型场景如下：Format序列长度子载波间隔时域总长占用带宽最大小区半径典型场景08391.25kHz1.0ms1.08MHz14.5km低速&高速，常规半径18391.25kHz3.0ms1.08MHz100.1km超远覆盖28391.25kHz3.5ms1.08MHz21.9km弱覆盖38395.0kHz1.0ms4.32MHz14.5km超高速PRACH长序列PRACH短序列为NR新增格式，R15共9种格式，子载波间隔Sub6G支持{15,30}kHz，above6G支持{60,120}kHzFormat序列长度子载波间隔时域总长占用带宽最大小区半径典型场景A113915·2μ(μ=0/1/2/3)0.14/2μms2.16·2μMHz0.937/2μkmsmallcellA213915·2μ0.29/2μms2.16·2μMHz2.109/2μkmNormalcellA313915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz3.515/2μkmNormalcellB113915·2μ0.14/2μms2.16·2μMHz0.585/2μkmsmallcellB213915·2μ0.29/2μms2.16·2μMHz1.054/2μkmNormalcellB313915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz1.757/2μkmNormalcellB413915·2μ0.86/2μms2.16·2μMHz3.867/2μkmNormalcellC013915·2μ0.14/2μms2.16·2μMHz5.351/2μkmNormalCellC213915·2μ0.43/2μms2.16·2μMHz9.297/2μkmNormalCellPRACH短序列PRACHNR中PUCCH物理信道用来发送行控制信息（UplinkControlInformation，UCI）以支持上下行数据传输。主要包括以下三类信息。(1)调度请求(SchedulingRequest，SR)：用于上行UL-SCH资源请求；(2)HARQACK/NACK：用于PDSCH上发送数据的HARQ反馈；(3)信道状态信息（ChannelStateInformation，CSI）：信道状态反馈，包括信道质量信息（ChannelQualityInformation，CQI）、预编码矩阵指示（PrecodingMatrixIndication，PMI）、秩指示（RankIndication，RI）、层指示（LayerIndication，LI）；PUCCH信道PUCCH信道CP-OFDM：多载波波形（Transformprecodingdisabled），支持多流MIMODFT-s-OFDM：单载波波形（Transformprecodingenabled），仅支持单流，提升覆盖性能物理层处理过程：CP-OFDM对应的物理层处理过程DFT-S-OFDM对应的物理层处理过程PUSCH信道5G的上行物理信号由解调参考信号、探测参考信号及相位跟踪参考信号3部分组成。（1）解调参考信号（DemodulationReferenceSignal，DMRS）用于信道估计，帮助gNodeB对控制信道和数据信道进行相干解调。有两种不同的解调参考信号，分别用于PUSCH和PUCCH信道的相干解调。（2）探测参考信号（SoundingReferenceSignal，SRS），基站可以利用SRS评估上行信道质量，对于TDD系统，利用信道互易性，也可以评估下行信道质量。基站除了可以利用SRS评估上行（下行）信道质量以外，还可以使用SRS进行上行波束的管理，包括波束训练、波束切换等。（3）相位跟踪参考信号上行物理信号5G信道编码目录01

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035G信道概述下行物理信道上行物理信道

04物理信号上/下行信道与信号下行物理信号公共/控制信道不再基于CRS解调,节省时频资源5G的下行物理信号由同步信号、解调参考信号、信道状态指示参考信号以及相位跟踪参考信号4部分组成。（1）同步信号分为主同步信号和辅同步信号两种，用于UE进行下行同步，包括时钟同步、帧同步和符号同步。另外，UE可通过读取PSS及SSS，获取物理小区标识（PhysicalCellIdentifier，PCI）。NR中PCI取值为0～1007，分为336组，每组3个取值。其中，组内编号从PSS中获取（3选1，对应3个PSS序列），小组编号从SSS中获取（336选1，对应336个SSS序列）。（2）解调参考信号用于信道估计，帮助UE对控制信道和数据信道进行相干解调。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。下行物理信号5G的下行物理信号由同步信号、解调参考信号、信道状态指示参考信号以及相位跟踪参考信号4部分组成。（3）信道状态指示参考信号（Channel-StateInformationReferenceSignal，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度调制编码方案（ModulationandCodingScheme，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。（4）相位跟踪参考信号（PhaseTrackingReferenceSignal，PTRS），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。下行物理信号上行增加了PT-RS参考信号，用于高频场景下相位对齐SRS:Sounding