从系列:了解5G NR标准
马克•barberi MathWorks
了解5G新无线电(NR)中的下行链路数据传输。本视频介绍下行链路共享信道链,包括LDPC编码、物理下行链路共享信道链、层映射、如何为PDSCH传输分配资源元素以及不同类型的PDSCH映射。一种特殊的PDSCH映射类型用于迷你插槽或部分分配的插槽,这一特性允许减少5G NR传输的延迟。
视频还经过MIMO预编码,尽管未在下行链路上指定,但它是下行链路链的关键组件。
该视频包括通过PDSCH资源分配选项和映射在5G工具箱™中的示例演示。
视频最后简要介绍了传输块的大小。
这是我们系列节目的新一集,“5G解释”。在这段视频中,我们将讨论5G新无线电中的下行数据传输。我们将研究下行共享信道链,其中包括LDPC编码、物理下行共享信道链、为PDSCH传输分配资源元素、不同类型的PDSCH映射,最后简要介绍一下传输块的大小。
下行共享通道(DL-SCH)是承载用户数据的通道。它还携带其他信息片段,例如不同类型的系统信息块(SIB)。编码链包括常见的步骤,如CRC、代码块分割、速率匹配和连接——我们在LTE中熟悉的所有步骤。
与LTE的主要区别在于使用LDPC编码。编码链的输出是一个码字。5G支持在下行链路上最多向单个用户传输8层。这意味着最多可以并行传输8个流。这些流来自一个或两个码字——如果少于4层,则为一个码字rs和两个码万博1manbetx字(如果有更多的话)。然后将编码数据映射到物理下行链路共享信道或PDSCH。
在这里,您可以看到下行链路共享通道处理的每个阶段如何映射到MathWorks 5G工具箱中的函数。您可以识别CRC编码,代码块分段,LDPC编码和速率匹配。
物理下行链路共享信道是高度可配置的,比LTE中的配置要高得多。我们将在下一张幻灯片中看到一些细节。它通过下行链路控制信息(可以在不同的时隙之间更改)和无线电资源控制(也可以设置一些参数)进行配置。与LTE相比,这里没有什么令人惊讶的LTE。
我们发现了置乱、调制、层映射、MIMO处理的预编码和资源映射。虽然这些都是已知的区块,但有一些差异值得指出。主要是,预编码步骤没有在标准中明确指定,尽管它完全被期望出现。详细的预编码将在本系列视频的另一集中讨论。
在这里,我们可以看到Mathworks 5G工具箱中完整的下行链路数据处理的代码。PDSCH处理阶段突出显示,但您还可以看到DL-SCH阶段,以及插入解调参考信号,或DM-RS。5G NR使用下行链路上的完全相同的调制列表作为LTE,从QPSK到256QAM。NR符号调制功能在一个简单的呼叫中实现5G NR的调制。
图层映射是将一个或两个码字映射到最多八层的操作。与LTE相比,此操作有些简化,您可以在其中看到给定数量的层数的一个或两个码字。在5G NR中,如前所述,最多可包含单个码字的任何一层。超过四层的任何东西都使用第二个码字。
映射非常简单 - 直接为一层,或者两个。类似地,对于三个和四个层,每组三个或四个输入位被映射到一组三个或四个层。对于五到八个层,两个码字被分割,如这里所示,在不同的层之间。
在一到八层之间映射一个或两个码字后,层进行预编码,有趣的是,下行标准中没有规定这一点。预编码是使用矩阵乘法和预编码器将层映射到尽可能多的天线板的操作。预编码的特殊情况是将一层映射到多个天线,从而实现波束形成。对于视距传输,这可能意味着瞄准一个特定的方向。
另一个预编码的情况是将几层映射到多个天线。这种更普通的情况有时被称为空间复用。在5G中预编码的一个关键方面是相关的解调参考信号或DM-RS,必须经历相同的预编码。结果,由于预编码器的效果包括在信道估计中,因此不需要意识到UE。这就是为什么未在标准中指定要使用的精确预编码器G节点B.
