5G-基本原理及关键技术

5G

基本原理及关键技术课程目标

掌握5G无线网络架构掌握5G无线网络各网元的功能和接口了解5G无线网络协议架构及特点掌握5G物理层帧结构和资源块划分掌握5G关键技术及其带来的收益了解5G两种制式之间的异同及各自特点课程内容

5G概述5G网络架构5G协议栈5G关键技术5G与4G的区别5G概述

5G简介5G相关组织介绍为什么要5G

5G:

Long

Term

Evolution为什么要5G?

基于CDMA技术的5G标准在通过HSDPA以及EnhancedUplink

等技术增强之后,可以保证未来几年内的竞争力。但是，需要考虑如何保证在更长时间内的竞争力应对来自于WiMAX的市场压力为应对ITU的4G标准征集做准备为什么要5G——5G

使移动业务更丰富

移动宽带改变未来生活

移动Email

网络会议

高清视频会议

视频点播

在线游戏

高清视频流

视频共享

视频博客

视频聊天

信息服务

手机购物

手机银行

手机证券5G通过大容量、快速响应、高速率和更好的QoS

提升用户体验移动通信技术的演进路线

多种标准共存、汇聚集中多个频段共存移动网络宽带化、IP化趋势2G2.5G2.75G5G3.5G3.75G3.9GGPRSEDGEHSDPA

R5HSUPA

R6MBMS4GMBMSCDMA

2000

1X

EV-DO802.16

e802.16

mHSDPAHSPA+

R7FDD/TDD4GGSM

TD-SCDMAWCDMA

R99802.16

dCDMA

IS95

CDMA2000

1x5GEV-DORev.

AEV-DORev.

BHSUPAHSPA+

R7更好的覆盖DL:

100Mbps

UL:

50Mbps

低延迟CP:

100ms

UP:

5ms

更低的CAPEX

&

OPEX

频谱灵活性更高的频

谱效率5G5G的目标

峰值速率峰值数据率

1实现峰值速率的显著提高，峰值速率与系统占用带宽成正比

2在20MHz

带宽内实现100Mbit/s的下行峰值速率(频谱效率5

bit/s/Hz)

3在20MHz

带宽内实现50Mbit/s的上行峰值速率(频谱效率2.5

bit/s/Hz)

目标移动性

E-UTRAN系统应能够支持:

对较低的移动速度

(

0

-

15

km/h

)

优化在更高的移动速度下

(15

-

120

km/h

)

可实现较高的性能在120

-

350

km/h的移动速度

(在某些频段甚至应该支持500

km/h

)

