對(duì)于5G系統(tǒng)（5GS），其無(wú)線接入網(wǎng)（RAN），被3GPP命名為下一代無(wú)線接入網(wǎng)（NG-RAN，Next Generation Radio Access Network）。對(duì)于NG-RAN與用戶終端設(shè)備（UE）間的無(wú)線接口（或空中接口），被3GPP命名為新無(wú)線（NR，New Radio），也有譯為新空口的。而NR仍然采用三層體系結(jié)構(gòu)來(lái)描述，層1為物理層（PHY），是由3GPP TS 38.200系列所規(guī)范；層2為數(shù)據(jù)鏈路層，也稱(chēng)為介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）層；層3為網(wǎng)絡(luò)層；層2和層3是由3GPP TS 38.300系列所規(guī)范。我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 3618《5G數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng) 無(wú)線接入網(wǎng)總體技術(shù)要求（第一階段）》，依據(jù)3GPP的相關(guān)規(guī)范，對(duì)NR的各層提出了相關(guān)技術(shù)要求。下述依據(jù)YD/T 3618標(biāo)準(zhǔn)對(duì)NR的技術(shù)要求做一簡(jiǎn)要介紹，且這里重點(diǎn)介紹其物理層的技術(shù)要求，若要詳細(xì)了解該標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容的可請(qǐng)查閱下附件。
附件：YD/T 3618-2019《5G數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng) 無(wú)線接入網(wǎng)總體技術(shù)要求（第一階段）》
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一、NR物理層的信道與信號(hào)
1、信道
5G NR的物理層信道包括：物理層廣播信道（PBCH）；物理層下行控制信道（PDCCH）；物理層下行業(yè)務(wù)共享信道（PDSCH）；物理層上行隨機(jī)接入信道（PRACH）；物理層上行控制信道（PUCCH）；物理層上行業(yè)務(wù)共享信道（PUSCH）。各信道之作用詳見(jiàn)下表1-1中。
表1-1：NR物理層的信道與信號(hào)
2、信號(hào)
5G NR的物理層信號(hào)包括：物理層同步信號(hào)（PSS/SSS，即主同步信號(hào)/輔同步信號(hào)）；上/下行解調(diào)參考信號(hào)（DMRS）；下行信道信息參考信號(hào)（CSI-RS）；上行探測(cè)信號(hào)（SRS）；下行相位跟蹤參考信號(hào)（PT-RS）。各信號(hào)之作用也詳見(jiàn)表1-1中。
另外，關(guān)于NR物理層的信道與信號(hào)相比E-UTRAN，有下表1-2所列的變化。
表1-2：NR物理層的信道與信號(hào)相比E-UTRAN的變化
二、NR物理層的頻率特性
1、工作頻率范圍
在3GPP的R16版本中，定義了兩大頻率范圍（FR，frequency range），即FR1和FR2。FR1通常叫做Sub-6GHz頻段，其范圍內(nèi)的頻帶號(hào)命名從n1到n85；FR2通常指的是毫米波（mmWave）波段，其范圍內(nèi)的頻帶號(hào)命名從n257到n261。FR1和FR2具體頻率范圍詳見(jiàn)下表2-1。注意，與LTE不同，5G NR頻率范圍的工作頻帶號(hào)以“n”標(biāo)識(shí)，比如LTE的B20（Band 20），5G NR稱(chēng)為n20。
表2-1：FR1和FR2的頻率范圍
欲詳細(xì)了解3GPP對(duì)NR頻率規(guī)劃及工作頻帶安排的請(qǐng)進(jìn)入。
2、帶寬與子載波間隔
NR的FR1支持單載波最大帶寬為100MHz，其子載波間隔（SCS，Sub-Carrier Spacing）可為15kHz/30kHz/60kHz。FR2支持單載波最大帶寬為400MHz，其子載波間隔（SCS）可為60kHz/120kHz。注意，實(shí)際上在3GPP TS 38.211中規(guī)定，FR2的子載波間隔（SCS）可為60kHz/120kHz/240kz。即NR的SCS有5種，但SCS為240kz子載波間隔不用于數(shù)據(jù)傳輸，僅用于同步數(shù)據(jù)塊（SSB）的傳輸。下表2-2給出了SCS與FR的適用性關(guān)系。
表2-2：SCS與FR的適用性關(guān)系
三、NR物理層的參數(shù)集
1、概述
參數(shù)集（numerology）是NR引入的一個(gè)新的術(shù)語(yǔ)概念，與多個(gè)子載波間隔（SCS）相關(guān)（我們知道，因?yàn)樵?/span>LTE中是只有一個(gè)SCS（15kHz）的）。下表3-1-1給出了3GPP TS 38.211和YD/T 3618-2019中對(duì)“參數(shù)集”的定義，兩者雖表述不同，含義是相通的。
表3-1-1：參數(shù)集的定義
為此，5G NR的子載波間隔（SCS）表征為：Δf = 2μ *15，單位為kHz，μ為參數(shù)集的序號(hào)，其取值范圍為0；1；2；3和4。綜上，15kHz為NR的基本SCS，通過(guò)μ值的靈活變化來(lái)使參數(shù)集適配于不同的物理信道和物理信號(hào)，特定的參數(shù)集只用于特定的物理信道。下表3-1-2顯示了不同的參數(shù)集與不同類(lèi)型物理信道的適配情況。事實(shí)上，結(jié)合表3-1-2可知，NR不同的SCS，產(chǎn)生不同的參數(shù)集，以適配不同的物理信道，最終用于5G不同的應(yīng)用場(chǎng)景，如下表3-1-3所示。
