7
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Polar码在小数据块情况下，性能最优，更低的 解调门限，计算复杂度低，时延低
5G采用全新信道编码，相比Turbo码，LDPC码更适合大数据块（数据面），Polar码更适用于小数据块（控制面） 5G新编码相对LTE，降低了误码率，可提升覆盖
调制
编码
调制
MIMO编码
资源映射
天线输出
LTE
上行
Slot定义：自包含时隙/子帧（Self-contained）
返回
3GPP 协议中未明确定义自包含时隙/子帧类型 业界/文献中讨论的自包含时隙/子帧特点：
– 同一时隙/子帧内包含DL，UL和GP – 下行自包含时隙/子帧：包含对DL数据和相应的
HARQ反馈
UL control or SRS
D
U
ACK/NACK
– 上行自包含时隙/子帧：包含对UL的调度信息和UL 数据；
DL control
D
U
UL grant
Hale Waihona Puke 自包含时隙/子帧设计的目标：
Codebook =
pp 01
p n
UE根据CSI-RS信息，从Codebook中有限个Beam中 挑出最好的多个正交beam，并反馈BeamId给基站
预编码加权依据于基站对于SRS信号的计算或UE的PMI反馈
MIMO多流预编码加权
多流Beam forming
编码
调制
MIMO编码
资源映射
天线输出
多流空分原理
新架构
✓ NSA/SA架构
✓ 新接口
F1，NG
✓ 新协议层
SDAP
✓ 上下行解耦
包含上下行频段组合定 义
✓ 切片
✓ QoS架构
5G继承了一部分LTE的技术（如OFDM），但相对LTE改进了空口和架构，来进一步提升频谱效率和支撑多种业务应用
目录
1 5G总体介绍 2 5G物理层介绍 3 5G频谱
物理层基本过程
mmWave
3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0
GHz
G30
G40
20
RSPG candidate pioneer bands FCC R&O bands
WRC-19 AI 1.13 studies concentrate on JPN MIC
帧结构
编码
调制
MIMO编码
资源映射
天线输出
• 一个无线帧长度为10ms； • 每个无线帧由10个长度为1ms的子帧构成；
One radio frame, Tf = 10 ms One subframe, Tsf = 1 ms
#0
#1
#2
#3
#8
#9
FDD无线帧和子帧分布及长度和LTE保持一致，毎子帧时隙的个数根据子载波宽度配置
Self-Contain帧结构
编码
调制
MIMO编码
资源映射
天线输出
DL Type 1: DL-only slot
UL Type 2: UL-only slot
Uplink Control or SRS Downlink Control
DL DL-dominant
UL UL-dominant
Type 3: Mixed DL and UL slot
5G 基本原理及关键技术介绍
目录
1 5G总体介绍 2 5G物理层介绍 3 5G频谱
5G网络核心诉求：高吞吐率、低时延
时延
不同业务对5G网络性能要求差异巨大
1ms 10ms 100ms
>1s
灾难预警
自动驾驶
触觉互联网 增强现实
实时游戏
v 虚拟现实
多人视频会议
车载紧急电话 远程控制
传感器
私有云
办公云 移动视频
10Gb/s/ km2
4G 4.5G
100Mbps
350km/h 1K/km2
移动性 1.4x 500km/h
业务上线时间 1/1,000x 90 min.
