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[Dans 5G] 2-Ressources de domaine temporel 5G

publié il y a  2021-6-21 00:12:20 219 0 0 0 0

Dans la section précédente, nous avons présenté les bandes 5G NR, la différence entre LTE et l'introduction TC/TS.

Les étudiants intéressés peuvent cliquer sur ce lien :  https://forum.huawei.com/enterprise/fr/dans-5g-1-ressources-de-domaine-temporel-5g/thread/749815-100363

Dans ce chapitre, nous continuons avec les ressources du domaine temporel 5G suivantes.

Structure du cadre

La structure de trame de la 5G NR suit le cadre de base de la LTE, comme le montre la figure.

5G

Inclus:

Trame : longueur fixe de 10 ms, plage de numéros de trame : 0~1023.

Sous-trame : la longueur est fixée à 1 ms, plage de numéros de sous-trame : 0~9.

Slot : lorsque Normal CP est utilisé, la longueur est de 14 symboles. Etant donné que la longueur de symbole n'est pas fixe, la longueur d'intervalle de temps n'est pas non plus fixe.

Symboles : la longueur n'est pas fixe et liée au SCS.

REMARQUE:

Lorsque le SCS est de 60 kHz, le CP étendu peut également être utilisé, lorsque la longueur de l'intervalle de temps est de 12 symboles.


L'unité de temps d'ordonnancement dans le domaine de données LTE est une sous-trame, c'est-à-dire 1 ms ; tandis que l'unité de temps de planification dans le domaine de données 5G NR est un intervalle de temps, dont la longueur est fixe, mais la longueur des symboles est liée au SCS ; plus le SCS est grand, plus les symboles sont courts, plus l'intervalle de temps est court et plus l'intervalle de temps du programme est court, ce qui est également plus adapté aux scénarios de service à faible latence.


En prenant le SCS de 30 kHz et 120 kHz respectivement comme exemple, la relation entre les trames, les sous-trames, les tranches de temps et les symboles est illustrée dans la figure.

5G

Les relations quantitatives entre le SCS, les trames, les sous-trames, les intervalles de temps et les symboles sont données dans le protocole 3GPP 38.211 et sont présentées dans le tableau ci-dessous.


Relations quantitatives entre les trames, les sous-trames, les intervalles de temps et les symboles sous CP normal

μ

Nombre de symboles par tranche horaire

Nombre de tranches de temps par trame

Nombre de tranches de temps par sous-trame

0

14

dix

1

1

14

20

2

2

14

40

4

3

14

80

8

4

14

160

16

 

Relations quantitatives entre les trames, les sous-trames, les intervalles de temps et les symboles sous Extended CP

μ

Nombre de symboles par tranche horaire

Nombre de tranches de temps par trame

Nombre de tranches de temps par sous-trame

2

12

40

4

Symboles OFDM et CP

Les symboles OFDM de la 5G NR sont similaires à ceux du LTE en ce sens qu'ils se composent tous deux de deux parties, le symbole de données et le préfixe cyclique. Comme mentionné dans l'introduction de Tc, SCS détermine la longueur des symboles de données et indirectement la longueur des symboles et la longueur CP. Et le nombre de symboles par tranche de temps est fixe, donc SCS détermine également la longueur de la tranche de temps. Comme le montre la figure.

5G

En raison du phénomène de réfraction et de réflexion des ondes radio pendant la transmission, des signaux provenant de plusieurs chemins à l'extrémité réceptrice peuvent être reçus de l'extrémité émettrice, et il existe une différence de délai entre les signaux reçus sur différents chemins. Comme le montre la figure ci-dessus, le premier symbole du deuxième chemin tombe dans le domaine temporel du deuxième symbole du premier chemin, provoquant des interférences mutuelles entre les symboles. À ce stade, l'interférence inter-symboles générée par les trajets multiples peut être évitée en insérant CP, c'est-à-dire en insérant un intervalle de temps de protection entre chaque symbole, tant que la longueur de l'intervalle de temps de protection est supérieure à l'extension de délai maximale en . Dans les applications pratiques, plus la distance entre l'émetteur et le récepteur est grande,


