5G移動通信基本原理篇2019

5G移動通信基本原理之5G特性概述12019-07移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)從“分庭抗禮”到“融合”，全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)，官方名稱為“IMT-2020”IS-95GSMTD-SCDMAWCDMACDMA2000802.16eTD-LTE及增強(qiáng)FDD

LTE及增強(qiáng)802.16m3GPP2GIEEE~1990年3GPP23GIMT-2000~2000年4GIMT-Advanced~2010年5GIMT-2020~2020年全球統(tǒng)一峰值：20Gbps用戶：0.1Gbps時延：1ms連接：106/km2速率：500km/h25G是什么？市場驅(qū)動力來自哪里？”ITU-RM.2083-0建議書”定義了5G的三大類應(yīng)用場景Gigabytes

in

a

second3Smart

home/buildingVoiceSmart

city3D

video,

UHD

screensWork

and

play

in

the

cloudAugmented

realityIndustry

automationMissioncritical

applicationSelfdriving

carMassivemachine

typecommunicationsUltra-reliableandlow

latencycommunicationsM.2083-02Enhancedmobile

broadbandFuture

IMT增強(qiáng)型移動寬帶(eMBB)：該使用情境涵蓋一系列使用案例，包括有著不同要求的廣域覆蓋和熱點。就熱點而言，用戶密度大的區(qū)域需要極高的通信能力，但對移動性的要求低，而且，熱點的用戶數(shù)據(jù)速率高于廣域覆蓋的用戶數(shù)據(jù)速率。就廣域覆蓋而言，最好要有無縫連接和連接高移動性的介質(zhì)，用戶數(shù)據(jù)速率也要遠(yuǎn)高于現(xiàn)有用戶數(shù)據(jù)速率。不過，廣域覆蓋對數(shù)據(jù)速率的要求可能低于熱點。超可靠和低延遲通信(URLLC)：該使用案例對吞吐量、延遲時間和可用性等性能的要求十分嚴(yán)格。所應(yīng)用的領(lǐng)域有：工業(yè)制造或生產(chǎn)流程的無線控制、遠(yuǎn)程手術(shù)、智能電網(wǎng)配電自動化以及運(yùn)輸安全等。大規(guī)模機(jī)器類型通信(mMTC)：該使用案例的特點是，連接設(shè)備數(shù)量龐大，這些設(shè)備通常傳輸相對少量的非延遲敏感數(shù)據(jù)。設(shè)備成本需要降低，電池續(xù)航時間需要大幅延長。45G是什么？關(guān)鍵指標(biāo)有哪些？”ITU-RM.2083-0建議書”定義了5G的八項關(guān)鍵特性M.2083-03User

experienceddatarate(Mbit/s)100Spectrumefficiency3

50011020100

Mobility(km/h)Latency(ms)106Connection

density(devices/km2

)Networkenergy

efficiencyAreatrafficcapacity(Mbit/s/m2

)Peakdata

rate(Gbit/s)1

4003501010510

1

10.1IMT-2020101IMT-advancedNFV（NetworkFunctions

Virtualisation）網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，實現(xiàn)功能與硬件的解耦NFV技術(shù)實現(xiàn)底層物理資源到虛擬化資源的映射，構(gòu)造虛擬機(jī)（VM），加載網(wǎng)絡(luò)邏輯功能。5G中，網(wǎng)元（例如IMS）不再以硬件的形態(tài)存在的，而是以軟件形式部署在符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的大量服務(wù)器上；網(wǎng)元以功能模塊（軟件形態(tài)）出現(xiàn)，部署更快，成本更低。5SDN（Software-DefinedNetwork

）軟件定義網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)控制集中化，可編程化SDN技術(shù)實現(xiàn)虛擬機(jī)間的邏輯連接，構(gòu)建承載信令和數(shù)據(jù)流的通路?？刂茖颖毕蚪涌谕ㄟ^標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用編程接口（API）與應(yīng)用和服務(wù)互動；南向接口通過標(biāo)準(zhǔn)化的OpenFlow指令集與物理網(wǎng)絡(luò)互操作，基于每個線程的網(wǎng)絡(luò)可編程能力，提供極端顆?？刂?，能夠響應(yīng)不斷變化的應(yīng)用層實現(xiàn)需求，從而避免緩慢復(fù)雜的人工網(wǎng)元配置。65G系統(tǒng)架構(gòu)TR

23501

4.2，網(wǎng)元以功能模塊的形態(tài)呈現(xiàn)，與硬件全面解耦UE(R)ANAFAMFSMFPCFUDMDNUPF

N6NRFNEFN3N2AUSFNausfNamfNsmfNpcfNnrfNnefNudmNafNSSFNnssfNetworkSliceSelectionFunction

(NSSF)NetworkExposureFunction

(NEF)NFRepositoryFunction

(NRF)AuthenticationServerFunction

(AUSF)UnifiedDataManagement

(UDM)PolicyControlFunction

(PCF)ApplicationFunction

(AF)網(wǎng)絡(luò)切片核心網(wǎng)元，控制面與用戶面分離N4UserEquipment

(UE)(Radio)AccessNetwork

((R)AN)AccessandMobilityManagementFunction

(AMF)SessionManagementFunction

(SMF)UserPlaneFunction

(UPF)DataNetwork

(DN)7 RAN架構(gòu)-gNB/ng-eNB/AMF/SMF/UPFTR

38300

4.1/4.2定義了NG-RAN架構(gòu)及功能劃分gNB：為UE提供NR的用戶面、控制面業(yè)務(wù)和連接。ng-eNB：為UE提供E-UTRA的用戶面、控制面業(yè)務(wù)和連接。gNB和ng-eNB通過Xn接口連接；gNB/ng-eNB通過NG接口連接至5GC，更具體地，通過NG-C接口連接至AMF，通過NG-U接口連接至UPF。gNBng-eNBNGNGNGXnNG-RAN5GCAMF/UPFgNBng-eNBNGNGNGXnAMF/UPFXnXnNGNGinternetgNBor