下要保持网络的移动性在各种移动速度下，所支持的语音和实时业务的服务质量都要达到或超过UTRAN下所支持的频谱

频谱灵活性

E-UTRA系统可部署在不同尺寸的频谱中，包括1.4、

3、5、10、15

和

20

MHz,

支持对已使用频率资源的重复利用上行和下行支持成对或非成对的频谱

共存

与GERAN/5G系统在相同地区邻频与其他运营商在相同地区邻频在边境两侧重合的或相邻的频谱内与

UTRAN

和

GERAN切换与非

5GPP

技术

(CDMA

2000,

WiFi,

WiMAX)切换5G

频段划分5G概述

5G简介5G相关组织介绍5G标准组织功能需求技术验证

标准制定

PCGTSG

GERAN

TSG

RAN

TSG

SA

TSG

CT5GPP组织架构

ProjectCo-ordinationGroup(PCG)TSG

GERANGSM

EDGERadio

Access

NetworkGERANWG1Radio

AspectsGERANWG2Protocol

AspectsGERANWG3Terminal

Testing

TSG

RANRadio

Access

NetworkRANWG1Radio

Layer

1

specRANWG2Radio

Layer

2

specRadio

Layer

3

RR

specRANWG3lub

spec,

lur

spec,

lu

specUTRAN

O&M

requirementsRANWG4Radio

PerformanceProtocol

aspectsRANWG5Mobile

TerminalConformance

Testing

TSG

SAService

&

Systems

AspectsSAWG1ServicesSAWG2ArchitectureSAWG3SecuritySAWG4CodecSAWG5Telecom

Management

TSG

CNCore

Network

&

TerminalsCTWG1MM/CC/SM

(lu)CTWG3Interworking

with

externalnetworksCTWG4MAP/GTP/BCH/SSCTWG6

SmartCard

Application

Aspects5G关键技术演进课程内容

5G概述5G网络架构5G协议栈5G关键技术5G与4G的区别5G

网络构架MME

/

S-GWMME

/

S-GWX2S1

移动性管理

服务网关EPC

E-UTRAN

MME/SGW

与

eNode

B

的接口

RNCNode

B

+

eNode

B=EPSX2

X2eNode

BeNode

BeNode

B

Uu

eNode

B间的接口

E-UTRAN中只有一种网元——eNode

B

演进分组核心网——EPC

演进分组系统——EPSSGiS4PCRFS7HSS

S6aUE5G全网架构

GERAN

UTRANS1-MME

S105G-UuE-UTRANSGSN

S3

MMES11S5ServingGateway

PDNGatewayS1-UOperator's

IP

Services

(e.g.

IMS,

PSS

etc.)Rx+

网络结构扁平化

E-UTRAN只有一种网元—E-Node

B

全IP

媒体面控制面分离

与传统网络互通E-UTRAN

和

EPC的功能划分5GPP

TS

36.300E-UTRAN

和

EPC的功能划分（续）

eNB

功能:

无线资源管理IP头压缩和用户数据流加密UE附着时的MME选择用户面数据向S-GW的路由寻呼消息和广播信息的调度和发送

移动性测量和测量报告的配置

MME

功能:

分发寻呼信息给eNB安全控制空闲状态的移动性管理SAE

承载控制非接入层（NAS）信令的加密及完整性保护

S-GW

功能:

终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包支持由于UE移动性产生的用户面切换课程内容

5G概述5G网络架构5G协议栈5G关键技术5G与4G的区别5G/SAE的协议结构信令流数据流与

UMTS

的PS

域相同eNBUES-GWPDCP

RLC

MAC

PHYPDCP

RLC

MAC

PHY5G无线接口

—

用户平面5G无线接口

—

控制平面eNBUEMMENAS

RRCPDCP

RLC

MAC

PHY

NAS

RRCPDCP

RLC

MAC

PHY

每个10ms无线帧被分为10个子帧

每个子帧包含两个时隙，每时隙长0.5ms

Ts=1/(15000*2048)

是基本时间单元

任何一个子帧即可以作为上行，也可以作为下行#0无线帧结构——类型1

1个无线帧

TF

=

307200

TS

=

10

ms

1个时隙

Tslot=15360×TS=0.5ms#11个子帧…………#2#17#18#191个子帧子帧

#5DwPTSGPUpPTS…子帧

#91个子帧子帧

#0DwPTSGPUpPTS…子帧

#4无线帧结构——类型2

1个无线帧

TF

=

307200

Ts=

10

ms

1个半帧

153600

TS

=

5

ms

1个时隙

Tslot=15360TS

30720TS

每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms支持5ms和10ms上下行切换点子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送ConfigurationNormalcyclicprefixExtendedcyclicprefixDwPTSGPUpPTSDwPTSGPUpPTS03101OFDMsymbols381OFDMsymbols1948321039231121014121372OFDMsymbols5392OFDMsymbols82693917102---8111---Uplink-downlinkconfigurationDownlink-to-UplinkSwitch-pointperiodicitySubframenumber012345678905msDSUUUDSUUU15msDSUUDDSUUD25msDSUDDDSUDD310msDSUUUDDDDD410msDSUUDDDDDD510msDSUDDDDDDD65msDSUUUDSUUD上下行配比方式

“D”代表此子帧用于下行传输，“U”代表此子帧用于上行传输，“S”是由DwPTS、GP和UpPTS组成的特殊子帧。特殊子帧中DwPTS和UpPTS的长度是可配置的，满足DwPTS、GP和UpPTS总长度为1ms

