5G接入网及基站配置-NR空口信道

《5G接入网及基站配置》NR空口信道NR空口协议栈NR无线协议栈分为两个平面-用户面和控制面。用户面(UserPlane，UP)协议栈即用户数据传输采用的协议簇;控制面(ControlPlane，CP)协议栈即系统的控制信令传输采用的协议簇。

1)NASNAS即非接入层,主要用于UE与AMF之间的连接和移动控制

。虽然AMF从基站接收消息,但

不是由基站始发的,基站只是透传UE发给AMF的消息并不能识别或者更改这部分消息,所以

被称为NAS消息

。NAS消息是UE和AMF的交互,比如附着

、承载建立

、服务请求等移动性和

连接流程消息。2)RRC层RRC层主要用来处理UE与NR之间的所有信令(用户和基站之间的消息),包括系统消息

、准入

控制

、安全管理

、小区重选

、测量上报

、切换和移动性

、NAS消息传输

、无线资源管理等。

Layer3功能Layer2功能-SDAPLayer2功能-PDCPPDCP层主要功能有:(1)用户面IP头压缩(压缩算法由手机和基站共同决定)。(2)加密/解密(控制面/用户面)。(3)控制面完整性校验(4G只有控制面

，5G用户面可以选择性校验)。(4)排序和复制检测。(5)针对NSA组网下的Option3x架构

、gNodeB的PDCP进行分流

，

具有路由功能。

针对业务广播消息语音业务,时延要求高业务普通业务,时延不敏感业务传输模式TM(透明模式)UM(非确认模式)

AM(确认模式)Layer2功能-RLCACK/

NACK无无有分段与

重组无

有

有无

无

有无

无

有检错/

纠错重复

检测5GMAC主要流程MAC层的作用获得UE的初始上行链路授权

，

并帮助执行与gNB

(网络)的同步

。其中包括随随机接入机接入过程初始化

、随机接入资源选择

、随机接入前导传输

、随机接入响应接收

、竞争解决以及随机接入过程的完成下行共享信道数据传输完成下行数据传输所需的一切工作上行共享信道数据传输完成上行数据传输所需的一切调度请求UE用来向gNB(即网络)发送请求以获得UL调度PCH接收有助于在特定的时间段监测寻呼信息BCH接收携带有5GNR小区的基本信息(例如MIB

、SFN等)DRX(Discontinuous

reception)不

连续接收根据不连续接收的参数对PDCCH进行监测

，

达到节能目的包括无动态调度的发送和接收、SCells的激活/失活、PDCP复制激活/去激活、其他进程BWP

(部分带宽)操作

、测量间隔的处理

、MACCEs的处理

、波束故障检测和恢复操作等Layer2功能-MACLayer1功能-PHY物理信道和物理信号都是一系列资源粒子(RE)的集合

，

其区别在于：

物理信道用于承载源于高层的信息;物理信号不承载源于高层的信息

，

并且一般来说物理信号占用的时域和频域资源

相对固定

，

发送的内容和使用的功率也相对固定NR物理信道与信号NR物理信道与信号-下行物理信道用于上下行调度,功控等控制信令的

传输PBCH/物理广播信道

用于承载系统广播消息QPSKπ/2-BPSK

、QPSK、

16QAM、64QAM

、256QAMPDSCH/物理下行共享信道用于承载下行用户数据PDCCH/物理下行控制信道信道/信号名称调制方式功能简介QPSK功能简介用于帧同步,传送(组内ID)N用于辅助子帧同步,和初始波束选择,传送(组ID)用于下行数据解调

、时频同步等用于下行相位噪声跟踪和补偿用于下行信道测量

、波束管理

、RRM/RLM测量和精细化时频跟踪等信号/信号名称PSS/主同步信号SSS/辅同步信号DMRS/解调参考信号PT-RS/相位跟踪参考信号CSI-RS/信道状态指示参考信号NR物理信道与信号-下行物理信号信道/信号名称PRACH/物理随机接入信道功能简介用于发送随机接入前导码NR物理信道与信号-上行物理信道QPSK,π/2-BPSK,格式0和格式1不

调制PUSCH/物理上行共享信道

用于发送上行空口信令和用户数据π/2-BPSK

、QPSK

、

16QAM、

64QAM

、256QAMPUCCH/物理上行控制信道用于发送上行控制信息调制方式不调制用于上行信道状态信息的估计,以辅助进行上行调度

、上行功控,还可用于辅助下行发送NR物理信道与信号-上行物理信号DMRS/上行解调参考信号

用于上行信道估计,帮助对上行数据进行相干解调PT-RS/上行相位跟踪参考信号用于上行相位噪声跟踪和补偿SRS/探测参考信号信道/信号名称功能简介SSB结构同步信号和PBCH块(SynchronizationSignalandPBCHblock,简称SSB)由PSS、SSS、PBCH和PBCHDMRS等4部分组成SSB在时域上占4个符号,频域上占据连续的20个RB,时域上位置可以配置PSS/SSS映射到12个PRB中间的连续127个子载

