[4G&5G专题-123]：5G培训部署篇-1-5G网络架构与关键技术

Posted 2021-07-09 文火冰糖的硅基工坊

作者主页：https://blog.csdn.net/HiWangWenBing

文章出处：https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/118437789

目录

第1部分 5G概述

第2部分 5G系统架构

2.1 整体架构

2.2 无线接入网侧架构

2.3 NSA与SA

第3部分 5G的关键技术

3.1 高速率

3.2 高频效

3.3 覆盖增强

3.4 低时延

3.5 弹性业务技术-网络切片 

第4部分 5G空口通信技术

4.1 5G频谱

4.2 双工模式：同频率全双工

第5部分 5G协议栈

5.1 空口协议栈

5.2 5G NR信道

5.3 物理层信号

第6章 5G帧结构

附录：

---

---

---

第1部分 5G概述

第2部分 5G系统架构

2.1 整体架构

2.2 无线接入网侧架构

2.3 NSA与SA

第3部分 5G的关键技术

3.1 高速率

（1）高带宽

（2）高天线数：大规模MIMO （空分复用）

备注：

手机无法做到64T64R, 现在的问题是，如果基站是支持16流，而用户只支持2个或4个流，那如何实现复用？

【答】

• 这就涉及到预编码矩阵，预编码矩阵时在基站一侧，确保终端能够收到不同的各个通道的数据是分离的。
• 同一个时刻，只能为单用户调度。

（3）高阶调制

（4）编码

3.2 高频效

（1） 多址复用技术

备注：上述中提到的“频分中的频率”，在LTE和5G中，并不是指射频载波频率，而是基带子载波的频率。

备注：

不同的子载波带宽，决定的“基波”的频率，“基波”的频率决定了每个符号的时长。

子载波带宽越宽，“基波”的频率越高，“基波”的周期越短，每个符号的时长越短。

（2）高效的帧结构

备注：

• 重新定义的时隙的概念，与子帧区分开来。
• 定义了mini slot
• 子载波的间隔与时隙的长度配对。一个子帧中的时隙的个数可变 。
• 一个时隙中14个符号的概念不变。

灵活多变的帧结构，可以根据带宽、子载波间隔承载可变的数据速率。

3.3 覆盖增强

备注：

上行下覆盖不同的原因是：基站与手机的发送功率不同，基站发送功率大，手机发送功率小，在同频率的时候，下行的覆盖大，上行的覆盖小。

上行下解耦的动机：上行与下行使用不同的频率，上行使用低频段，在同等的发射功率的情况下，提升手机上行的覆盖。

上行行解耦与FDD频分双工的异同：

相同：上下行使用不同的频率。

不同：FDD是双工，上下行可以并发传送，而上上行解耦，只在频率上与FDD相同，在时间域上与TDD相同，是时分复用。因此上下行解耦的模式处于FDD与TDD之间。

模拟波束赋型：通过模拟的手段变换进行相位，形成波束，不同波束中的数据，取决于其输入是否来源于不同的数据流。

数字波速赋型：通过数字的手段进行相位变化，形成波束，不同波束中的数据，取决于其输入是否来源于不同的数据流。

不同的波速之间是否是相同数据，取决于数字域是否有多个数据流以及不同数据流中的数据是否相同。不取决于实现波束赋型的方式！！

不同的数据流通过全向天线在空间叠加：就是单用户MIMO，每一时刻的所有子载波只能服务于同一个用户的PDSCH数据。单用户MIMO是为了提升单用户的速率。

不同的数据流通过波束赋型在空间分离：就是多用户MIMO，每一时刻的所有子载波可以并行的服务于多个不同的用户的PDSCH数据。多用户MIMO是为了提升用户容量。

3.4 低时延

在一个时隙内完成上下行的数据交换与调度，避免了上下行跨时隙的调度。

3.5 弹性业务技术-网络切片 

蓝色：无线接入云网

绿色：传输云网

红色：核心云网

MCDN: Micro-Cellular Data Network

上述都是网络功能都部署在云上，

云又是运行在虚拟化的硬件上，

虚拟化的硬件又运行在实体的物理硬件上。

第4部分 5G空口通信技术

4.1 5G频谱

4.2 双工模式：同频率全双工

第5部分 5G协议栈

5.1 空口协议栈

5.2 5G NR信道

传输信道的实现存在于物理层，是物理层PHT_HIGH的对外界(MAC层)接口。

备注：物理信道存在于物理层内部，是PHY_LOW与PHY_HIGH之间的接口。

是物理层PHY_LOW提供给PHY_HIGH的接口。

5.3 物理层信号

第6章 5G帧结构

备注：

• 在LTE中，由于子载波的间隔是固定15K, 因此时隙长度与子帧的长度是相同的，为0.5ms。
• 在5G NR中，由于子载波的间隔不是固定的，因此时隙的长度与子帧的长度不再一致，一个子帧中包含多个时隙slot。
• MAC层的调度是基于“时隙”进行的。
• 每一个时隙固定为14个符号，

• 每个符号的时长是不固定的，取决于子载波间隔。子载波间隔越大，基带频率越高，信号周期越小。
• 每个符号由N个采用点构成，因此采用周期与基带的带宽以及子载波的间隔有关。

备注：

时隙类型：

• 可以是上下行混合时隙，
• 也可以是全上行时隙，
• 也可以是全下行时隙

RB是分配物理资源的最小单位。

通过把PSS, SSS以及PBCH广播信道整合在一起，组成一个SSB，有效的降低了手机与基站同步、获取小区信息的效率。

备注：

• 蓝色+紫色+深绿色：SSB.
• 淡蓝色：下行广播信道PDCCH
• 绿色：下行数据共享信道PDSCH（大部分，用户传输用户业务数据）
• 浅粉色：CRI-RS参考信号
• 黄色：PDSCH解调参考信号DMRS
• 深粉色：上行
• 白色：GP信号。

• 粉色：SRS
• 棕色：上行共享信道：PUSCH（大部分，用户传输用户业务数据）
• 深棕色：PUSHC的解调参考信号DRMS
• 蓝色：PRACH信道
• 浅紫色：长的共享控制信道long-PUCCH
• 浅棕色：短的共享控制信道short-PUCCH

附录：

作者主页：https://blog.csdn.net/HiWangWenBing

文章出处：https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/118437789