ng-eNBRB

ControlConnectionMobility

Cont.MeasurementConfiguration&

ProvisionDynamicResourceAllocation

(Scheduler)AMFUPFInterCell

RRM8RadioAdmission

ControlNG-RAN5GCMobility

AnchoringIdleState

MobilityHandlingNAS

SecuritySMFUEIP

addressallocationPDU

SessionControlPDU

HandlingRAN架構(gòu)-CU和DUTR

38401定義了CU/DU架構(gòu)及在信令流程中的角色5GCNGNGXn-CNG-RANgNBgNB-DUgNB-DUgNB-CUgNBF1F1gNB-CU：gNB集中單元，邏輯節(jié)點，其上運(yùn)行RRC、SDAP和PDCP，對于EN-DC，則運(yùn)行RRC和PDCP；通過F1接口和gNB-DU通信。gNB-DU：gNB分布單元，邏輯節(jié)點，其上運(yùn)行RLC、MAC和PHY，部分操作由gNB-CU控制；一個gNB-DU支持一個或多個小區(qū)，一個小區(qū)僅支持一個gNB-DU；通過F1接口和gNB-CU通信。9RAN架構(gòu)-CU和DUTR

38801定義了10種功能劃分方式，以應(yīng)對不同業(yè)務(wù)需求PDCP-RLC拆分已被標(biāo)準(zhǔn)化為LTE雙連接，以替代3C。因此，此拆分選項應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)化的最直接的選項，標(biāo)準(zhǔn)化所需的增量工作應(yīng)該相對較小。在某些情況下，它可以在處理一些邊緣計算或低延遲用例時獲得性能增益，在這些用例中，用戶數(shù)據(jù)需要位于傳輸點附近。10NS（Network

Slicing）用例多樣化->單一物理網(wǎng)絡(luò)提供多個邏輯網(wǎng)絡(luò)，節(jié)約成本網(wǎng)絡(luò)切片是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）應(yīng)用于5G階段的關(guān)鍵特征。一個網(wǎng)絡(luò)切片將構(gòu)成一個端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò)，按切片需求方的需求靈活的提供一種或多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。左圖網(wǎng)絡(luò)包含3個切片，切片1用于智能手機(jī)，要求連續(xù)廣域覆蓋；切片2用于自動駕駛，要求低時延高可靠；切片3用于物聯(lián)網(wǎng)，要求低功耗大連接。這3種用例對網(wǎng)絡(luò)的要求是完全不同的。5G利用一套硬件基礎(chǔ)設(shè)施，通過網(wǎng)絡(luò)切片滿足3種截然不同的網(wǎng)絡(luò)需求。11MEC（MobileEdge

Computing）業(yè)務(wù)平臺下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣，為用戶就近提供業(yè)務(wù)計算和數(shù)據(jù)緩存能力增強(qiáng)現(xiàn)實智能視頻加速車聯(lián)網(wǎng)125G空口技術(shù)13多連接5G關(guān)鍵技術(shù)大規(guī)模天線mMIMO：4G+：16TX5G：64TX+3

GHz6

GHz10

GHz30

GHz全頻譜接入90

GHz超密集組網(wǎng)接入和回傳聯(lián)合設(shè)計小區(qū)虛擬化技術(shù)干擾管理和抑制策略400MHz5G中低頻段許可：中國移動：2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz中國聯(lián)通：3500-3600MHz中國電信：3400-3500MHz無縫覆蓋熱點容量終端直連新型多址eMBB：下行采用CP-OFDM，上行采用

CP-OFDM

或DFT-s-OFDMmMTC：上行采用NOMA（非正交多址），多種候選方案其他技術(shù)新型多載波先進(jìn)調(diào)制編碼靈活雙工全雙工頻譜共享5G

NR4G

LTEWi-Fi多模終端同時連接5G、4G、Wi-Fi中繼終端14中繼終端覆蓋空洞15EN-DC（E-UTRA-NRDual

Connectivity）基于初期快速部署，后期連續(xù)覆蓋、熱點容量等方面的考量，雙連接方案是十分必要的en-gNBS1-US1S1X2E-UTRANEPCen-gNBS1-US1S1X2MME/S-GW MME/S-GWX2X2-US1-US1-U，EN-DC，E代表E-UTRA，N代表NRDC代表雙連接（Dual

Connectivity），E-UTRA在前，因此LTE基站作為主站。EN-DC，對應(yīng)option3/3a組網(wǎng)方式，在2017年12完成的NSA標(biāo)準(zhǔn)中。LTE基站（eNB）作為主站（MN-Master

Node），5G基站（en-gNB）作為從站（SN-Secondary

Node）。eNB通過S1接口連接至EPC，通過X2接口連接至en-gNB。在option3a中，en-gNB可通過S1-U和EPC通信。虛線S1-U僅option3a中存在eNB eNBMulti-RATDual