。名义带宽(MHz)1.435101520RB数目615255075100实际占用带宽(MHz)1.082.74.5913.518系统占用带宽分析

占用带宽

=

子载波宽度

x

每RB的子载波数目

x

RB

数目

子载波宽度

=

15KHz

每RB的子载波数目

=

125G物理资源分配——天线端口概念

天线端口

5G使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口的定义是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。

由于目前5G上行仅支持单射频链路的传输，不需要区分空间上的资源，所以上行还没有引入天线端口的概念。

目前5G下行定义了三类天线端口，分别对应于天线端口序号0~5。

小区专用参考信号传输天线端口：天线端口0~3MBSFN参考信号传输天线端口：天线端口4终端专用参考信号传输天线端口：天线端口5325G物理资源分配——

RE/RBRE

(Resource

Element)最小的资源单位，时域上为1个符号，频域上为1个子载波用

(k,

l)

标记RB

(

Resource

Block)业务信道的资源单位，时域上为1个时隙，频域上为12个子载波SystemBandwidth（RB）RBGSize(P)≤10111–26227–63364–1104REG（Resource

Element

Group）为控制

区域中RE集合，用于映射下行控制信道

，每个REG中包含4个数据RE5G物理资源分配——

REG/CCE/RBG

RBG

REG

RBG

（Resource

Block

Group）为业

务信道资源分配的资源单位，由一组

RB组成，分组大小与系统带宽有关

CCE（Channel

Control

Element）为PDCCH资源分配的资源单位，由9个REG

组成。

CCE345G物理信道概述RadioResourceControl(RRC)AccessControlMedium(MAC)TransportchannelsPhysicallayerControl/MeasurementsLayer3

LogicalchannelsLayer2Layer1物理层周围的无线接口协议结构BCCHPCCHCCCHDCCHDTCHMCCHMTCHPCHDL-SCHMCHBCHPDSCHPMCH逻辑信道传输信道物理信道CCCHDCCHDTCHUL-SCHPRACHPUSCHRACHPUCCH5G

上行/下行信道

下行信道PBCH

上行信道逻辑信道传输信道物理信道逻辑信道

MAC向RLC以逻辑信道的形式提供服务。逻辑信道由其承载的信息类型所定义，分为CCH和TCH，前者用于传输5G系统所必需的控制和配置信息，后者用于传输用户数据。5G规定的逻辑信道类型如下：

BCCH信道，广播控制信道，用于传输从网络到小区中所有移动终端的系统控制信息。移动终端需要读取在BCCH上发送的系统信息，如系统带宽等。PCCH，寻呼控制信道，用于寻呼位于小区级别中的移动终端，终端的位置网络不知道，因此寻呼消息需要发到多个小区。DCCH，专用控制信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的控制信息。该信道用于移动终端单独的配置，诸如不同的切换消息MCCH，多播控制信道，用于传输请求接收MTCH信息的控制信息。DTCH，专用业务信道，用于传输来去于网络和移动终端之间的用户数据。这是用于传输所有上行链路和非MBMS下行用户数据的逻辑信道类型。MTCH，多播业务信道，用于发送下行的MBMS业务传输信道

对物理层而言，MAC以传输信道的形式使用物理层

提供的服务。

5G中规定的传输信道类型如下：

BCH：广播信道，用于传输BCCH逻辑信道上的信息。PCH：寻呼信道，用于传输在PCCH逻辑信道上的寻呼信息。DL-SCH：下行共享信道，用于在5G中传输下行数据的传输信道。它支持诸如动态速率适配、时域和频域的依赖于信道的调度、HARQ和空域复用等5G的特性。类似于HSPA中的CPC。DL-SCH的TTI是1ms。MCH：多播信道，用于支持MBMS。UL-SCH：上行共享信道，和DL-SCH对应的上行信道物理信道和信号

上行物理信道

PUSCH

PUCCH

PRACH

上行物理信号

参考信号（ReFerenceSignal：RS）

下行物理信道

PDSCH:

