移动通信笔记
第七章 5G移动通信系统
5G系统结构
5G是第五代移动通信系统，也叫做NR（新空口）
5G的优势：容量增强（eMBB），接入海量终端(mMTC)和超高可靠超低时延(URLLC)
5G的阶段：R15，R16，R17
5G的网络架构：
- 主要有NG-RAN（j接入网）：gNB（5G基站）,ng-eNB(升级后的4g基站)
- 5GC(核心网)：AMF（控制面，代替MME功能，负责移动性和接入管理），UPF（代替4G的路由转发SGW（路由）和PGW（收费，IP分配））
为满足部分运营商快速部署5G需求，引入独立组网和非独立组网（SA，NSA）
5G接入网的物理部分：不再是BBU，RRU，天线，而是CU（集中处理单元，处理非实时协议和任务），DU（分布单元，负责物理层协议和实时业务），AAU（有源处理单元，BB U的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并）
5G网络结构
- 4G的EPC被分为5G核心网和MEC（移动网络边界计算平台），MEC下沉到CU，离基站更近
- MEC实现边缘计算：通过本地化具备计算能力来满足低时延，传输节省，创新业务
- MEC实现边缘计算，在不同等级的CU放置MEC，从而实现不同业务的时延要求
- 结合NFV和SDN进行网络切分
5G的关键技术
5G的无线关键技术：大规模天线，新型多址，新型多载波，先进编码，超密集组网和高频通信
**5G的多址接入：**非正交多址接入，两个用户同时占用可用带宽。F-OFDM波形技术，根据业务灵活配置，SCMA稀疏码多址，多维调制，扩频
大规模天线：更多的波束成型，更高的小区吞吐，3DMIMO（可以覆盖更高的楼层）
5G的双工方式：灵活双工技术（根据上下行需求自行分配上下行资源），全双工技术：上下行使用相同的频段，但是会加大同频干扰。
5G的信道编码 信道编码的选择原则：纠错性能、时延、实现效率，以提高系统 的可靠性 。
对于eMBB场景：
• 控制信道：Polar编码• 大数据块业务信道：LDPC编码
5G引入更高阶的调制技术如256QAM
5G的空口技术
5G频谱：5G分为低频段，包含3Ghz一下的sub3G和3G-6G的C-band
毫米波：高频段，频谱资源多。
关于5G的计算：
首先小区带宽B和子载波间隔SCS，RB的数量三者的关系。
- 有RB，求出RB=12*sc得到Nfft的数量（必须是2的整数次幂）
- 求出真实带宽：B‘=SCS*Nfft
- 求出Ts=1/B’
- 由于时隙是可变的，通过μ求出时隙大小：1/2(μ次幂)，然后使用时间等式求出Tcp
- slotTs=14(Nfft * Ts +Tcp)
灵活可变的帧结构带来的好处：
- 时延场景：不同时延需求业务，可以采 用不同的子载波间隔。子载波间隔越大， 对应的时隙时间长度越短，可以缩短系 统的时延。
- 移动场景：不同的移动速度E，产生的 多普勒频偏不同，更高的移动速度产生 更大的多普勒频偏。通过增大子载波间 隔，可以提升系统对频偏的鲁棒性
- 覆盖场景：子载波间隔越小，对应的CP 长度就越大，支持的小区覆盖半径也就 越大。
5G无线帧结构OFDM—F-OFDM，减少了保护间隔，但是提升了利用率。
**NR信号处理流程 **
NR物理信道和物理信号
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
- 下行物理信道分为： PBCH、PDCCH、PDSCH
- 上行物理信道分为： PUCCH、PUSCH、PRACH
NR下行物理信道和信号 ： NR相对于LTE，精简了 PCFICH、PHICH等信道
➢ 信号和信道的差别在于信号仅仅存在于物理层， 参考信号用于接收端对于其后数据的解调。
➢ NR不再使用CRS，减少了开销，避免了小区间 CRS干扰，提升了频谱效率。
➢ 新增PT-RS参考信号，用于高频场景下相位对齐。
NR上行物理信道和信号 新增PT-RS参考信号，用于高频场景下相位对齐。
**NR物理信道的使用场景 **
5G的基本物理层过程
在小区搜索过程中，一共有1008个ID（PSS获取组内id）0-335和（SSS获取组间id）0-3
小结：