De plus, en raison de la transmission par trajets multiples, la forme d'onde du signal à l'extrémité de réception sera déformée, détruisant ainsi l'orthogonalité entre les sous-porteuses, ce qui entraînera des interférences entre les sous-porteuses. Dans le même temps, si l'intervalle de protection inséré est un intervalle vierge, cela détruira également l'orthogonalité des sous-porteuses. Par conséquent, lors de l'insertion de l'intervalle de protection, la dernière période de points d'échantillonnage de chaque symbole de données est choisie pour être copiée au début de ce symbole de données, et cette forme d'onde est appelée préfixe cyclique. Cela garantit que lorsqu'une copie du signal généré par trajets multiples est reçue, la forme d'onde dans sa période FFT est également une période complète pour assurer l'orthogonalité entre les sous-porteuses, réduisant ainsi les interférences entre les sous-porteuses.


Dans la gamme de fréquences FR2, c'est-à-dire la bande des ondes millimétriques, le SCS minimum pris en charge est de 60 kHz. par rapport au SCS de 15 kHz qui peut être utilisé dans la gamme de fréquences FR1, la longueur de symbole de données plus courte dans la bande d'ondes millimétriques conduit à une longueur plus courte de son CP normal inséré, et donc à une plus faible capacité à lutter contre les effets de trajets multiples. La 5G NR résout cette situation en introduisant un SCS de 60 kHz avec CP étendu, d'une longueur de 4,17 s, appliqué dans les scénarios où l'extension de délai due aux trajets multiples est importante.

Types et formats de plages horaires

Le protocole 3GPP 38.213 classe les slots en trois types.


  • Liaison descendante : désignée par la lettre D, utilisée pour la transmission en liaison descendante.

  • Liaison montante : désignée par la lettre U, utilisée pour la transmission en liaison montante.

  • Flexible : désigné par la lettre F, peut être utilisé pour la transmission en liaison montante ou en liaison descendante, et peut également être utilisé comme GP (Guard Period) ou ressources réservées.

Trois types de symboles OFDM sont également définis, liaison descendante, liaison montante et flexible, et chaque tranche peut être librement combinée par ces trois types de symboles pour former plusieurs formats de tranche. Le protocole 3GPP 38.213 "Procédure 11.1 UE pour déterminer le format de créneau" donne des détails sur les formats de créneau pris en charge.


Selon le format de slot défini par le protocole, l'industrie élargit encore la classification des slots de type Flexible et propose le concept de slot Mixte. Le slot mixte contient au moins un ou plusieurs symboles "downlink" ou "uplink", et l'existence de symboles "flexibles" dans le slot. Dans ce cas, le type de slot est divisé en quatre Cases.


  • Cas 1 : emplacement DL uniquement

  • Cas 2 : emplacement UL uniquement

  • Cas 3 : emplacement flexible uniquement

  • Cas 4:Slot mixte

Le cas 4 peut être divisé en plusieurs sous-cas, comme le montre la figure.

5G

On peut voir que la conception du format de créneau 5G NR peut apporter des changements au niveau des symboles dans les données de liaison montante et descendante, alors qu'en LTE, seuls des changements au niveau de la sous-trame peuvent être obtenus. Cette conception est plus flexible et rend également le type de slot plus abondant pour s'adapter au type de service dans différents scénarios.


Des plages horaires autonomes

Case4-3 et Case4-4, également appelés slots autonomes, correspondent respectivement aux deux structures de slots autonomes.