表3-1-2：不同參數(shù)集與不同類(lèi)型物理信道的適配情況
表3-1-3：NR不同的SCS適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景
2、YD/T 3618規(guī)定的參數(shù)集
在YD/T 3618-2019標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了不同情況下的更多相關(guān)參數(shù)集，包括有：FR1和FR2的不同SCS對(duì)應(yīng)支持的最大系統(tǒng)帶寬和最大PRB數(shù)值；針對(duì)5G NR所定義的系統(tǒng)工作頻帶（FR1的n1~n85；FR2的n257~n261），每個(gè)頻帶的SCS與系統(tǒng)帶寬的關(guān)系；不同SCS下一個(gè)slot（5G NR系統(tǒng)基本幀結(jié)構(gòu)單位為時(shí)隙（slot））內(nèi)包含的OFDM符號(hào)數(shù)、一個(gè)無(wú)線幀包含的slot數(shù)；等等。具體請(qǐng)?jiān)敳楸疚牡母郊?nèi)容。
四、NR物理層的傳輸方案
YD/T 3618標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，5G NR物理層可支持TDD、FDD及雙模操作，可支持多Radio雙連接（MR-DC）等；在規(guī)定上述NR參數(shù)集的同時(shí)，還對(duì)其物理層傳輸方案給出了技術(shù)要求，包括其下述的上行方案和下行方案。
1、下行傳輸方案
在YD/T 3618-2019標(biāo)準(zhǔn)中給出的下行傳輸方案中，還規(guī)定的相關(guān)技術(shù)要求項(xiàng)目包括有：信號(hào)波形；調(diào)制方式；信道編碼方式；同步信號(hào)；相關(guān)下行信道及解調(diào)參考信號(hào)；多天線傳輸；等等。其中部分項(xiàng)目的技術(shù)要求匯總于下表4-1中。
表4-1：5G NR物理層的相關(guān)技術(shù)要求
2、上行傳輸方案
YD/T 3618-2019標(biāo)準(zhǔn)給出的5G NR物理層上行傳輸方案中，包括的相關(guān)技術(shù)要求的項(xiàng)目有：信號(hào)波形；調(diào)制方式；信道編碼方式；相上行關(guān)信道及解調(diào)參考信號(hào)；多天線傳輸；等等。其中部分項(xiàng)目的上行技術(shù)要求也匯總在表4-1中，以做對(duì)比了解。
五、NR的物理層過(guò)程與物理層測(cè)量
1、物理層過(guò)程
物理層過(guò)程的內(nèi)容包括：小區(qū)搜索要求；隨機(jī)接入要求；功率控制要求和鏈路自適應(yīng)要求，具體詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)查閱本文的附件。
小區(qū)搜索是指UE獲取與小區(qū)的時(shí)間和頻率同步并檢測(cè)該小區(qū)物理層小區(qū)ID的過(guò)程。NR系統(tǒng)支持1008個(gè)物理層小區(qū)ID，支持發(fā)送下表5-1所示的信號(hào)，使UE獲得下行同步和物理層小區(qū)ID。
表5-1：小區(qū)搜索發(fā)送的信號(hào)及用途
在開(kāi)始物理隨機(jī)接入過(guò)程之前，物理層應(yīng)從高層接收一組SS/PBCH塊索引，并且應(yīng)向高層提供一組對(duì)應(yīng)的RSRP測(cè)量。NR物理隨機(jī)接入過(guò)程的特點(diǎn)詳見(jiàn)下表5-2中。
表5-2：NR物理隨機(jī)接入過(guò)程的特點(diǎn)
NR的功率控制的特征詳見(jiàn)下表5-3中，包括上行功率控制和下行功率控制。
表5-3：NR的功率控制的特征
NR系統(tǒng)支持上/下行的鏈路自適應(yīng)，支持根據(jù)信道信息和調(diào)度需求自適應(yīng)地選擇調(diào)制編碼方式（MCS）傳輸PDSCH和PUSCH，支持自適應(yīng)地采用所有下行和上行MCS。
2、物理層測(cè)量
為支持移動(dòng)性管理，NR系統(tǒng)可基于SS/PBCH Block和/或CSI-RS，進(jìn)行RRC_CONNECTED狀態(tài)下的同頻測(cè)量和異頻測(cè)量，測(cè)量值包括SS-RSRP（及SS-RSRPB）、SS-RSRQ、SS-SINR、CSI-RSRP、CSI-RSRQ、CSI-SINR。
六、層2和層3的要求
5G NR系統(tǒng)的層2，即數(shù)據(jù)鏈路層，在YD/T 3618的第6章進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)要求的規(guī)定，它包括的子層有介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）層、無(wú)線鏈路控制（RLC）層、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP）層、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)適應(yīng)協(xié)議（SDAP）層等。層3即NR的無(wú)線資源控制（RRC）層，在YD/T 3618的第7章做出了相關(guān)技術(shù)要求。具體要求的內(nèi)容請(qǐng)查閱本文的附件。
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