PBCH

PMCH

PCFICH

PDCCH

PHICH

下行物理信号

同步信号（Synchronization

Signal）

参考信号（ReFerence

Signal）

物理信道

一系列资源粒子（RE）的集合，用于承载源于高层的信息

物理信号

一系列资源粒子（RE）的集合，这些RE不承载任何源于高层的信息下行RS上行RSUL-SCH

传输的物理层模型BCH

传输的物理层模型DL-SCH

传输的物理层模型物理层过程——小区搜索

Step1、搜索PSCH，确定5ms定时、获得小区IDStep2、解SSCH，取得10ms定时，获得小区ID组；Step3、检测下行参考信号，获取BCH的天线配置；然后UE就可以读取小区广播消息（PCH配置、RACH配置、邻区列表等）SCH结构基于1.4MHz固定带宽。UE必需的小区信息有：小区总发射带宽、小区ID、小区天线配置、CP长度配置、BCH带宽通过PRACH发送RACH给UE的标识物理层过程——

随机接入

检测UEeNB

1preambleUE监控PDCCH获得相应的上下行资源配置；从相应的PDSCH获取随机接入响应，包含上行

Delay

about授权、定时消息和分配

5ms

3

UE从PUSCH发送连接请求eNB从PDSCH发送冲突

Msg1:

preamble

on

PRACH

Msg2:

RA

response

on

PDCCH

and

PDSCHMsg3:

connection

requirement,

ect

Msg4:

contention

resolutionmin

delay2ms

2DelayBased

on

eNB

4Cell

update5G

intra-system

mobilityIntra-Frequency

handoverInter-Frequency

handover

(same

band)Inter-Frequency

handover

(diFF

band)5G

<->

UTRAN

inter-workingReselection

5G<->

UTRANPS

handover

5G->UTRANPS

handover

UTRAN

->

5G5G

<->

GERAN

inter-workingReselection

5G<->

GERANeNACC

5G

->GERANPS

handover

GERAN

->

5GUTRAN

5G－>GERAN

GERAN5G－>UTRAN

5G

UTRAN－>5G

5GGERAN－>5GeNode

B5G

Intra-system

HOeNode

B5G

移动性管理

Cell

reselection5G

移动性管理课程内容

5G概述5G网络架构5G协议栈5G关键技术5G与4G的区别5G关键技术

频域多址技术

—

OFDM/SC-FDMAMIMO技术高阶调制技术HARQ技术链路自适应技术

—

AMC快速MAC调度技术小区干扰消除5G多址技术的要求

更大的带宽和带宽灵活性

随着带宽的增加，OFDMA信号仍将保持正交，而CDMA

的性能会受到多径的影响.

在同一个系统，使用OFDMA可以灵活处理多个系统带宽.

扁平化架构

当分组调度的功能位于基站时，可以利用快速调度、包括频域调度来提高小区容量。频域调度可通过OFDMA实现，而CDMA无法实现.

便于上行功放的实现

SC-FDMA相比较OFDMA可以实现更低的峰均比,

有利于终端采用更高效率的功放.

