二.NR概述

1.與LTE相比，NR好處

1.設計原則（設計要求）

1. 利用更高頻率的頻段作為額外的頻譜，以支持超寬的傳輸帶寬和高資料速率
2. 極簡（ultra-lean）設計，改進網路能效，減少干擾
3. 向前兼容，為未來未知的用例和技術做好準備

2.低延遲，以提高性能并支持新的用例
3.以波束為中心的設計，波束賦形和大規模天線，不僅用于資料傳輸，還用于控制平面的流程，如初始接入

2.高頻操作和頻譜靈活性

1.1GHz到52.6GHz之間的授權頻譜和非授權頻譜也在計劃
2.更高的頻率–更嚴重信道衰減–限制覆寫范圍
3.5G時代，低頻帶仍然是重要組成部分，較低和較高頻譜（如2GHz和28GHz）聯合操作可以帶來實質利好
4.高頻段另一挑戰，監管，以6GHz為分界，低于6GHz采用SAR限制，高于采用類似EIRP限制

3.極簡設計

1.網路節點總要承載一定的傳輸量，“常開”（always-on）信號

1. 檢測基站信號
2. 系統資訊的廣播信號
3. 信道估計的常開參考信號

2.常開信號負面影響

1. 抬高了網路能耗的基線
2. 對其他小區干擾，降低實際資料速率

3.極簡設計可以最大限度減少常開信號的傳輸

4.向前兼容

1.NR標準定的一個重要目標是無線介面設計的高度向前兼容性
2.向前兼容性是指無線介面的設計為未來演進留出足夠的空間，能夠支持未來具有新需求和新特性的服務，且能同一載波上支持傳統終端
3.相關設計原則

1. 在對向后兼容不影響的前提下，最大化時頻域資源
2. 減少常開信號發送
3. 物理層相關信號和信道放置在可配置、分配的時域資源內

4.盡量避免在固定的時頻域資源上傳送，保持靈活性
5.NR還可以配置預留資源，即某些時頻域資源配置為不用于任何傳輸，用于對未來無線介面的擴展

5.傳輸方案/部分帶寬和幀結構

1.采用非DFT預編碼的OFDM作為上行鏈路方案
2.NR希望上行和下行鏈路使用相同傳輸方案
3.DFT預編碼可作為上行鏈路補充方案

1. 可通過減少立方度量（cubic metric）來提高終端側功率放大器效率
2. 立方度量，用來測量某個信號波形所需額外功率回退的指標

4.NR支持靈活的OFDM引數集，子載波間隔范圍從15-240kHz

1. 小的子載波間隔有開銷提供相對較長的回圈前綴優點
2. 更大的子載波間隔適合處理高頻下增大的相位噪聲

5.NR最大總帶寬為400MHz，最多可使用子載波間隔達3300個

1. 頻率范圍1，FR1，0.45-6GHz，子載波間隔15/30/60kHz，最大帶寬50/100/200MHz
2. 頻率范圍2，FR2，24.25-52.6GHz，子載波間隔60/120kHz，最大帶寬200/400MHz

6.NR允許終端側采用接識訓帶寬自適應以降低終端能耗，使用相對窄帶寬來監聽控制信道和接收中等速率資料，僅支持高資料速率使才動態打開帶寬接識訓
7.部分帶寬，用于指示當下終端假定的接收某個引數集的傳輸帶寬，如果終端同時接收到多個帶寬，原則上可以在單個載波上混合用于該終端的不同引數集的傳輸
8.10ms無線幀，分為10個1ms子幀，子幀被劃分為時隙

1. 15kHz，1個時隙14個OFDM符號，1ms
2. 30kHz，1個時隙14個OFDM符號，0.5ms
3. 60kHz，1個時隙14個OFDM符號，0.25ms

9.NR通過允許在部分時隙（“微時隙”傳輸）上傳輸來更有效支持低時延要求，此傳輸還可搶占另一個正在傳輸的終端，以便允許低時延要求的即使傳送

6.雙工方式

1.較低頻段，頻譜分配通常是成對的，即FDD；在較高頻段，頻譜分配多是非對稱頻譜，TDD
2.NR在對稱和非對稱頻譜中使用同一個幀結構

1. 半雙工，終端無法同時發送和接收，如TDD和半雙工FDD
2. 全雙工，同時發送和接收，如FDD

3.TDD在高頻段特性導致不太適合用于廣域覆寫較大小區，適用于在傳輸功率較低、天線安裝低于屋頂區域部署
4.在小區較小、部署密集情況下，每小區業務變化很快，引入動態TDD
5.動態TDD，在上下行傳輸方向之間動態分配和重分配時域資源，是NR的關鍵技術構件，在業務快速變化，業務快速變化在密集部署、每小區用戶數量相對較少場景中尤其明顯
6.動態TDD基本原理，終端監聽下行控制信令并遵循調度決策

7.低時延支持

1.“前置”的參考信號和控制信號，參考信號和攜帶調度資訊的下行控制信令置于發送的起始位置，不使用跨OFDM符號的時域交織，終端可以立即開始處理接收資料而無須先快取
2.在部分時隙（“微時隙”傳輸）進行發送
3.終端在接收到下行資料傳輸之后大約1個時隙的時間做HARQ確認相應
4.MAC和RLC協議，報頭結構使能在不知道要傳輸的資料量情況下開始處理