Connectivity（MR-DC）E-UTRA-NRDual

Connectivity（EN-DC）NR-E-UTRADual

Connectivity（NE-DC）Master

Node（MN）Secondary

Node（SN）5G標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程165G概念？”標(biāo)志性性能指標(biāo)”和“一組關(guān)鍵技術(shù)”來共同定義Gbps用戶體驗速率新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)大規(guī)模天線超密集組網(wǎng)新型多址全頻譜接入關(guān)鍵技術(shù)核心指標(biāo)其他指標(biāo)其他技術(shù)多連接17終端直連新型編碼靈活雙工頻譜共享…峰值速率區(qū)域通信能力連接密度時延頻譜效率移動性能效5G空口設(shè)計18王磊2019-035G新頻段2018年12月10日，工信部正式發(fā)文表示，向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通發(fā)放了5G系統(tǒng)中低頻段試驗頻率使用許可中國移動獲得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz頻段的5G試驗頻率資源中國聯(lián)通獲得3500MHz-3600MHz頻段的5G試驗頻率資源中國電信獲得3400MHz-3500MHz頻段的5G試驗頻率資源19NRoperatingbandUplink(UL)operating

bandBSreceive/UE

transmitFUL,low–

FUL,highDownlink(DL)operating

bandBStransmit/UE

receiveFDL,low–

FDL,highDuplexModen11920MHz–1980

MHz2110MHz–2170

MHzFDDn21850MHz–1910

MHz1930MHz–1990

MHzFDDn31710MHz–1785

MHz1805MHz–1880

MHzFDDn5824MHz–849

MHz869MHz–894

MHzFDDn72500MHz–2570

MHz2620MHz–2690

MHzFDDn8880MHz–915

MHz925MHz–960

MHzFDDn12699MHz–716

MHz729MHz–746

MHzFDDn20832MHz–862

MHz791MHz–821

MHzFDDn251850MHz–1915

MHz1930MHz–1995

MHzFDDn28703MHz–748

MHz758MHz–803

MHzFDDn342010MHz–2025

MHz2010MHz–2025

MHzTDDn382570MHz–2620

MHz2570MHz–2620

MHzTDDn391880MHz–1920

MHz1880MHz–1920

MHzTDDn402300MHz–2400

MHz2300MHz–2400

MHzTDDn412496MHz–2690

MHz2496MHz–2690

MHzTDDn501432MHz–1517

MHz1432MHz–1517

MHzTDDn511427MHz–1432

MHz1427MHz–1432

MHzTDDn651920MHz–2010

MHz2110MHz–2200

MHzFDDn661710MHz–1780

MHz2110MHz–2200

MHzFDDn701695MHz–1710

MHz1995MHz–2020

MHzFDDn71663MHz–698

MHz617MHz–652

MHzFDDn741427MHz–1470

MHz1475MHz–1518

MHzFDDn75N/A1432MHz–1517

MHzSDLn76N/A1427MHz–1432

MHzSDLn773300MHz–4200

MHz3300MHz–4200

MHzTDDn783300MHz–3800

MHz3300MHz–3800

MHzTDDn794400MHz–5000

MHz4400MHz–5000

MHzTDDn801710MHz–1785

MHzN/ASULn81880MHz–915

MHzN/ASULn82832MHz–862

MHzN/ASULn83703MHz–748

MHzN/ASULn841920MHz–1980

MHzN/ASULn861710MHz–1780

MHzN/ASULCUC/CTCCMCCCMCC20NRoperatingbandUplink(UL)andDownlink

(DL)operatingbandBStransmit/receiveUE

transmit/receiveFUL,low–FUL,highFDL,low–FDL,highDuplex

Moden25726500MHz–29500MHzTDDn25824250MHz–27500MHzTDDn26037000MHz–40000MHzTDDn26127500MHz–28350MHzTDD5G頻譜列表NRoperatingbandsin

FR1(<6GHz)NRoperatingbandsin

FR2(>6GHz)無線幀格式Onesubframe,Tsubframe=1

ms#0#1#9Oneframe,Tframe=10

ms#8#2#3#4#5#6#7Δf=15

kHzΔf=30

kHzΔf=60

kHzOneslot,0.25

msOneslot,1

msOneslot,0.5

msΔf=120

kHzOneslot,0.125

msΔf=240

kHzOneslot,0.0625

ms支持15k、30k、60k、120k、240k共計5種子載波間隔1個無線幀長度為10ms，包含2個半幀（編號0、1），10個子幀（編號0-4、5-9）1個子幀長度為1ms，包含的時隙數(shù)與子載波配置有關(guān)，時隙編號由0開始1個時隙包含14/12個OFDM符號，每個符號可定義為

“下行”、“靈活”、“上行”三種類型21無線幀格式舉例3.5GHz2.6GHzCUC/CTCCMCC22無線資源REResource

ElementRBResource

Block，只有頻域的概念，包含12個子載波point

A頻域參考位置點，CRB的起點CRBCommonResource

Block，用作RG和BWP等的標(biāo)尺，CRB0的子載波0的中心頻率與point

A對齊，CRB編號在頻域上唯一RGResource

Grid，相當(dāng)于一個載波，針對特定子載波間隔，由起始CRB號和連續(xù)RB數(shù)定義BWPBandwidth

Part，定義了特定UE當(dāng)前的工作帶寬，針對特定子載波間隔，由起始CRB號和連續(xù)RB數(shù)定義，不能跨RGPRBPhysicalResource

Block，在BWP中從0開始編號，用于調(diào)度VRBVirtualResource

Block，用于調(diào)度，與PRB之間存在映射關(guān)系23無線帶寬A

UE

can

support

less

than

the

carrier

BWNR20

MHz5(later32)component

carriersLTEAllUEssupportfullcarrier

BWUpto400

MHzUpto16component

carriers單載波最大帶寬為400M最大聚合載波數(shù)為16不要求設(shè)備支持載波的全部帶寬24BWPBWP（Bandwidth

Part）由一組連續(xù)RB組成UE在一個服務(wù)小區(qū)中可以配置最多4個DL

BWP和最多4個UL

BWP，但同一時刻只能有一個激活BWP不同的BWP具有不同的帶寬、子載波間隔、CP長度和調(diào)度定時不同UE在不同階段使用不同BWP，以應(yīng)對不同的UE能力、業(yè)務(wù)速率或節(jié)電要求；呼叫建立時使用初始BWP，之后可以通過DCI完成BWP轉(zhuǎn)換，也可以由于不激活Timer超時導(dǎo)致回落到缺省BWP25補(bǔ)充上行鏈路frequencyDL+

