技术文章 | 5G NR空口物理资源概述(1)

2021-03-15

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原创者: 安立通讯科技Anritsu

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NR频域资源

5G发展背景


第五代移动通信技术(5th generationwireless systems)简称5G。随着移动互联网的发展,越来越多的设备接入到移动网络中。5G的性能目标是高速数据率,低时延,节约能源,降低成本,提高系统容量和多样化设备连接,实现万物互联。为了高效地利用频域资源,通过推进物理层技术,使用新开发的频段和增加网络密度提高频谱效率。


NR(New Radio)的物理资源,分为频域和时域资源。在频域上包括频段,频带,子载波带宽,BWP,栅格,带宽,RB等,在时域上,包括无线帧,子帧,时隙,符号,CP,上下行配置比等。时域和频域是密切相关的,首先我们先讲一下频域资源。



01
NR频率、工作频段、信道带宽


NR的频率分两个频率范围(frequency range, FR):410MHz-7125MHz,简称为FR1,;24250MHz-52600MHz,简称为FR2。

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FR1的实际工作频率在3GPP TS38.101-1的早期版本中定义范围617MHz-5000MHz,后面更新的版本中增加了n96,工作频率达到7125MHz。根据双工模式(duplex mode)不同,分为FDD/TDD/SDL/SUL。TDD(时分复用)和FDD(频分复用)是移动通信系统中两大主要制式。5G NR中还引入了新的SDL(补充下行)和SUL(补充上行)频段。
在3GPP TS38.101-1中,定义FR1的工作频段有50个,其中FDD有23个频段,TDD有16个频段,SDL有3个频段,大部分频段与TS36.101定义的LTE对应的频段是重合的。
n77~n79、n90、n96为TDD模式,n80~n84、n86、n89、n95为SUL模式,是NR新开发的频段。在FR2 TS38.101-2中,定义了n257、n258、n260、n261都是TDD模式。


TS38.101-1   NR工作频段(FR1)

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工作频带工作的信道带宽不是非要按最大配置,可以灵活部署。5G NR的FR1频段范围的信道带宽有12种选择:5MHz、10MHz、15MHz、20MHz、25MHz、30MHz、40MHz、50MHz、60MHz、80MHz、90MHz、100MHz。在FR2频段范围,有4种选择:50MHz、100MHz、200MHz、400MHz。但是对于特定的工作频带,不是所有的信道带宽选择都支持的,它还受到子载波带宽SCS(subcarrier spacing)的制约。


子载波带宽(SCS)和参数集μ相关。在NR FR1中,SCS和μ对应关系是SCS=2μ⋅15 [kHz],见下表。

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信道的子载波宽度,FR1支持15kHz,30kHz,60kHz;FR2支持60kHz,120kHz,240kHz。240kHz不用于FR2数据传输用,仅在SS/PBCH block可使用。一个时隙slot里,常规前缀有14个OFDM符号,扩展前缀有12个OFDM符号。

对于特定的工作频带和SCS,TS38.101-1 5.3.5和TS38.101-2 5.3.5给出支持信道带宽选择。例如:FR1的n41,SCS=15kHz,信道带宽可支持10MHz, 15MHz, 20MHz, 40MHz, 50MHz。如果SCS=30kHz,信道带宽可支持10MHz, 15MHz, 20MHz, 40MHz, 50MHz, 60MHz, 80MHz, 90MHz, 100MHz。FR2选择简单些,SCS=60kHz,信道带宽不支持400MHz。

参考规范如下:

TS 38.101-1 NR; UE radio transmission andreception Range1 standalone
TS 38.1010-2 NR; User Equipment (UE) radiotransmission and reception Range 2 Standalone
TS 38.211 NR; Physical channels andmodulation
TS 38.213 NR; Physical layer procedures forcontrol
TS 38.214 NR; Physical layer procedures fordata
TS38.508-1 5GS; User Equipment (UE) conformance specification; Part 1: Commontest environment

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