简化多天线操作

OFDMA相比较CDMA实现MIMO容易.多址方式概述

5G采用OFDMA（正交频分多址：Orthogonal

Frequency

DivisionMultiple

Access）作为下行多址方式5G采用DFT-S-OFDM（离散傅立叶变换扩展OFDM：Discrete

Fourier

TransFormSpread

OFDM）、或者称为SC-FDMA（单载波FDMA：Single

Carrier

FDMA）作为上行多址方式OFDM基本思想

OFDM即正交频分多路复用（Orthogonal

Frequency

DivisionMultiplexing），与传统的多载波调制（MCM）相比，OFDM调制的各个子载波间可相互重叠，并且能够保持各个子载波之间的正交性

OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流，在N个子载波

上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDM符号OFDM的正交性—时域描述

exp

（j

n

mt）dt

t）

exp

（-

j

OFDM的正交性—频域描述

T0

1Tm

n

m

n

1

0OFDM——循环前缀多径情况下空闲保护间隔在子载波间造成的干扰带循环前缀的OFDM符号

各个子载波之间要求完全正交，各个子载波收

发完全同步

发射机和接收机要精确同频、同步

多径效应会引起符号间干扰以及载波间干扰—

积分区间内信号不具有整数个周期保护间隔(Guard

Interval)和循环前缀(cyclic

prefix)信道带宽（MHz）1.435101520子载波数目721803006009001200OFDM——OFDMA主要参数

子载波间隔

15kHz，用于单播（unicast）和多播（MBSFN）传输7.5kHz，仅仅可以应用于独立载波的MBSFN传输

子载波数目循环前缀长度

一个时隙中不同OFDM

符号的循环前缀长度不同5G系统中，利用NFFT=2048的采样周期定义基本时间单元：Ts

=

1/Fs

=1/(15000x2048)

秒

利用DFTS-OFDM的特点可以方便的实现SC-FDMA多址接入方式。通过改变不同用户的DFT的输出到IDFT输入端的对应关系，输入数据符号的频谱可以被搬移至不同的位置，从而实现多用户多址接入。OFDM——上行SC-FDMA多址方式

基于DFTS-OFDM的集中式、分布式频分多址信道带宽（MHz）1.435101520子载波数目721803006009001200OFDM——DFTS-OFDM关键参数

子载波间隔

15kHz

子载波数目循环前缀长度

一个时隙中不同DFTS-OFDM

符号的循环前缀长度不同59OFDMA与SC-FDMA的对比5G关键技术

频域多址技术

—

OFDM/SC-FDMAMIMO技术高阶调制技术HARQ技术链路自适应技术

—

AMC快速MAC调度技术小区干扰消除5G的基本配置是DL

2*2

和UL

1*2

,

最大支持

4*4多天线技术

上行多天线技术

上行传输天线选择(TSTD)MU-MIMO

下行多天线技术

传输分集：SFBC,

SFBC+FSTD，闭环Rank1预编码空间复用：开环空间复用，闭环空间复用以及MU-MIMO波束赋形

多天线技术分类

MIMOSISOSIMOMISO多天线技术SU-MIMO:

空分复用两个数据流在一个TTI中传送给UE

SU-MIMO:

发射分集

只传给UE一个数据流MU-MIMO

结合SDM.给每个UE传送两个数据流.MU-MIMO

结合发射分集.

给每个UE传送一个数据流.上行支持

MU-MIMO目前支持的配置是1x2

或1x4将来支持2x2

或4x41234567单天线端口，端口

0发射分集开环空分复用闭环空分复用多用户

MIMO闭环

Rank

=1

预编码单天线端口，端口

55G下行MIMO模式

5G

定义了7种下行MIMO传输模式（由高层通过传输模式通知UE）兼容单发射天线提高用户峰值速率提高小区吞吐量增强小区覆盖5G关键技术

频域多址技术

—

OFDM/SC-FDMAMIMO技术高阶调制技术HARQ技术链路自适应技术

—

AMC快速MAC调度技术小区干扰消除高阶调制-1.5-1-0.500.511.52-2

-2

-1-1.5

1

0.5

0-0.51.52015G

BPSK

Constellation

Map-1.5-1-0.500.511.52-2

-2

-1-1.5

1

0.5

0-0.51.52000110115G

QPSK

Constellation

Map-1-0.500.511.5-1.5

-1.5

1

0.5

0-0.5

-11.500010000010001010011001001100111100110001100110110111010111011115G

16QAM

Constellation

Map-1-0.500.511.5-1.5

-1.5

1

0.5

0-0.5

-11.5000101000100000000000001010001010000010100010101001101001100001000001001011001011000011100011101001111001110001010001011011011011010011110011111100101100100100000100001110001110000110100110101100111

000111100110

000110100010

000010100011

000011110011

010011110010

010010110110

010110110111

0101111011011011001010001010011110011110001111001111011011111011101010101010111110111110101111101111115G

64QAM

Constellation

Map

高阶调制可提高峰值速率.