ULULSULHighNR

frequencyDL+UL

coverageDLonly

coverageSUL

coverage引入SUL（Supplementary

Uplink），改善高頻場景上行覆蓋NRoperatingbandUplink(UL)

operatingbandBSreceive/

UEtransmitFUL,low–

FUL,highDownlink(DL)

operatingbandBStransmit/UE

receiveFDL,low–

FDL,highDuplexModen801710MHz–1785

MHzN/ASULn81880MHz–915

MHzN/ASULn82832MHz–862

MHzN/ASULn83703MHz–748

MHzN/ASULn841920MHz–1980

MHzN/ASULn861710MHz–1780

MHzN/ASULCUC/CTCCMCC265G物理信道與物理信號27下行物理信道：PhysicalBroadcastChannel

(PBCH)PhysicalDownlinkSharedChannel

(PDSCH)PhysicalDownlinkControlChannel

(PDCCH)上行物理信號：Demodulationreferencesignals,DM-RS,for

PUSCHPhasetrackingreferencesignals,PT-RS,for

PUSCHSoundingreferencesignal,

SRS下行物理信號：Primarysynchronizationsignal,

PSSSecondarysynchronizationsignal,

SSSDemodulationreferencesignals,DM-RS,forPDSCHPDCCHand

PBCHPhasetrackingreferencesignals,PT-RS,for

PDSCHChannel-stateinformationreferencesignal,

CSI-RS上行物理信道：PhysicalRandomAccessChannel

(PRACH)PhysicalUplinkSharedChannel

(PUSCH)PhysicalUplinkControlChannel

(PUCCH)SS/PBCHOneOFDM

symbol基本概念SSB塊時域4個符號，頻域240個子載波PSS占用第1個符號，承載NID2，

NID2共3個取值SSS占用第3個符號，承載NID1和NID2，

NID1共336個取值PBCH占用第2/3/4個符號SSB周期可設(shè)置為（5、10、20、40、80、160）msNR

PCI個數(shù)擴(kuò)展至100828SS/PBCH頻域位置NR中，由于信道帶寬可能非常大，如果按照信道Raster(1)進(jìn)行同步信號搜索，需要時間非常很長，且非常耗電引入同步Raster(2)概念，SSB塊按照同步Raster進(jìn)行放置SSB塊頻域位置編號以GSCN表示注：不同頻段定義了不同的信道Raster，可能為5kHz、15kHz或60kHz厘米波頻段，同步Raster為1.44MHz，毫米波頻段則為17.28MHz29SS/PBCH時域位置一個SSB半幀帶有4/8/64個SSB塊，時域位置由CaseA-E決定舉例：CaseCSSB塊起始符號位置為{2，8}+14×n，其中n為0，1，2，3每個SSB塊時域長度為4個符號30SS/PBCHSSB波束掃描與LTE中的PBCH全覆蓋不同，SSB波束在時域上掃描發(fā)射LTE5G

NR31不同編號的SSB塊承載于不同廣播波束上各廣播波束僅覆蓋小區(qū)部分區(qū)域各廣播波束在時間上輪詢SS/PBCH為什么需要SSB波束掃描Pr

Gr

Gt

Pt

4

r

2接收功率與波長平方成正比，損失的功率去哪里了？輻射單元的有效面積與頻率平方成反比隨著頻率增加，增加輻射單元數(shù)量波束寬度隨輻射單元數(shù)量增加而減少，即無法實現(xiàn)全覆蓋需要特殊的方式實現(xiàn)廣播信道和隨機(jī)接入信道自由空間傳播模型

2每扇區(qū)單波束@2.8GHz120

wide

beam120

wide

beam120

wide

beamMulti-beam

operationwithmultiplenarrow

beamsReduced

coverage@28GHzSubsetof

beamstransmittedinatime

instance每扇區(qū)多波束@28GHz32PRACH格式與LTE主要差異如下：針對不同應(yīng)用場景、頻段部署，新增多種格式隨機(jī)接入前波束選擇33PRACHSSB/PRACH映射SSB索引與PRACH資源存在映射關(guān)系映射準(zhǔn)則：先Preamble升序，后頻域資源位置升序，最后時序資源位置升序終端解析SSB編號終端根據(jù)映射準(zhǔn)則確定當(dāng)前PRACH資源終端在對應(yīng)PRACH上發(fā)起隨機(jī)接入基站獲知終端所在SSB編號34下行控制信道處理流程與LTE主要差異如下：Polar（極化）編碼刪除PCFICH、PHICH支持嵌入DMRS非全帶寬35業(yè)務(wù)信道處理流程與LTE類似，主要差異如下：LDPC編碼上行采用OFDM或DFTS-OFDMCRCLDPC

codingRatematching,

hybrid-ARQScramblingModulationLayermappingTransform

precoding(UL

only)Multi-antenna

precodingResourcemappingPhysicalantenna

mappingOne(ortwo)transportblock(s)ofdynamicsizedeliveredfromtheMAC

layer36業(yè)務(wù)信道處理流程信道編碼、速率匹配、HARQ過程信道編碼LDPC（低密度奇偶校驗碼）根據(jù)碼率和TBS大小選擇不同圖譜RV0RV1RV2RV31st

transmission2nd

transmission3rd

transmission4th

transmission01CBGCBGTI0 0OnlythisCBGis

retransmittedFlushingofsoftbuffercontrolledby

CBGFITosoft

combining速率匹配冗余版本號按0、2、3、1順序，增加軟合并增益，RV0/337可自解碼HARQ過程最大進(jìn)程數(shù)為16，停等機(jī)制基于TB或CBG重傳異步重傳Transport

block業(yè)務(wù)信道處理流程38調(diào)制、層映射、天線端口映射、VRB映射、VRB-PRB映射調(diào)制下行：QPSK/16QAM/64QAM/256QAM上行：π/2-BPSK/QPSK/16QAM/64QAM/256QAM層映射下行：最大2個碼字，最多8層，不超過4層時只能使用1個碼字上行：僅支持1個碼字，最多4層天線端口映射下行：層與天線端口一一映射上行：層與天線端口通過預(yù)編碼實現(xiàn)一對一或一對多映射VRB映射下行：避開DMRS（本身或共同調(diào)度UE）、PTRS

