来自系列:了解5G NR标准
Marc Barberis,Mathworks
学习5G NR波形、框架结构和数字命理学的基础知识。本视频介绍了OFDM波形,以及5G NR中支持的不同副载波间隔。您还将了解不同副载波间隔对槽和子帧的影响。金宝app
本视频将带您了解载波和带宽部分的概念,并解释自适应带宽部分如何帮助降低功耗。您还将了解资源块以及为什么在5G NR中调制零副载波。
这是我们“5G解释”系列的新一集。在本视频中,我们将讨论5G NR波形、框架结构和数字命理学的基础知识。我们将研究OFDM波形,这是5G NR非常重要的特性,以适应不同的副载波间隔及其对槽和子帧的影响。然后,我们将探讨运营商和带宽部分的概念,并看看5G NR中的资源块与LTE有何不同。
5G NR定义具有循环前缀的OFDM的波形。它还减少了波形的保护频带,这意味着在LTE中时,5G波形不限于带宽的90%。如在LTE中,标准不指定任何限制带宽和光谱泄漏的任何特定技术。几种众所周知的技术,例如过滤OFDM或OFDM,已经受到了很多关注。您可以使用Mathworks Communications Systems Toolbox的示例轻松尝试它们。
许多5G功能的关键是,5G NR的副载波间距不仅可以是一个值,在LTE中是15千赫兹,还可以是15千赫兹的2倍,最高可达240千赫兹,如第一行所示。因此,由于OFDM的符号持续时间是子载波间隔的倒数,所以对于最高的子载波间隔,符号持续时间缩短为2、4、8或16倍。
与此同时,当子载波的数量相等时,间隔越远,占用的带宽越大。这是第三条线。支持的最大带宽为50mh金宝appz,间隔为15khz;支持的最大带宽为100mhz、200mhz、400mhz,间隔为120khz。最高子载波间距为240千赫兹时,支持的子载波数减半,带宽仍为400兆赫。金宝app
那么不同的子载波间隔有什么好处呢?首先,正如我们刚才讨论的,较高的子载波间距会增加带宽。同时,它缩短了一个OFDM符号的传输时间,从而缩短了物理层的延迟。
5G NR保留了将10毫秒帧分成10个1毫秒子帧的概念。也有插槽的概念,但它的定义与LTE中的插槽不同。一个插槽定义为14个OFDM符号,对应LTE中一帧或一毫秒。由于可变的子载波间距,每个子帧的槽数也是可变的。
当子载波间距加倍时,由于OFDM符号长度减半,槽长度减半。因此,每个子帧的槽数翻倍。这在该表的最后一列中显示。此外,幻灯片底部的图片说明了随着子载波间距的增加,其槽长度缩短。
到目前为止,我忽略了一些参数之间存在相互依赖的事实。在这里,我想介绍载波频率的依赖性。频率范围1,即FR1,用于6千兆赫以下的载波频率。在这个范围内,只有15、30或60千赫兹的副载波间隔可用。对于与毫米波频率相对应的FR2,数据传输只能使用60或120千赫兹的子载波间距。最后,请注意240千瓦的间隔是为非数据通道保留的,即同步信号块,这在本系列的另一集“5G解释”中有描述。
更深入地进入插槽结构的细节,5g使用与LTE相同的想法,其中槽的第一个OFDM符号的循环前缀比下一个六个的循环前缀更长。这请求求出符号在同一带宽内的子载波间隔混合时如何对齐。让我们在这里陈述,5G NR以OFDM符号定期对准的方式定义所有子载波间隔的循环前缀长度,无论子载波间隔如何,都是如此,如图所示。
现在介绍两个概念,载波和带宽部分是有帮助的。对于每一个命理学,定义了一个载体。载波的特征是子载波间隔、资源块的数量和启动资源。每个载波对应一个OFDM资源网格。
我们可以在这里看到如何定义MathWorks 5G工具箱中的运营商的两个示例,其中一个带15千赫兹子载波间隔和216个资源块,以及106个资源块中的30千赫兹子载波间隔。较大的子载波间隔意味着106个资源块在15千赫兹的216资源块上覆盖几乎相同的带宽。
现在让我们看看带宽部分。一个带宽部分还具有子载波间距、一些资源块和一个启动资源的特征。带宽部分与具有相同子载波间距的载波相关联。但通常有几个带宽部分具有相同的载波间距。带宽部分可以看作是解决UE可用频谱的一种方法。
带宽零件解决以下问题: - 某些设备可能无法接收完整带宽。请记住,带宽可以像400兆赫兹一样大。而且,即使当设备能够接收更大的带宽时,如果可以用较小的带宽寻址,它将节省功率,例如,因为它在该时间点不需要高数据速率。此外,您还可以通过定义每个带宽部分的子载波间隔,带宽和位置,在Mathworks 5g工具箱中轻松配置带宽部分的带宽部分。
一个UE可以与最多四个带宽部件相关联。但是一个UE一次只能有一个带宽部分活动。这些带宽部件被预先配置,并且可以指示UE随时间切换在这些不同的带宽部分之间。在该图上,可以在带宽部分1至2之间的UE切换,回到1,然后到带宽部分3,其覆盖较大的带宽 - 当必须与Genode B交换更多数据时。
5G NR中的资源元素的定义与LTE相同。它是最小的逐个频率单元,它是一个子载波和一个OFDM符号。另一方面,资源块被定义为一组12个子载波,没有相关的持续时间。您可以记住,在LTE中,资源块被定义为12个OFDM符号的12个子载波。
最后,注意,DC子载波在5G NR中调制,而在LTE中保持未被调节。差异的原因是,在5G NR中,带宽部件,因此不需要在载波带宽中居中变速器。因此,零个子载波不会在5G NR OFDM网格中播放任何特定角色。
这一结束了“5G解释”视频系列在5G NR波形,框架结构和数字学中的一集。
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