5G

支持BPSK,QPSK,

16QAM

和64QAM.5G关键技术

频域多址技术

—

OFDM/SC-FDMAMIMO技术高阶调制技术HARQ技术链路自适应技术

—

AMC快速MAC调度技术小区干扰消除混合自动重传请求（

HARQ）

FEC：前向纠错编码

(Forward

Error

Correction)

ARQ：自动重传请求(Automatic

Repeat

reQuest)

HARQ=FEC+ARQFEC

通信系统劣势:

可靠性较低;对信道的自适应能力较低

为保证更高的可靠性需要较长的码，因此编码效率较低，复杂度和成本较高优势:

更高的系统传输效率;自动错误纠正，无需反馈及重传;低时延.ARQ

通信系统劣势:

连续性和实时性较低;传输效率较低;优势:

复杂性较低;可靠性较高;适应性较高;HARQ机制HARQ实际上整合了ARQ的高可靠性和FEC的高效率TDDUL/DLConfigurationDLsubframeindexn0123456789046---46---176--476--4276-4876-483411---7665541211--87765451211-98765413677---77--5TDDUL/DLConfigurationULsubframeindexn0123456789047647614646266366646656646647ACK/NACK

PDSCHHARQ——定时关系

ACK/NACK定时：对于子帧n中的数据传输，其ACK/NACK在n+k子帧中传输，对于FDD，k=4，对于TDD，k>3。

ACK/NACK

PUSCHConfigurationDL/ULallocationProcessnumber(UL)Processnumber(DL)01DL+DwPTS:3UL7412DL+DwPTS:2UL4723DL+DwPTS:1UL21036DL+DwPTS:3UL3947DL+DwPTS:2UL21258DL+DwPTS:1UL11563DL+2DwPT:5UL66HARQ——RTT与进程数

对于TDD来说，其RTT（Round

Trip

Time，环回时间）大小不仅与传输时延、接收时间和处理时间有关，还与TDD系统的时隙比例、传输所在的子帧位置有关。

TDD

系统的进程数目：HARQ——定时关系

重传与初传之间的定时关系：同步HARQ协议；异步HARQ协议

5G上行为同步HARQ协议：如果重传在预先定义好的时间进行，接收机不需要显示告知进程号，则称为同步HARQ协议

根据PHICH传输的子帧位置，确定PUSCH的传输子帧位置与PDCCH

PUSCH的定时关系相同

5G下行为异步HARQ协议：如果重传在上一次传输之后的任何可用时间上进行，接收机需要显示告知具体的进程号，则称为异步HARQ协议HARQ——自适应/非自适应HARQ

自适应HARQ：自适应HARQ是指重传时可以改变初传的一部分或者全部属性，比如调制方式，资源分配等，这些属性的改变需要信令额外通知。

非自适应HARQ：非自适应的HARQ是指重传时改变的属性是发射机与接收机实现协商好的，不需要额外的信令通知。

5G下行采用自适应的HARQ

5G上行同时支持自适应HARQ和非自适应的HARQ

非自适应的HARQ仅仅由PHICH信道中承载的NACK应答信息来触发

自适应的HARQ通过PDCCH调度来实现，即基站发现接收输出错误之后，不反馈NACK，而是通过调度器调度其重传所使用的参数HARQ——HARQ与软合并

单纯HARQ机制中，接收到的错误数据包都是直接被丢掉的HARQ与软合并结合：将接收到的错误数据包保存在存储器中，与重传的数据包合并在一起进行译码，提高传输效率HARQ技术主要有两种实现方式：一种是在重传时，重传数据与初次传输时相同，这种方式称为ChaseCombine（CC）或软合并；另一种是重传时的数据与初次传输的有所不同，这种方式称为增量冗余（IR

：Incremental

Redundancy)。IR又分为部分增量冗余（PIR：Partial

Incremental

Redundancy)和全增量冗余（FIR，Full

Incremental

Redundancy)。PIR指重传时校验比特与初次传输不同，系统比特不变，重传的数据是可以自译码的。FIR则优先传输校验比特，系统比特不完整，故不可以自译码。IR合并5G支持使用IR合并的HARQ，其中CC合并可以看作IR合并的一个特例HARQ——HARQ与软合并79CC合并5G关键技术