、CSI-RS（NZP或ZP）、SSB、預(yù)留RE上行：避開DMRS

（本身或共同調(diào)度UE）、PTRSVRB-PRB映射交織或非交織資源調(diào)度0 12 34 56 78 9 10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

240123456789 10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24BitmapType

0Type

11001110100010Start39Length頻域資源調(diào)度資源分配類型0

–

比特位圖，每比特代表一組RB（即RBG）資源分配類型1

–

RIV，代表RB起始和長度，分配一段連續(xù)RB具體使用哪種類型可通過RRC配置（全0、全1、0/1動態(tài)）40資源調(diào)度IndexSlotoffsetStartsymbolLengthPDSCHmapping

type00212A10210A2134B……………Jointly

encoded4

OFDMsymbolsRRCconfigured時域資源調(diào)度DCI攜帶index字段，查表確定時隙偏移、起始符號、持續(xù)符號長度規(guī)范預(yù)定義索引表，用于系統(tǒng)、尋呼等消息調(diào)度系統(tǒng)自定義索引表，用于一般業(yè)務(wù)調(diào)度slot資源調(diào)度DownlinkcontrolDownlinkdataIndex

Offset0123ΔT0ΔT1ΔT2ΔT3UplinkACKIndex

3slot… …RRC-configured

tableΔT2ACKtiming

ΔT341上行反饋支持5中PUCCH格式靈活的時隙偏移選擇，由DCI指示，比LTE更低的處理時間格式0格式1格式2格式3格式4符號數(shù)1-24-141-24-144-14PRB數(shù)111-161-161UCI比特數(shù)1-21-2>2>2>2NR下行參考信號LTE：“一招打天下”的CRS限制靈活的網(wǎng)絡(luò)部署，不節(jié)能，不適用更高頻率（>6GHz），不適用mMIMONR：“見著拆著”的參考信號靈活的適應(yīng)不同的部署場景和頻率42CSI-RS（僅下行）極簡載波結(jié)構(gòu)，刪除CRS引入CSI-RS，靈活的帶寬、周期、樣式配置，可用于信道估計、波束管理、移動性管理引入TRS，一種特殊配置的CSI-RS，用于時頻偏移估計43DM-RS（上行和下行）上下行信道估計，相干解調(diào)PBCH/PDCCH/PDSCH/PUSCH/PUCCH上攜帶DM-RSPDCCH

DM-RSPBCH

DM-RSPDSCH/PUSCH

DM-RSPUCCH

DM-RS44PT-RS（上行和下行）符號間的相位修正，輔助DMRS進(jìn)行相干解調(diào)，多普勒頻移和時變信道跟蹤多應(yīng)用于高速高階調(diào)制場景45SRS（僅上行）上行信道質(zhì)量估計，輔助上行調(diào)度、上行功控根據(jù)信道互易性，也可用于下行信道估計最大6個符號，更大的SRS容量引入上行波束訓(xùn)練SlotFrequency0123456789101112

13RBPUSCH

onlySRS/PUSCH46SSB/CSI-RSmMIMO空域復(fù)用原理根據(jù)終端反饋的SSB/CSI-RS編號確定用戶所在粗細(xì)波束根據(jù)系統(tǒng)預(yù)定義的波束相關(guān)性確定用戶間相關(guān)性根據(jù)用戶間相關(guān)性進(jìn)行用戶配對，實現(xiàn)空域資源利用最大化47NR測量RSRP、SINR48分類NR物理信號NR測量值NR應(yīng)用場景LTE測量值與LTE測量值差異RSRPSSSSS-RSRPRRC_IDLERRC_INACTIVERRC_CONNECTEDRS-RP與RS-RP類似（功率譜密度相同時）CSI-RSCSI-RSRPRRC_CONNECTEDRS-RP與RS-RP類似（功率譜密度相同時）SINRSSSSS-SINRRRC_IDLERRC_INACTIVERRC_CONNECTEDRS-SINR目前相鄰小區(qū)SSB時頻資源完全重疊，SS-SINR可等同于RS信號頻域重疊（模三或模六）時的RS-SINRCSI-RSCSI-SINRRRC_CONNECTEDRS-SINR無明確相關(guān)性DM-RS（PDSCH）DRS-SINRRRC_CONNECTED（有下行調(diào)度）RS-SINR無明確相關(guān)性，但與LTERANK1/2

SINR類似5G協(xié)議棧引入SDAP（Service

Data

Application

Protocol）負(fù)責(zé)映射QoS流到DRB，并為上下行分組數(shù)據(jù)打上QFI連接5GC時存在SDAP層，連接EPC時沒有SDAP層49SDAP協(xié)議新的QOS模型QOS管理是基于數(shù)據(jù)流的，而非基于承載DRB仍由RAN進(jìn)行處理，DRB與QOS一一對應(yīng)數(shù)據(jù)流與DRB的映射方式由設(shè)備自主實現(xiàn)引入QFI（QoS

flow

identifier）概念QOS數(shù)據(jù)流由QFI進(jìn)行標(biāo)識每個QFI對應(yīng)不同的時延、可靠性等FiltersFiltersFiltersFiltersRANDRBmuxing/demuxingRANDRBmuxing/demuxingRAN