波,占用144个子载波,两侧分别为8个和9个子载

波作为保护带宽,以零功率发送,PBCHRE=432。NR在解调PBCH信道前,需要获取PBCHDMRS位置。PBCHDMRS在时域上,和PBCH相同符号位置,在频域上间隔4个子载波,初始偏移v由PCI确定信道和信号

相对于SSB起始符号偏移

相对于SSB起始子载波偏移PSS056,57,…,182SSS256,57,…,18200,1,…,55,183,184,…,236零功率信号248,49,…,55,183,184,…,1911,30,1,…,239PBCH20,1,…,47,192,193,…,2391,30+v,4+v,8+v,…,236+vDM-RSforPBCH20+v,4+v,8+v,…,44+v,192+v,196+v,…,236+vSSB结构以CaseA15kHz间隔为例

，

候选SSB的第一个符号的索引为{2,+14*n，{}有两个数

，

这两个数表示了SSB的起始符号位;对于F(frequent)≤3GHz，n=0,1，

这两个数表示配置了SS的时隙号。所以对于CaseASCS=15kHz场景

，

第0和第1个时隙配置了SSB，

且这两个时隙的第2和第8符号位为SSB的起始符号位

。

所以在5ms半帧中

，

共有4个SSB，

故最大SSB数量Lmax=4。

SSB时域起始位置对于不同的子载波间隔,一个SSBset里的SSB数量Lmax也不一样,可能有4个

、8个或64个,该数量也决定了小区中最

大波束数量。

SSB与波束扫描SSB频域起始位置-ARFCN将0~100GHz的频段划出总共3279165个栅格

，

这些栅格从0开始编号

，

一直编号到3279165。每个编号都代表着一

个绝对的频域位置

，

这些编号就叫做NR-ARFCN。编号和频域位置会通过下式来对应（3GPPTS38-101)FREF=FREF-Offs+ΔFGlobal(NREF–NREF-Offs)以operatingbandn1为例,其上行的频段范围是ARFCN从384000到396000的部分,然后第二列指示的是该operatingband的channelraster的粒度,比如粒度为100kHz,那么两个channelraster之间就会包含20个ARFCN,因为该频段

于3GHz,ARFCN的粒度为5kHz,5*20=100kHz频率范围/MHzSSREF

SSREFGSCNGSCN范围0～3000N×1200kHz+M×50kHz

，N=

1∶2499

，M∈{1,

3,

5}(注)3N

+

(M-3)/22～74983000～242503000MHz+N×1.44MHz

，N=0∶14

7567499

+

N7499～2225524250～10000024250.08MHz

+N×17.28MHz

，N=

0∶438322256

+

N22256～26639SSB频域起始位置-GSCNNR中定义了SSREF(SSblockReferenceFrequencyPosition,同步块参考频率位置),用GSCN(GlobalSynchronizatChannelNumber,全局同步信道号)来表示一个确定的

、绝对的频率位置,系统会把SSB放在这些GSCN上,对齐方

式为SSB的10号RB的0号子载波与GSCN对齐,UE就会在这些GSCN上顺序盲检SSB。

子载波间隔/kHz

同步块样式

GSCN范围(开始

–

<步长>

–

结束)15CaseA6246–

<3>–

671730CaseC6252

–

<3>

–

671430CaseC8480

–

<16>

–888030CaseC

7711

–

<1>

–805130CaseC

7711

–

<1>

–8051频段/MHz2496～2690

4400～5000

3300～3800频段号n41n79n78注:当配置了子载波信道栅格时M=3。

频率范围/MHzSSREF

SSREFGSCNGSCN范围0～3000N×1200kHz+M×50kHz

，N=

1∶2499

，M∈{1,

3,

5}(注)3N

+

(M-3)/22～74983000～242503000MHz+N×1.44MHz

，N=0∶14

7567499

+

N7499～2225524250～10000024250.08MHz

+N×17.28MHz

，N=

0∶438322256

+

N22256～26639SSB频域起始位置-GSCNNR中定义了SSREF(SSblockReferenceFrequencyPosition,同步块参考频率位置),用GSCN(GlobalSynchronizatChannelNumber,全局同步信道号)来表示一个确定的

、绝对的频率位置,系统会把SSB放在这些GSCN上,对齐方