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[Dans 5G] 1-Ressources de domaine temporel 5G

publié il y a  2021-6-21 00:09:34 191 0 0 0 0

Résumé des informations

Grâce à cet article, vous pouvez apprendre


  • Quelles sont les origines des unités de temps de base Tc et Ts dans les systèmes 5G ?

  • Qu'est-ce que l'interférence inter-symboles et l'interférence inter-sous-porteuse ? Pourquoi les préfixes cycliques étendus peuvent résoudre ce problème ?

  • Quels sont les formats et types de plages horaires ? Quelles sont les discussions dans l'industrie?

  • Qu'est-ce qu'un mini-slot et quelle est la description d'un mini-slot dans le protocole ?


Aperçu

Les ressources temporelles et fréquentielles du système 5G sont similaires à celles du LTE, y compris les domaines temporel et fréquentiel. Le 3GPP a repensé les ressources de temps et de fréquence de l'interface radio sur la base du LTE lors du développement du protocole 5G afin que la capacité du réseau 5G puisse répondre aux objectifs de conception du système et aux exigences de QoS de divers services du système tout en tenant compte des évolution en douceur de la LTE à la 5G. Cet article présente les concepts liés aux ressources du domaine temporel dans les systèmes 5G sous les aspects suivants.

  1. Numérologie

  2. Unités de temps de la couche physique

  3. Structure du cadre

  4. Symboles OFDM et CP

  5. Types et formats de plages horaires

  6. Paramétrage des plages horaires

Numérologie

La 5G NR a un nouveau concept de numérologie par rapport au LTE. La numérologie comprend SCS (espacement des sous-porteuses) et les paramètres correspondants tels que la longueur du symbole et la longueur du CP (préfixe de cycle) . Puisqu'il existe une certaine relation de mappage entre SCS et la longueur du symbole et la longueur du CP, SCS est généralement utilisé à la place de la numérologie.


Système 5G par rapport au LTE :

  • Les types de services seront plus riches, avec trois grands types de services définis dans le protocole 3GPP : eMBB (Enhanced Mobile BroadBand), URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communications) et mMTC (massive Machine Type Communications).

  • Il y a aussi plus d'options de spectre et de bande passante disponibles.

  • Les terminaux mobiles plus rapides sont pris en charge.


Par conséquent, en termes de conception SCS, 5G NR prend comme base le SCS fixe de 15 kHz en LTE et l'étend selon 15 kHz x 2μ pour obtenir une série de SCS variables pour s'adapter aux différentes exigences de service et caractéristiques des canaux. Par exemple, à mesure que l'utilisateur se déplace plus rapidement, l'écart de fréquence Doppler généré par son signal reçu sera également plus important. Dans ce cas, dans les scénarios mobiles à haut débit, des sous-porteuses avec des SCS plus grandes peuvent être utilisées. Sous un certain biais de fréquence Doppler, plus l'intervalle de sous-porteuse est grand, plus l'impact causé par le biais de fréquence est faible.


Dans la planification du spectre, la 5G tient compte du fait qu'une partie du spectre est déjà occupée et divise les ressources spectrales en :

  • FR1 : c'est-à-dire la bande Sub-6G, la plage de fréquences est généralement inférieure à 6 GHz, ce qui est généralement appelé basse fréquence 5G.

  • FR2 : c'est-à-dire bande d'onde millimétrique, la plage de fréquence est généralement comprise entre 24 GHz et 52 GHz, généralement appelée haute fréquence 5G.

Noter:

Le dernier protocole 3GPP 38.104 définit la bande FR1, dont la fréquence maximale a été étendue à 7125MHz.


Les types de SCS pris en charge dans différentes bandes de fréquences ne sont pas exactement les mêmes, et les numérologies définies dans le protocole 3GPP 38.211 sont indiquées dans le tableau.

μ

SCS

CP

Gamme de fréquences prise en charge

0

15

Normal

FR1

1

30

Normal

FR1

2

60

Normal, Étendu

FR1, FR2

3

120

Normal

FR2

4

240

Normal

FR2

Comme le montre le tableau, la 5G NR prend actuellement en charge cinq types de SCS (μ prend la valeur de 0 à 4). Parmi eux, le plus petit SCS est de 15 kHz et le plus grand est de 240 kHz. trois SCS sont pris en charge aux basses et hautes fréquences, dont 60 kHz est le seul SCS pris en charge dans les gammes de fréquences FR1 et FR2, et le seul SCS pris en charge au CP étendu.

Unités de temps de la couche physique

La 5G NR définit deux unités de temps de base Tc et Ts, où Ts est défini de la même manière que l'unité de temps définie en LTE, tandis que Tc est la plus petite unité de temps en 5G NR. Tout concept sur la durée en 5G NR peut être exprimé sous la forme d'un multiple entier de Tc.

Ts est défini comme suit.

5G

Tc est défini comme suit.

5G

Il existe une relation multiplicative K entre Ts et Tc.

5G

Comment s'y prendre pour comprendre la définition de Ts et Tc ? Il peut être discuté à partir des T définis dans LTE.


LTE SCS est fixé à 15 kHz, la bande passante de transmission maximale du nombre de sous-porteuses est de 1200, donc dans l'IFFT, les points d'échantillonnage du domaine fréquentiel ne peuvent pas être inférieurs à 1200 pour garantir que les informations ne sont pas perdues, et la puissance de 2 en le système numérique est plus pratique à calculer, donc Nf prend finalement la valeur de 2048.


Après avoir compris l'origine 2048, il est plus facile de comprendre l'unité de temps Ts. Étant donné que le SCS de LTE est de 15 kHz, la longueur de la partie de données d'un symbole OFDM est l'inverse de cela, c'est-à-dire 1/15 000 de seconde. 2048 échantillons dans le domaine fréquentiel signifient 2048 échantillons dans le domaine temporel, et la longueur d'un symbole divisée par 2048 donne l'intervalle d'échantillonnage, Ts.


Le Tc en 5G NR est similaire au Ts. Étant donné que le nombre maximum de sous-porteuses sur la bande passante de transmission définie dans NR est de 3276 (car le nombre maximum de RB pris en charge par le système est de 273, avec 12 sous-porteuses fixes par RB), 4096 points d'échantillonnage sont choisis. Tc.


Des amis prudents ont peut-être remarqué que le protocole 3GPP actuel définit le SCS maximum à 240 kHz, alors que 480 kHz n'est pas défini, et en fait, le SCS 480 kHz est réservé à l'évolution ultérieure du protocole 5G.


Qu'il s'agisse de LTE ou de 5G NR, la fréquence d'échantillonnage est toujours la même, seul LTE n'a qu'un seul SCS, donc la longueur du symbole OFDM est inchangée, et le nombre de points d'échantillonnage par symbole OFDM est également inchangé, mais NR a plusieurs sous- intervalles de porteuses, de sorte que la longueur du symbole OFDM n'est pas fixe, de sorte que le nombre de points d'échantillonnage par symbole OFDM n'est pas non plus fixe.


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