预编码器输出然后被直接或间接地映射到物理资源块,我们将在接下来的两张幻灯片中看到。下行信道和信号,包括PDSCH和相关的DM- rs,共享UI DM网格。
PDSCH符号首先被映射到虚拟资源块。当映射到网格时,PDSCH符号避免为其他目的保留的位置。这包括所有物理信号,DM-RS,信道状态信息参考信号,或CSIRS,和相位跟踪参考信号,或PTRS。这还包括同步信号块或SSB完全或部分使用的任何资源块。ssb将在本系列视频的另一集详细解释。
虚拟资源块到物理资源块的映射可以是交错的,也可以是不交错的。非交错映射是将每个虚拟块直接映射到物理资源网格中的相同位置。交错映射通过在整个带宽部分分配虚拟块来提供频率分集。交织器粒度为两个或四个资源块。该方案将连续的虚拟资源块分配给PDSCH,这种模式很容易发出信号——只需要使用起始资源块和资源块的数量,同时仍然获得频率分集。
这里我们看到两个PDSCH资源分配的时间示例。PDSCH可能跨越整个时隙,如网格底部所示。它也可能使用时隙的一部分。这有时被称为部分时隙分配,与LTE相比,这是5G新无线电中的一个新功能。您可能记得。LTE始终分配1的完整时隙帧PDSCH为毫秒。
让我们通过使用MathWorks 5G工具箱的用户界面以交互方式探索其中的一些分配选项。这里,我们将看到10个子帧,子载波间隔为30千赫,这意味着总共有20个时隙。PDSCH以蓝绿色或浅蓝色显示,这是我希望您在这里看到的。我们将重点关注剩余的res“我们将在本系列的另一集中详细介绍这一点,”5G解释道
资源分配不一定是连续的,尽管它更容易在它时发出信号。让我们从0到20保持连续。我们可以在前10个插槽中看到PDSCH传输,然后在五个空插槽中。这是因为我们将插槽0到9分配,周期性为15个插槽。
我们来改变一下分配。现在,槽6、7和9没有PDSCH传输。最后,请注意,在每个槽中,PDSCH只使用符号2到10。这称为部分槽位分配。您可以选择分配全槽,在这种情况下,PDSCH传输之间没有中断。
PDSCH的参考信号以黄色显示。这些位置不适用于PDSCH映射。参考信号将在系列“5G解释”的另一集中详细讨论。
在这里,我们可以看到Mathworks 5G工具箱中提供的一些参数,以指定一个或多个PDSCH。我们刚刚看到这些参数如何影响Live示例中的PDSCH链。
正如我们刚才所看到的,PDSCH时隙分配可以从时隙的开始处开始,也可以从时隙的中间开始。这对应于两种不同的映射类型:映射类型a和B。严格来说,PDSCH映射类型只影响解调参考信号的位置。
对于映射类型A,DM-RS分配的时隙符号2或3,而用于映射类型B,DM-RS处于PDSCH分配的第一个符号中。映射类型A和B都支持完全和部分插槽分配。万博1manbetx然而,在实践中,映射类型B是部分插槽分配的优选选项,尤其是对于在时隙开头开始的传输。
在分配开始时使用DM-RS可以减少处理延迟,这对于低延迟通信至关重要。我们将在“5G解释”系列的另一集中更详细地介绍DM-RS分配。
在结束本节时,我们将转向接收方,并探讨如何将传输块大小传递给接收方。为了执行逆速率匹配LDPC译码,接收机需要能够计算出传输块的大小。这一概念与LTE类似。
在该“5G解释”视频系列的另一集中,我们将解释如何发送下行链路控制信息。但重要的是要知道传输块大小本身不是发信号通知。相反,发出了一些不同的信息。
它们包括调制编码方案、MCS以及资源分配,即将哪些资源块分配给PDSCH,以及分配的持续时间(以OI-DM符号表示)。5G NR使用基于公式的方法来计算传输块大小,其中LTE使用多个表。
由于公式的定义方式(包括量化),所有这些参数有几个略有不同的配置,导致相同的传输块大小。这并不是一个问题,而是让运营商在为第一次没有通过的数据包重传选择不同的参数时具有更大的灵活性。
关于下行数据传输的“5G解释”系列视频到此结束。
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