5G
设备数量 1,000x 1M/km2
能效 1/10x
3GPP协议定义的5G频谱
Sub6G频谱定义
毫米波频谱定义
SUL：Single UpLink，用于上下行解耦
信道编码
编码
调制
MIMO编码
资源映射
天线输出
数据信道 ：LDPC(low-density parity-check)码
同样BLER下，LDPC码需要的SNR更低
LDPC码在大数据块情况下，相比turbo码，码峰值速 率更高、译码速度更快、功耗更低，更适合5G高吞 吐率数据译码需求，并且有更低的误码平台；
mmWave
5G NR 技术演进
新空口
✓ 新频谱
引入C-band，毫米波频段
✓ 新编码
Polar码，LDPC码
✓ 新的高阶调制
DL 1024QAM，UL256QAM
✓ 新的帧结构
新子帧结构，Self- contain
✓ Soft AI
灵活Numerology
✓ 新的物理信号设计
CRS-Free，新DM-RS
QPSK 16QAM 64QAM
5G
QPSK 16QAM 64QAM 256QAM
调制基本原理：一个符号可以根据振幅和相位表示多 个bit，倍数级提升频谱效率，如16QAM，一个符号 可以承载4个bit
下行
QPSK 16QAM 64QAM 256QA M
QPSK 16QAM 64QAM 256QAM 1024QAM
基线
单用户平均吞吐率提升~20%
单用户平均吞吐率提升~35%
单用户平均吞吐率提升~45%
资源映射之物理资源总述
编码
调制
MIMO编码
资源映射
天线输出
时隙-slot
子帧
物理资源
无线帧
OFDM符号
基本时间单位Ts
物理信道和信号
NR采用和LTE相同OFDMA多址方式，物理资源的主要描述维度基本上相同
编码
Self-contained slot有两种结构，DL-dominant slot和UL-dominant slot
DL-dominant slot中的上行传输可以用于上行控制以及SRS信号传输 UL-dominant slot的下行传输可以用于下行控制的信号传输
5G新引入的帧结构，用于缩短下行反馈时延以及上行调度时延，用于满足超低时延业务需求
BLER
-1
10
-2
10 0
控制信道 ：Polar码
Info. Bits Len =100,QPSK
1
2
3
4
5
6
Eb/No(dB)
T,R=1/5(100/500) T,R=1/3(100/300) T,R=2/5(100/250) T,R=1/2(100/200) T,R=2/3(100/150) T,R=3/4(100/134) T,R=5/6(100/120) T,R=8/9(100/113) P,R=1/5(100/500) P,R=1/3(100/300) P,R=2/5(100/250) P,R=1/2(100/200) P,R=2/3(100/150) P,R=3/4(100/134) P,R=5/6(100/120) P,R=8/9(100/113) L,R=1/5 (100/500) L,R=1/3 (100/300) L,R=2/5 (100/250) L,R=1/2 (100/200) L,R=2/3 (100/150) L,R=3/4 (100/134) L,R=5/6 (100/120) L,R=8/9 (100/113)
KOR MSIP
30 3.25 GHz
3.25 GHz
0.85GHz
2 GHz 3 GHz
1.6 GHz Confirmed Likely TBD
40 3 GHz
3 GHz
45 GHz
6.5 GHz
WRC-19 candidate, global primary Mobile Service band WRC-19 candidate, not global primary Mobile Service Nbaontdin scope of WRC-19 AI1.13
1400MHz (SDL) 700MHz/800MHz/900MHz (FDD)
基础容量覆盖层 基础覆盖层
5G的目标网将是多层次组网结构，包括Sub3G，C-band和毫米波
C-band 和高频G30/G40将成为5G的全球可获得频谱
Sub6GHz
Europe USA
China Japan Korea
加权形成定向窄波束，集中接收能量。接收方享有分集增益，通道数越多，分集增益越大
编码
调制
MIMO编码
资源映射
天线输出
MIMO预编码加权— 波束成型原理
UE2接收 = S*ω1*X1 + S*ω2*X2 +
S*ω3*X3 + S*ω4*X4 =0
Xn表示数据传播路径 2
1
UE1接收 = S*ω1*Y1 + S*ω2*Y2 +
天线发送的S2数据叠加趋0
接收天线2: 各天线发送的S2的强度叠加到最大，各
天线发送的S1数据叠加趋0
多流数据通过加权，形成不同的定向波束，在同一时频资源上实现空间复用
Massive MIMO的增益
编码
调制
MIMO编码
资源映射