DRBmuxing/demuxingApplicationsApplicationsApplicationsApplicationsPDU

sessionPDU

sessionPDU

sessionPDU

sessionRAN

DRBmuxing/demuxinggNBUENASAS

QoSflows:[QoS

markings]DRBs:[QoSmarkings]Core

networkRAN

DRBmuxing/demuxingRAN

DRBmuxing/demuxing50RRC協(xié)議移動性51整體測量框架與LTE類似，主要差異如下：參考信號空閑態(tài)基于SSB，連接態(tài)基于SSB或CSI-RS波束級測量與報告UE測量小區(qū)的多個波束，跟以此推導(dǎo)出小區(qū)質(zhì)量除小區(qū)質(zhì)量外，測量報告還包含波束級結(jié)果（僅波束標(biāo)識、測量結(jié)果和波束標(biāo)識，或無波束報告）測量間隙無間隙輔助和有間隙輔助，取決于終端能力、激活BWP和當(dāng)前頻段RRC協(xié)議INACTIVE狀態(tài)減少信令開銷，節(jié)電同時降低接入時延UE上下文儲存于RAN中引入RNA（RAN

Notification

area）概念類似于空閑態(tài)的跟蹤區(qū)由RAN配置每個UE的RNAUE在RNA內(nèi)尋呼可達(dá)RAN發(fā)起尋呼使用其配置的UE

ID（I-RNTI）RRC_CONNECTEDRRC_IDLERRC_INACTIVEReleasewithsuspendResumeReleaseSetupReleaseReject52PDCP協(xié)議53加密與完整性保護(hù)安全建立過程與LTE相同，主要差異如下：DRB支持完整性保護(hù)完整性校驗失敗的數(shù)據(jù)將被丟棄加密和完整性保護(hù)均可基于DRB級進(jìn)行配置某些PDU會話可不加密密鑰更改在切換過程中不是必須的當(dāng)采用CU/DU分離形態(tài)時，CU發(fā)生變化時才期望密鑰的改變PDCP協(xié)議RLCMACPDCPRLCbearer

2RLCRLCbearer

1RLCPDCPRLCbearer

2RLCRLCbearer

1MACDifferent

CCs54MACCellgroup

1Cellgroup

2Duplication-CA

caseSDAPDuplication-DC

caseSDAPPDCP復(fù)制PDCP

PDU可被復(fù)制并在不同RLC承載上傳輸實現(xiàn)URLLC應(yīng)用場景的可靠性及時延要求MAC協(xié)議55基于波束的操作波束故障檢測與恢復(fù)檢測參考信號（SSB或CSI-RS），達(dá)到門限則聲明波束故障選擇合適波束，進(jìn)行隨機(jī)接入波束管理波束切換由PHY、MAC實現(xiàn)，RRC僅提供測量配置MAC協(xié)議56上下行調(diào)度引入兩種上行配置授權(quán)：類型1為RRC直接提供上行配置授權(quán)和周期（即免調(diào)度）類型2為RRC提供上行配置授權(quán)的周期，由CS-RNTI加擾的PDCCH激活或去激活（類似LTE中的上行半靜態(tài)調(diào)度）支持下行半靜態(tài)調(diào)度5G雙連接信令57王磊2019-0358Multi-RATDual

Connectivity什么是MR-DC？什么是MN、SN？什么是MCG、SCG？多RAT雙連接（MR-DC）是指UE側(cè)有兩個RRC連接，分別與不同基站進(jìn)行通信，其中一個站扮演MN（主基站），另外一個扮演SN（輔基站），MN必須與CN（核心網(wǎng)）相連接。MCG（主小區(qū)組）指與MN相關(guān)聯(lián)的一組服務(wù)小區(qū)，SCG

（輔小區(qū)組）指與SN相關(guān)聯(lián)的一組服務(wù)小區(qū)37340中，RAN節(jié)點有eNB、ng-eNB、gNB

、en-gNB四種類型，CN節(jié)點有EPC、5GC兩種類型，所以MR-DC組網(wǎng)架構(gòu)理論上有多種組合方式。37340協(xié)議定義了三種MR-DC，它們?yōu)镋N-DC、NE-DC、NGEN-DC，分別對應(yīng)選項3/3a/3x、選項4/4a、選項7/7a/7x。Intra-E-UTRADualConnectivityE-UTRA-NRDualConnectivityMasterCellGroupMaster

NodeMulti-RATDualConnectivityNR-E-UTRADual

ConnectivityDCEN-DCMCGMNMR-DCNE-DCNGEN-DCSCGSNNG-RANE-UTRA-NRDualConnectivitySecondaryCellGroupSecondary

Node縮略語5G架構(gòu)選項2、3/3a/3x、4/4a、5、7/7a/7xEPCS1-CS1-US1-ULTE

eNBgNB59EPCS1-CS1-US1-ULTE

eNBgNBNGCNG-UNG-CNG-UeLTE

eNBgNBNGCNG-CNG-UNG-UeLTE

eNBgNBNGCNG-CNG-UNG-UeLTE

eNBgNBNGCNG-CNG-UgNBOption2NGCNG-CNG-UeLTE

eNBOption5EPCS1-CS1-ULTE

eNBgNBOption3Option3aOption3xNGCNG-CNG-UNon-Standalone

(NSA)eLTE

eNBgNBOption4Option4aNGCNG-CNG-UeLTE

eNBgNBOption7Option7aOption7xStandalone(SA)EN-DC：Option3/3a/3x網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)en-gNBeNBS1-US1S1X2E-UTRANEPCMME/S-GWen-gNBeNBS1-US1S1X2MME/S-GWX2X2-US1-US1-ULTE

eNBMMEgNBS1-MMEXx-C

LTE

eNBS-GWgNBS1-UXx-US1-U60Option

3：所有的控制面信令都經(jīng)由eNB轉(zhuǎn)發(fā)，eNB將數(shù)據(jù)分流給gNBOption

3a：所有的控制面信令都經(jīng)由eNB轉(zhuǎn)發(fā)，EPC將數(shù)據(jù)分流至gNBOption

3x：所有的控制面信令都經(jīng)由eNB轉(zhuǎn)發(fā)，gNB可將數(shù)據(jù)分流至eNBEN-DC：Option3/3a/3x控制面協(xié)議架構(gòu)UuSgNBNR