频域多址技术

—

OFDM/SC-FDMAMIMO技术高阶调制技术HARQ技术链路自适应技术

—

AMC快速MAC调度技术小区干扰消除链路自适应技术

链路自适应技术可以通过两种方法实现：功率控制

和速率控制。

一般意义上的链路自适应都指速率控制，5G中即

为自适应编码调制技术（Adaptive

Modulation

and

Coding），应用AMC技术可以使得eNode

B能够根

据UE反馈的信道状况及时地调整不同的调制方式（

QPSK、16QAM、64QAM）和编码速率。从而使

得数据传输能及时地跟上信道的变化状况。这是一

种较好的链路自适应技术。

对于长时延的分组数据，AMC可以在提高系统容量

的同时不增加对邻区的干扰。81链路自适应

AMC原理

QPSK,

16QAM

和64QAM.“连续”的编码速率（0.07

～0.93）.功率控制可以很好的避免小区内用户间的干扰链路自适应技术——功率控制

通过动态调整发射功率，维持接收端一定的信噪比

，从而保证链路的传输质量

当信道条件较差时需要增加发射功率，当信道条件

较好时需要降低发射功率，从而保证了恒定的传输速率链路自适应技术——速率控制(即AMC)

时域AMC。频域AMC。空域AMC。调制方式自适应编码效率自适应充分利用信道条件有效发送用户数据

信道条件好：高速率传送用户数据

信道条件坏：低速率传送用户数据调制方式、编码方式等各项参数组合，使得AMC技术更加高效、灵活链路自适应技术——速率控制(即AMC)

保证发送功率恒定的情况下，通过调整无线链路传输的调制方式与编码速率，确保链路的传输质量

当信道条件较差时选择较小的调制方式与编码速率，当信道条件较好是选择较大的调制方式，从而最大化了传输速率

速率控制可以充分利用所有的功率CQIindexmodulationcodingratex1024efficiency0outofrange1QPSK780.15232QPSK1200.23443QPSK1930.37704QPSK3080.60165QPSK4490.87706QPSK6021.1758716QAM3781.4766816QAM4901.9141916QAM6162.40631064QAM4662.73051164QAM5673.32231264QAM6663.90231364QAM7724.52341464QAM8735.11521564QAM9485.5547链路自适应技术——5G上下行方向链路自适应

5G

上行方向的链路自适应技术基于基站测量的上行信道质量，直接确定具体的调制与编码方式5G下行方向的

链路自适应技术

基于UE反馈的

CQI，从预定义

的CQI表格中具

体的调制与编码

方式（如右图）865G关键技术

频域多址技术

—

OFDM/SC-FDMAMIMO技术高阶调制技术HARQ技术链路自适应技术

—

AMC快速MAC调度技术小区干扰消除信道调度

基本思想

对于某一块资源，选择信道传输条件最好的用户进行调度，从而最大化系统吞吐量

多用户分集信道调度

5G系统支持基于频域的信道调度

相对于单载波CDMA系统，5G系统的一个典型特征是可以在频

域进行信道调度和速率控制下行：基于公共参考信号上行：基于探测参考信号MAC

调度算法

常用的分组调度算法

最大

C/I算法轮询算法

(Round

Robin

：RR)正比公平算法

(PF)