8.調度和資料傳輸

1.由于頻率選擇性衰落、距離相關的路徑損耗以及其他小區和終端的發射引起的隨機干擾變化，導致瞬時信道條件大幅快速變化
2.信號相關調查，支持用戶間動態共享時瞥澩，以利用上述變化
3.基站中的調度器基于從終端獲得信道質量報告后進行調度決策
4.每個終端監聽若干條物理下行控制信道（PDCCH），通常每時隙一次，需要低時延的業務可配置更密集監聽，檢測到有效PDCCH，終端服從調度，接識訓發送稱為傳輸塊的資料單元
5.終端采用有增量冗余的混合自動重傳（HARQ）向基站報告解碼結果，NR支持更細粒度的重傳，即碼塊組（CBG）的重傳
6.碼塊組在處理搶占（preemption）時也有用，如：到第二臺終端的緊急傳送僅使用一到幾個OFDM符號，僅會在個別OFDM符號上對第一臺終端造成大的干擾，這時僅傳輸受干擾的CBG就好了，不必重傳整個資料塊

9.控制信道

1.NR操作需要一系列的，物理層控制信道在下行鏈路中傳送調度決策，在上行鏈路中提供反饋資訊
2.PDCCH與LTE差異

1. 主要是時頻結構更加靈活，可以在1個或多個控制資源集（CORESET）中傳輸，不同與LTE使用全載波帶寬，可以配置占用部分帶寬
2. 對控制信道波束賦形的支持，每個控制信道有專用參考信號

3.PUCCH，根據資訊量和傳輸持續時間不同，有不同PUCCH格式

1. 短PUCCH在時隙最后一個或兩個符號中發送，并可以非常迅速HARQ確認反饋，實作自包含時隙，從資料傳輸結束到終端接收確認時延是1個OFDM符號
2. 自包含特性指解碼一個時隙內的資料時，所有的輔助解碼資訊，比如參考信號（RS）和ACK訊息，都能夠在本時隙內找到，不需要依賴其它時隙；解碼一個波束內的資料時，所有的輔助解碼資訊，比如參考信號（RS）和ACK訊息，都能夠在本波束內找到，不需要依賴其它波
3. 如果短PUCCH的持續時間太短以至于不能提供足夠的覆寫，可采用更長的PUCCH持續時間

10.以波束為中心的設計和多天線傳輸

1.支持可接收和發送、方向可控、大量天線單元

1. 較高頻段，主要用波束賦形擴展覆寫范圍
2. 較低頻段，可實作全維度MIMO，并通過空間隔離來規避干擾

2.NR信號和信道都支持波束賦形，支持模擬波束賦形、數字波束賦形、數字預編碼
3.高頻需要模擬波束賦形，其是數模轉換之后賦形，模擬波束賦形限制：給定時刻接識訓發射波束只能在一個方向上形成，需要波束掃描，即相同信號在多個OFDM符號中、不同發射波束中重復
4.當天線數量很大時，波束變得很窄而波束跟蹤可能失敗，終端可以觸發波束恢復程序
5.一個小區可以有多個傳輸點，每個傳輸點有波束，可以在不同的傳輸點之間無縫切換
6.支持多用戶MIMO，規定了12個正交的解調參考信號，而1個NR終端下行最多可以接入8個MIMO層，上行最多4層
7.NR準備支持分布式MIMO，即終端每時隙可以接收多個獨立的物理資料共享信道，可以實作多個傳輸點到同一用戶的同時資料傳輸

11.初始接入

1.程序

1. 終端找到要駐留小區
2. 接收必要的系統資訊
3. 通過隨機接入請求連接

2.基礎結構類似LTE相應功能

1. 有一對下行鏈路信號，主同步信號（PSS）和輔同步信號（SSS），用于終端查找、同步、識別網路
2. 一個與PSS/SSS一起發送的下行鏈路物理廣播信道（PBCH），PBCH攜帶最少的系統資訊，包含指示其余廣播系統資訊在哪里傳輸的指示，NB中，PSS、SSS、PBCH統稱為同步信號塊（SSB）
3. 四階段隨機接入程序，一開始是在上行鏈路傳送隨機接入前導碼

3.SSB每20ms發送一次
4.為了保持終端復雜度和總體搜索時間，NR支持用于SSB的稀疏頻率柵格，與NR載波可能的位置相比，SSB潛在的頻域位置可能更加稀疏，因此SSB通常不位于NR載波中心
5.稀疏的SSB柵格可以縮短小區初始搜索時間
6.下行SSB發送和上行隨機接入的接收都支持網路側波束掃描，可以改善覆寫范圍

12.互通和LTE共存

1.通過互通，高頻NR系統可以最為低頻系統補充，低頻系統可以是NR或LTE，NR可以與其中任何一個互通
2.互通可以在任一層級實作，NR內載波聚合、具有公共分組資料匯聚協議（PDCP）層的雙連接及切換
3.兩個共存場景

1. 下行和上行鏈路中都存在LTE/NR共存，與對稱和非對稱頻譜都相關
2. 通常在較低頻率對稱頻譜上行部分中，僅在上行有共存，NR下行傳輸在較高頻率的NR專用頻譜中，此NR支持的補充上行（SUL）場景試圖解決上下行不平衡問題

未完待續