RRCUuX2-CMeNBRRCUE61RRC(MeNBstate)S1UE和主站、從站分別有各自的RRC連接，獨立進(jìn)行各自的資源管理（RRM）。但是UE只有面向主站的RRC狀態(tài)，這意味著從站不能釋放RRC連接，也不能使UE遷移到RRC_IDLE狀態(tài)。UE

RRC連接和上下文由主站管理并儲存。從站的RRC

PDU可通過主站傳送給UE，即初始接入時，從站RRCPDU必須通過主站傳輸，但其后可通過主站或從站完成。UE可以建立SRB3，用于和從站直接進(jìn)行RRC

PDU傳輸。注意，只有那些不需要主站參與的RRC重配置，UE才會和從站直接傳輸RRCPDU，否則，UE需要和主站溝通。如果UE移動過程中，從站發(fā)生變化（主站未變），UE通過SRB3直接上報測量報告到從站。支持split

SRB，允許主站把RRC

PDU副本發(fā)給從站，通過從站進(jìn)行傳送。不支持從站副本。EN-DC：Option3/3a/3x用戶面協(xié)議架構(gòu)LTE

eNBPDCPRLCNR

RLCRLCMACPDCPgNBNR

PDCPNR

RLCNR

MACS1S1MCG

bearerSplitbearerSCG

bearerXxLTE

eNBPDCPRLCNR

RLCRLCMACgNBNR

PDCPNR

RLCNR

MACS1S1MCGbearerSCG

splitbearerXxNR

PDCP在選項3x中，S1-MME仍終止于LTE

eNB，但用戶面將會在gNB上進(jìn)行分割。SCG分離承載的用戶面協(xié)議架構(gòu)如下圖所示。62在選項3/3A中，LTE

eNB和非獨立NR，與EPC存在連接關(guān)系。NR用戶面可通過LTE

eNB（選項3）或直接（選項3A）連接至EPC。EN-DC：Option

3/3a/3x新增的RRC流程5.6.2a ULinformationtransferfor

MR-DC本流程的目的為由UE向E-UTRAN傳輸MR-DC的專用信息，比如NR的RRC測量報告消息ULInformationTransferMRDCUEEUTRAN5.6.13aNRSCGfailure

information本流程的目的為告知E-UTRAN由UE檢測到的SCG失?。ū热鏢CG無線鏈路故障，攜帶同步信息的SCG重配置未能成功完成）UE EUTRANRRCconnection

reconfiguration(E.g.nr-Config,sk-Counter,radioBeareConfig1)SCGFailureInformationNR63EN-DC：Option

3/3a/3x增強(qiáng)的RRC消息64EN-DC：Option

3/3a/3x65X2-C流程（非UE相關(guān)）8.3.2 ErrorIndication由ENB觸發(fā)的錯誤指示流程，用以報告從一條傳入消息中檢測到的錯誤8.3.4 Reset復(fù)位程序的目的是在發(fā)生異常故障的情況下，使eNB和en-gNB（EN-DC情況下）的資源保持一致8.3.14 EN-DCX2

RemovalEN-DC

X2拆除流程的目的是以可控方式拆除eNB和en-gNB之間的信令連接EN-DCX2

SetupEN-DC

X2建立流程的目的是eNB和en-gNB交換應(yīng)用級配置數(shù)據(jù)，

以保證X2接口互操作能夠正確完成EN-DCConfiguration

UpdateEN-DC

X2更新流程的目的是eNB和en-gNB更新應(yīng)用級配置數(shù)據(jù)，

以保證X2接口互操作能夠正確完成EN-DCCell

ActivationEN-DC小區(qū)激活流程的目的是eNB向相鄰en-gNB申請激活一個或多之前由于節(jié)能原因未激活的小區(qū)Partialresetof

EN-DC該流程由en-gNB或MeNB觸發(fā)，以啟動所選UE的資源重置E-UTRA–NRCellResource

CoordinationE-UTRA-NR小區(qū)資源協(xié)同流程的目的是實現(xiàn)eNB與en-gNB的無線資源協(xié)同分配EN-DC：Option

3/3a/3xX2-C流程（UE相關(guān)）10.2.1 SecondaryNode

Addition從站添加流程，由主站觸發(fā)，用于在從站上建立UE上下文10.3.1 SecondaryNodeModification(MN/SN

initiated)從站修改流程，可由主站或從站觸發(fā)，用于修改、建立、釋放承載上下文10.4.1 SecondaryNodeRelease(MN/SN

initiated)從站釋放流程，可由主站或從站觸發(fā)，用于在從站上釋放UE上下文10.5.1 SecondaryNodeChange(MN/SN

initiated)從站更新流程，可由主站或從站觸發(fā)，用于將UE上下文由源從站傳遞至目標(biāo)從站，并將UE中的SCG配置由一個從站轉(zhuǎn)移至另一個從站10.6 PSCell

changePSCell更新流程（PSCell定義為輔小區(qū)組中主小區(qū)）10.7.1 Inter-MasterNodehandoverwith/withoutSecondaryNodechange主站間切換流程，用于將UE上下文由源主站傳遞至目標(biāo)主站10.8.1 MasterNodetoeNB

ChangeNSA向eNB切換流程，用于將UE上下文由源主站傳遞至目標(biāo)eNB10.9.1 eNBtoMasterNode

changeeNB向NSA切換流程，用于將UE上下文由源eNB傳遞至目標(biāo)主站10.10.1 RRC

TransferRRC消息傳遞流程，將RRC消息封裝于PDCP

PDU中，可在主從站間傳遞，并實現(xiàn)其通過Split

SRB在從站和UE間傳遞10.11.1 SecondaryRATdatavolume

reporting從站數(shù)據(jù)量報告功能，用于向CN報告從站數(shù)據(jù)量情況連接類切換類信息交互類10.12.1 Activity

Notification66

活動20通18

N知okia功能，用于向主站報告從站用戶面資源使用情況EN-DC：Option

3/3a/3xSecondary

Node

Addition（從站添加）UEMN SNS-GWMME1.SgNBAddition

Request2.SgNBAdditionRequest

Acknowledge3.