Emplacement à dominante DL

Dans le cas 4-3, ce slot est principalement utilisé pour la transmission de données en liaison descendante, tandis qu'un petit nombre de symboles sont utilisés pour les signaux de commande de liaison montante (par exemple, retour HARQ pour ces données de liaison descendante) ou SRS via le multiplexage temporel, réduisant ainsi le HARQ de liaison descendante délai de rétroaction.

5G

Emplacement à dominante UL

Le créneau est principalement utilisé pour la transmission de données en liaison montante, tandis qu'un petit nombre de symboles sont utilisés pour la transmission de signaux de commande en liaison descendante (par exemple, des instructions de programmation de liaison montante dans PDCCH) par multiplexage temporel, raccourcissant ainsi le délai de programmation de liaison montante.

5G

Dans la conception d'un intervalle de temps autonome, le BTS et l'UE doivent effectuer la conversion de la transmission en liaison montante et en liaison descendante dans un intervalle et assurer le fonctionnement normal après la conversion en réservant le temps de protection et en ne transmettant ou ne recevant aucun signal pendant la protection. temps. Actuellement, Huawei ne prend en charge que les emplacements à dominance DL.


Mini-fenêtre

Afin de réduire encore la latence des aéroports, le protocole 3GPP 38.912 propose le concept de mini-slot, c'est-à-dire Case4-5. contrairement aux créneaux dans d'autres cas, la longueur dans le domaine temporel du mini-créneau est inférieure à 14 symboles. mini-slot a une division plus fine du domaine temporel par rapport à la programmation de créneaux de base, et la latence de programmation est également plus courte. La planification des mini-slots est souvent appelée planification non basée sur les créneaux, comme le montre la figure.

5G


mini-slot est généralement utilisé dans les scénarios suivants.


  • Scénario à courte latence : le plus typique est le scénario de service URLLC.

  • Scénario de déploiement de bande sans licence : après avoir écouté le spectre légalement disponible, la transmission de données peut démarrer plus rapidement.

  • Scénario de déploiement de bande d'ondes millimétriques : plusieurs utilisateurs peuvent effectuer un multiplexage TDM dans un emplacement de base.

5G

Le protocole 3GPP 38.214 définit en détail le nombre de symboles dans le cadre d'une planification non basée sur les emplacements, qui peut être n'importe quel nombre de symboles compris entre 2 et 13. Actuellement, Huawei prend en charge la fonction de test sans emplacement et le nombre de symboles pris en charge par cette fonctionnalité. dans les directions amont et aval est la suivante.

  • Direction de la liaison descendante : PDSCH prend en charge les symboles 2/4/7.

  • Direction amont : PUSCH prend en charge les symboles 2/4/8.

Cependant, la fonction Non-Slot ne peut pas être assimilée à un mini-slot, car le protocole 3GPP 38.912 propose que le mini-slot puisse être appliqué dans la plage de fréquences FR2 et puisse prendre en charge 1 longueur de symbole, tandis que la fonction Non-Slot ne prend en charge que la plage de fréquences FR1.

Paramétrage des plages horaires

Pour les systèmes TDD LTE utilisant un duplex temporel, le protocole 3GPP 36.211 définit un schéma d'allocation de 7 sous-trames avec une granularité de trame et une période de transition de 5 ms ou 10 ms. Dans la 5G NR, le nombre de slots par trame n'est plus fixe et fortement corrélé avec SCS, donc lors de l'utilisation de la communication duplex à répartition dans le temps, NR doit définir un schéma de configuration pour le nombre de slots de liaison montante et descendante dans une période de transition, ce qui est n'est plus fixe et corrélé avec SCS. En 5G NR, le nombre de slots par trame n'est plus fixe et fortement corrélé avec SCS.

Noter:

Un cycle de conversion est un cycle dans lequel une transition de transmission continue en amont et en aval est expérimentée et le temps de protection doit être configuré pour les transitions de transmission en amont et en aval.

Le protocole 3GPP 38.213 définit un schéma de configuration d'intervalle de temps à quatre couches.

