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背后的基础知识。本视频介绍了OFDM波形,以及5G NR中支持的不同子载波间距。您还将了解不同的子载波间距对插槽和子帧的影响。万博1manbetx
本视频将向您介绍运营商和带宽部分的概念,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中调制零子载波。
这是我们系列“5G解释”的新一集。在这个视频中,我们讨论了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真正重要的特性,以适应不同的子载波间距及其对槽和子帧的影响。然后我们将探讨载波和带宽部分的概念,并了解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特性的关键是,5G NR的子载波间距不仅可以取一个值,LTE的是15千赫兹,而是15千赫兹的2倍到240千赫兹的幂,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,符号持续时间会因最高的子载波间隔而减少2、4、8或16倍。
同时,相同数量的子载波间距越大,则占用的带宽越大。这就是我们在第三行所看到的。支持的最大带宽是在15千万博1manbetx赫兹间隔下的50兆赫,在120千赫兹间隔下它每次翻倍达到100、200和400兆赫。对于最高240千赫兹的子载波间距,所支持的子载波数量减半,这意味着带宽仍然是400兆赫。万博1manbetx
那么有不同的副载波间距有什么好处呢?首先,更高的子载波间距会增加带宽,就像我们刚才讨论的那样。同时,它缩短了一个OFDM符号的传输时间,因此使物理层的延迟更短。
5G NR保留了10毫秒帧划分为10个1毫秒子帧的概念。也有插槽的概念,但它的定义不同于LTE中的插槽。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,每个子帧的插槽数量也是可变的。
当子载波间距加倍时,由于OFDM符号长度减半,槽长也减半。因此,每个子帧的插槽数量翻倍。这显示在该表的最后一列中。同时,幻灯片底部的图片说明了随着副载波间距的增加,狭缝长度的缩短。
到目前为止,我忽略了一些参数之间存在相互依赖的事实。这里,我想介绍一下它与载波频率的关系。频率范围1,或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距可用。FR2对应于毫米波频率,数据传输只能使用60或120千赫兹的副载波间隔。最后,需要注意的是,240千瓦的间隔预留给非数据通道,即同步信号块,这在本系列的另一集“5G解释”中进行了描述。
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。
现在介绍两个概念是有帮助的,载波和带宽部分。对于每一个命理学,一个载体被定义。一个载波的特征是一个子载波间隔、若干个资源块和一个起始资源。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。带宽部分还具有子载波间隔、若干资源块和起始资源的特征。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一种解决终端可用频谱的方法。
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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