RRCConnectionReconfiguration4.

RRCConnectionReconfigurationComplete9.E-RABModification

Indication5.SgNBReconfigurationComplete12.E-RABModification

Confirmation

10.Bearer

Modication 7.SNStatus

Transfer6.RandomAccess

ProcedurePathUpdate

procedure11.EndMarker

Packet在SgNB添加請求觸發(fā)之前MN需要判斷終端和網(wǎng)絡(luò)是否支持EN-DCMN根據(jù)終端上報的頻段和測量能力，配置測量NR小區(qū)，收到相應(yīng)測量報告后觸發(fā)添加流程。（依賴于產(chǎn)品實現(xiàn)，初期可能使用盲加等簡化方式）SgNBAdditionRequestAcknowledge消息包含了接入NR小區(qū)的必要消息，如SSB，PRACH，功率，承載類型以及各級信道的配置2、X2連接建立3、空口參數(shù)配置與隨機(jī)接入8.

Data

Forwarding4、S1路由更新1、終端和網(wǎng)絡(luò)能力判斷67EN-DC：Option

3/3a/3xSecondary

Node

Release

(MN/SNinitiated)//從站釋放流程SN釋放-MN觸發(fā)SN釋放-SN觸發(fā)UEMNSNS-GWMME3.

RRCConnectionReconfiguration4.

RRCConnectionReconfigurationComplete5.SNStatus

Transfer6.Data

Forwarding8.PathUpdate

procedure

1.SgNBRelease

Request

9.UEContext

Release7.SecondaryRATDataVolume

Report2.SgNBReleaseRequest

AcknowledgeUEMNSNS-GWMME1.SgNBRelease

Required3.

RRCConnectionReconfiguration4.

RRCConnectionReconfigurationComplete5.SNStatus

Transfer6.Data

Forwarding8.PathUpdate

procedure

2.SgNBRelease

Confirm

9.UEContext

Release7.SecondaryRATDataVolume

report68MN切換可以使用先釋放SN，切換后再添加的簡化流程釋放流程在一些特殊情況下可以不通知UE，比如MNRLF后正在重建流程和MN觸發(fā)時略有不同，MN也可以拒絕釋放請求可以在SN性能差或無線鏈路有問題時觸發(fā)觸發(fā)的條件各廠家可以根據(jù)自己的實現(xiàn)自定義EN-DC：Option

3/3a/3xSecondary

Node

Modification

(MN/SN

initiated)//從站修改流程MNSNS-GWMME1.SgNBModification

Request2.SgNBModificationRequest

AcknowledgerationComplete6.SgNBReconfiguration

Complete8.SNStatus

Transfer9.Data

Forwarding11.PathUpdate

procedureeUERRCConnectionReconfiguRandomaccess

procedurRRCConnectionReconfigu7.Randomaccess

procedurratione10.SecondaryRATDataVolumeReportUEMNSNS-GWMME1.SgNBModification

Required4.

RRCConnectionReconfigura5.

RRCConnectionReconfigurationtionComplete6.SgNBModification

Confirm8.SNStatus

Transfer9.Data

Forwarding7.RandomAccess

Procedure11.PathUpdate

procedureForprovidingof

Forwardingaddresses,SgNB

SecurSeNBModification

RequestSeNBModification

Requestity

KeyAcknowledge10.SecondaryRATDataVolume

Report69SN站內(nèi)PSCELL變更（LTE小區(qū)不變，NR小區(qū)變更）SN配置修改，如上行分流策略，承載修改等MN站內(nèi)切換（LTE站內(nèi)切換，NR小區(qū)不變）SN配置修改，如上行分流策略，承載修改等SN修改-MN觸發(fā)SN修改-SN觸發(fā)EN-DC：Option

3/3a/3xSecondary

Node

Change

(MN/SN

initiated)//從站更新流程SN變更-MN觸發(fā)SN變更-SN觸發(fā)SN變更（LTE小區(qū)不變，NR跨站小區(qū)變更）X2分解為添加和刪除兩部分，Uu口應(yīng)合并一步完成如果有承載錨定在SN上，則需要通知核心網(wǎng)進(jìn)行修改8a.SNStatus

Transfer9.Data

Forwarding3a.SgNBRelease

RequestUE MN S-SN

T-SN

S-GW

MME1.SgNBAddition

Request2.SgNBAdditionRequest

Acknowledge4.

RRCConnectionReconfiguration5.RRCConnectionReconfigurationComplete6.SgNBReconfiguration

Complete11.E-RABModification

Indication15.E-RABModification

Confirm12.Bearer

Modification13.EndMarker

Packet14.New

Path7.RandomAccess

Procedure8b.SNStatus

Transfer16.UEContext

Release10.SecondaryRATDataVolume

Report3b.SgNBReleaseRequest

AcknowledgeUEMNS-SNS-GWMME9a.SNStatus

Transfer10.Data

Forwarding1.SgNBChange

RequiredT-SN2.SgNBAddition

Request3.SgNB

AdditionRequestAcknowledge4.RRCConnectionReconfiguration5.

RRCConnectionReconfigurationComplete7.SgNBReconfiguration

Complete12.E-RABModification

Indication16.E-RABModification

Confirm13.Bearer

Modification14.EndMarker

Packet15.New

Pat