从系列中:理解5G天然橡胶标准
Marc Barberis,MathWorks
了解5G新无线电(NR)下行数据传输。本视频介绍下行共享信道链,包括LDPC编码、物理下行共享信道链、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插槽,这一功能可以减少5G NR传输的延迟。
视频还通过MIMO预编码,虽然在下行链路上没有指定,但这是下行链路链的关键组成部分。
该视频包括一个示例演示,演示了5G工具箱中的PDSCH资源分配选项和映射™.
视频最后简单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。
下行链路共享信道或DL-SCH是承载用户数据的信道。它还携带其他信息,例如不同类型的系统信息块或SIB。编码链包括通常的步骤,如CRC、码块分段、速率匹配和级联——所有这些步骤我们都熟悉LTE。
与LTE的主要区别是采用LDPC编码。编码链的输出是一个码字。5G支万博1manbetx持单用户最多8层下行传输。这意味着最多可以有8个数据流并行传输。这些流来自一个或两个码字——如果层数少于四层,则为一个码字;如果层数多于四层,则为两个码字。然后将编码数据映射到物理下行共享通道或PDSCH。
在这里,您可以看到下行链路共享信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、码块分段、LDPC编码和速率匹配。
物理下行共享信道是高度可配置的,比LTE更容易配置。我们将在下一张幻灯片中看到一些细节。它由下行控制信息和无线电资源控制两部分组成,前者可以随槽位的变化而变化,后者还可以设置一些参数。与LTE相比,这并没有太大的惊喜。
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块,但有一些差异值得指出。主要地,尽管完全期望存在预编码步骤,但该标准中并未明确规定预编码步骤。详细的预编码将在本视频系列的另一集中介绍。
在这里,我们可以在MathWorks 5G工具箱中看到完整下行链路数据处理的代码。PDSCH处理阶段突出显示,但您也可以看到DL-SCH阶段,以及解调参考信号或DM-RS的插入。5G NR在下行链路上使用与LTE完全相同的调制列表,从QPSK到256QAM。NR symbol modulate函数在一个简单调用中实现5G NR的调制。
层映射是将一个或两个码字映射到最多八个层的操作。与LTE相比,该操作稍微简化了一些,在LTE中,您可以看到给定层数的一个或两个码字。如前所述,在5G NR中,任何多达四层的内容都使用单个码字。任何超过四层的东西都使用第二个码字。
映射非常简单——直接映射一层,或者直接映射两层。类似地,对于三层和四层,每组三个或四个输入位映射到一组三个或四个层。对于五到八层,两个码字在不同的层之间分开,如图所示。
在将一个或两个码字映射到一到八层之间之后,这些层将进行预编码,有趣的是,这在下行链路标准中没有规定。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。对于视线传输,这可能意味着瞄准特定方向。
预编码的另一种情况是将多个层映射到多个天线。这种更一般的情况有时称为空间多路复用。5G中预编码的一个关键方面是,相关联的解调参考信号或DM-RS必须经历相同的预编码。结果,UE不需要知道预编码器,因为预编码器的效果包括在信道估计中。这就是为什么标准中没有规定G节点b要使用的确切预编码器的原因。
然后,预编码器输出直接或间接映射到物理资源块,我们将在下面两张幻灯片中看到。下行信道和信号,包括PDSCH和相关DM-RS,共享UI DM网格。
PDSCH符号首先映射到虚拟资源块。当映射到栅格时,PDSCH符号避免保留用于其他目的的位置。这包括所有物理信号、DM-RS、信道状态信息参考信号或CSIR以及相位跟踪参考信号或PTR。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将在本视频系列的另一集中详细解释。
虚拟资源块到物理资源块的映射可以是交错的或非交错的。非交错映射包括将每个虚拟块直接映射到物理资源网格中的相同位置。交错映射通过将虚拟块分布在整个带宽部分来提供频率分集。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,这是一种易于发送信号的模式——只需起始资源块和资源块的数量,同时仍能获得频率分集。
这里我们看到了两个及时分配PDSCH资源的例子。如网格底部所示,PDSCH可以跨越整个槽。它也可以使用插槽的一部分。这有时被称为部分插槽分配,与LTE相比,这是5G new Radio中的一项新功能。你们可能还记得。LTE总是为PDSCH分配1毫秒的全槽帧。
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一些分配选项。在这里,我们看到10个子帧具有30千赫兹的子载波间距,这意味着总共有20个插槽。PDSCH是蓝绿色或浅蓝色的,这是我想让你们看的。我们将在本系列的另一集“5G Explained”中详细介绍资源网格的其余部分。
资源分配不必是连续的,尽管在连续时更容易发出信号。让我们使它从0到20连续。我们可以在前10个插槽中看到PDSCH传输,然后是5个空插槽。这是因为我们以15个插槽的周期分配了插槽0到9。
让我们将分配更改为其他内容。现在,插槽6、7和9没有PDSCH传输。最后,请注意,在每个插槽中,PDSCH仅使用符号2到10。这称为部分时隙分配。您可以选择分配完整的插槽,在这种情况下,PDSCH传输之间没有中断。
PDSCH的参考信号显示为黄色。这些位置不可用于PDSCH映射。参考信号将在“5G解释”系列的另一集中详细介绍
在这里,我们可以看到MathWorks 5G工具箱中用于指定一个或多个PDSCH的一些参数。我们刚刚在实例中看到了这些参数如何影响PDSCH链。
正如我们刚才看到的,PDSCH插槽分配可以从插槽的开始或插槽的中途开始。这对应两种不同的映射类型:映射类型A和映射类型b。严格地说,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分配插槽的符号2或3,而对于映射类型B,DM-RS位于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。然而,在实践中,映射类型B是部分时隙分配的首选选项,尤其是对于不在时隙开始处开始的传输。万博1manbetx
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”系列的另一集更详细地介绍DM-RS分配。
为了结束本节,我们想转向接收器,并探索如何将传输块大小传递给接收器。接收机需要能够计算出传输块的大小,以便执行逆速率匹配LDPC解码。这个概念类似于LTE。
在“5G解释”视频系列的另一集中,我们将解释如何传输下行链路控制信息。但重要的是要知道,传输块大小本身并没有发出信号。相反,一些不同的信息被发送信号。
它们包括调制编码方案MCS,以及资源分配,即分配给PDSCH的资源块,以及在OI-DM符号中分配的持续时间。5G NR使用一种基于公式的方法来计算传输块大小,而LTE使用了一些表。
由于公式的定义方式,包括量化,所有这些参数都有一些略微不同的配置,从而导致相同的传输块大小。这并不是一个问题,而是给了运营商更多的灵活性,可以选择不同的参数来重新传输第一次没有通过的数据包。
关于下行数据传输的“5G解释”系列视频到此结束。
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