其他调度算法

持续调度算法(

Persistent

scheduling

：PS)半持续调度算法(

Semi-persistent

scheduling

：SPS)动态调度算法(

Dynamical

scheduling：DS)illustration

of

UL

scheduling快速调度基于时间的轮循方式基于流量的轮循方式

最大C/I方式

部分公平方式

每个用户被顺序的服务，得到同样的平

均分配时间，但每个用户由于所处环境

的不同，得到的流量并不一致

每个用户不管其所处环境的差异，按照

一定的顺序进行服务，保证每个用户得

到的流量相同系统跟踪每个用户的无线信道衰落特征，

依据无线信道C/I的大小顺序，确定给

每个用户的优先权，保证每一时刻服务

的用户获得的C/I都是最大的

综合了以上几种调度方式，既照顾到大

部分用户的满意度，也能从一定程度上

保证比较高的系统吞吐量，是一种实用

的调度方法5G关键技术

频域多址技术

—

OFDM/SC-FDMAMIMO技术高阶调制技术HARQ技术链路自适应技术

—

AMC快速MAC调度技术小区干扰消除小区间干扰消除

小区间干扰消除技术方法包括：

加扰跳频传输发射端波束赋形以及IRC小区间干扰协调功率控制小区间干扰消除——加扰

5G系统充分使用序列的随机化避免小区间干扰一般情况下，加扰在信道编码之后、数据调制之前进行即比特级的加扰

PDSCH，PUCCH

Format

2/2a/2b，PUSCH：扰码序列与UE

id、小区id以及时隙起始位置有关PMCH：扰码序列与MBSFN

id和时隙起始位置有关PBCH，PCFICH，PDCCH：扰码序列与小区id和时隙起始位置有关

PHICH物理信道的加扰是在调制之后，进行序列扩展时进行加扰

扰码序列与小区id和时隙起始位置有关小区间干扰消除——跳频传输

目前5G上下行都可以支持跳频传输，通过进行跳频传输可以随机化小区间的干扰

除了PBCH之外，其他下行物理控制信道的资源映射均于小区id有关PDSCH、PUSCH以及PUCCH采用子帧内跳频传输PUSCH可以采用子帧间的跳频传输小区间干扰消除——发射端波束赋形

提高期望用户的信号强度

降低信号对其他用户的干扰

特别的，如果波束赋形时已经知道被干扰用户的方

位，可以主

动降低对该方向辐射能量下行上行小区间干扰消除——

IRC

当接收端也存在多根天线时，接收端也可以利用多根天线降低用户间干扰，其主要的原理是通过对接收信号进行加权，抑制强干扰，称为IRC（InterFerence

Rejection

Combining）频率资源协调(example)小区间干扰消除——小区间干扰协调

基本思想

：以小区间协调的方式对资源的使用进行限制，包括限制哪些时频资源可用，或者在一定的时频资源上限制其发射功率静态的小区间干扰协调

不需要标准支持频率资源协调/功率资源协调小区间干扰消除——小区间干扰协调

半静态小区间干扰协调：

需要小区间交换信息，比如资源使用信息目前5G已经确定，可以在X2接口交换PRB的使用信息进行频率资源的小区间干扰协调（上行），即告知哪个PRB被分配给小区边缘用户，以及哪些PRB对小区间干扰比较敏感。同时，小区之间可以在X2接口上交换过载指示信息（OI：OverloadIndicator），用来进行小区间的上行功率控制小区间干扰消除——功率控制

小区间功率控制（Inter-Cell

Power

Control）

一种通过告知其它小区本小区IoT信息，控制本小区IoT的方法

小区内功率控制（Intra-Cell

Power

Control）

补偿路损和阴影衰落，节省终端的发射功率，尽量降低对其他小区的干扰，使得IoT保持在一定的水平之下功率控制

对于上行PUSCH、PUCCH以及SRS都需要进行功率控制

PUSCH的功率控制命令字由该PUSCH的调度信令（DCI

Format

0）给出，或者与其他用户的功率控制命令字复用在一起，由DCI

Format

3/3A给出

PUCCH的功率控制命令字由调度PDSCH（与PUCCH对应）的调度信令（DCI

Format

1/1A/2）给出，或者与其他用户的功率控制命令字复用在一起，由DCI

Format3/3A给出

SRS没有具体的功率控制命令字，借用PUSCH的功率控制命令字，并由高层通知功率偏差课程内容

5G概述5G网络架构5G协议栈5G关键技术5G与4G的区别5G与4G技术综合对比技术体制4G

5G采用的相同的关键技术信道带宽灵活配置1.4M，3M，5M，10M，15M，

1.4M，3M，5M，