  • Couche 1 : configuration semi-statique du message SIB1 spécifique à la cellule avec des périodes de transition dépendantes du SCS, y compris des périodes {0,5, 0,625, 1, 1,25, 2, 2,5, 5, 10} ms.

  • Couche 2 : configuration semi-statique de signalisation RRC spécifique à l'UE, avec une période de conversion liée au SCS, y compris les périodes {0,5, 0,625, 1, 1,25, 2, 2,5, 5, 10} ms.

  • Couche 3 : configuration dynamique SFI (indicateur de format d'emplacement) du groupe UE avec période de transition dépendante du SCS comprenant des périodes de {1, 2, 4, 5, 8, 10, 20} emplacements.

  • Couche 4 : DCI spécifique à l'UE configuré dynamiquement, où la période de conversion est fixée à 1 emplacement.

Noter:

Dans le schéma de configuration d'intervalle de temps de couche 3, SFI est implémenté via le format DCI 2_0. Dans le schéma de configuration d'intervalle de temps de couche 4, le protocole 3GPP actuel définit les formats DCI qui prennent en charge ce schéma de configuration, notamment le format 0_0, le format 0_1, le format 1_0, le format 1_1 et le format 2_3.


Lorsque le schéma de configuration de la première couche est adopté, il peut réaliser une configuration d'intervalle de temps statique unifiée pour l'ensemble du réseau, c'est-à-dire une structure de configuration d'intervalle de temps cadre. Les configurations de deuxième, troisième et quatrième couche peuvent être ajustées de manière flexible pour différents UE avec une granularité plus fine en fonction de leurs différentes exigences de service dans différents scénarios. La comparaison des caractéristiques du schéma de configuration à quatre couches ci-dessus est présentée dans le tableau.

Options de configuration

Fonctionnalités et priorités de configuration

Couche 1 : spécifique à la cellule+SIB1

Fonctionnalités : Configuration des ressources au niveau de la cellule + statique ou semi-statique.

Priorité de configuration des ressources : la plus élevée, c'est-à-dire spécifique à la cellule identifiée comme faisant partie de D ou U. La configuration des autres couches ne peut pas être modifiée.

Couche 2:spécifique à l'UE+RRC

Fonctionnalités : niveau UE + configuration des ressources statiques ou semi-statiques.

Priorité de configuration des ressources : plus élevée, c'est-à-dire qu'une configuration supplémentaire peut être effectuée pour la partie identifiée comme F dans la configuration spécifique à la cellule, mais la partie identifiée comme D ou U dans la configuration de cette couche, la configuration des couches 3 et 4 ne peut pas être modifié.

Couche 3 : groupe UE+SFI

Caractéristiques : niveau UE ou niveau groupe UE + configuration dynamique périodique.

Priorité de configuration des ressources : inférieure, la configuration supplémentaire peut être effectuée pour la partie identifiée comme F dans la configuration de première ou deuxième couche, mais la partie identifiée comme D ou U dans cette configuration de couche ne peut pas être modifiée dans la configuration de quatrième couche.

Couche 4:spécifique à l'UE + DCI

Caractéristiques : configuration dynamique au niveau de l'UE + au niveau de l'emplacement.

Priorité de configuration des ressources : faible, une configuration supplémentaire ne peut être effectuée que pour la partie de la configuration de la couche 1, de la couche 2 ou de la couche 3 identifiée comme F.

La 5G NR prend en charge les configurations imbriquées multicouches ainsi que les configurations indépendantes pour chaque couche, comme le montre la figure. Lorsque la configuration imbriquée multicouche est utilisée, la couche suivante peut uniquement effectuer une configuration supplémentaire de la part de la couche précédente configurée avec l'attribut F. Actuellement, Huawei ne prend en charge que la configuration de la première couche.

Schéma de configuration imbriquée multicouche


5G

Schéma de configuration autonome


5G



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