5G原理概述及關(guān)鍵技術(shù)課件

5G原理概述及關(guān)鍵技術(shù)5G原理概述及關(guān)鍵技術(shù)15G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化基礎(chǔ)1Chapter1 5G網(wǎng)絡(luò)概述Chapter2 5G系統(tǒng)架構(gòu)Chapter3 5G關(guān)鍵技術(shù)Chapter4

5G信道與信號(hào)5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化基礎(chǔ)1Chapter1 5G網(wǎng)絡(luò)概述25G網(wǎng)絡(luò)概述2移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)5G應(yīng)用場(chǎng)景5G頻譜資源分配5G網(wǎng)絡(luò)概述2移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)3移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)移動(dòng)通信技術(shù)具有代際演進(jìn)的規(guī)律--全球移動(dòng)通信經(jīng)過(guò)1G、2G和3G三個(gè)發(fā)展階段，正從4G向5G演進(jìn)--當(dāng)前各國(guó)已開(kāi)始5G的商業(yè)化進(jìn)程1990s短信2000s社交應(yīng)用2010在線(xiàn)、互動(dòng)、游戲1980s語(yǔ)音2020虛擬現(xiàn)實(shí)、“零”時(shí)延感知有好強(qiáng)爽悅3移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)移動(dòng)通信技術(shù)具有代際演進(jìn)的規(guī)律1990s204移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)GPRS/EDGE峰值速率(UL:DL)0.47/0.47Mbps3GPP陣營(yíng)(GSM)WCDMA峰值速率HSPA5.76/14.4MbpsTD-SCDMA TD-HSPA峰值速率0.55/1.68MbpsEV-DORel.0峰值速率：1.8/3.1MbpsD0Rel

.ACDMA2000

1x3GPP2陣營(yíng)(CDMA)LTE

FDD峰值速率(20MHz)50M/150MbpsLTE

TDD峰值速率(20MHz)10M/110MbpsLTE-A峰值速率500M~1GbpsMobile

WiMAX

802.16e峰值速率75MbpsMobile

WiMAX802.16m峰值速率500M~1GbpsWiMAX陣營(yíng)CDMA2GTDMA+FDMA3G4GOFDMANR峰值速率1Gbps~20Gbps5GF-OFDMA……4移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)GPRS/EDGE3GPP陣營(yíng)(GSM)WC55G應(yīng)用場(chǎng)景5增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(EMBB)：體驗(yàn)速率，峰值速率，頻譜效率，流量密度大容量物聯(lián)網(wǎng)(MassiveMTC)：連接數(shù)目，低成本，設(shè)備功耗低時(shí)延高可靠通信(CriticalMTC)：低時(shí)延，

可靠性其中，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶場(chǎng)景分為廣域覆蓋和熱點(diǎn)覆蓋。5G應(yīng)用場(chǎng)景5增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(EMBB)：體驗(yàn)速率，峰值65G頻譜分為6GHz以下和6GHz以上頻段，命名FR1和FR2，頻譜范圍如下表：6①Frequency

range

1（FR1）：就是我們通常講的6GHz以下頻段頻率范圍：450MHz

-

6.0GHz最大信道帶寬100MHz②Frequency

range

2（FR2）：就是毫米波頻段? 頻率范圍：24.25GHz

-

52.6GHz最大信道帶寬400MHz5GNR支持16CC載波聚合Frequencyrange

designationCorrespondingfrequency

rangeFR1450MHz–6000

MHzFR224250MHz–52600

MHz5G頻譜分配5G頻譜分為6GHz以下和6GHz以上頻段，命名FR1和FR75G頻譜分配中國(guó)5G中低頻段實(shí)驗(yàn)頻率分配：工信部確定了中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商和廣電的5G中低頻段實(shí)驗(yàn)頻率使用許可：中國(guó)電信獲得3400-3500MHz：100MHz

5G頻率資源中國(guó)聯(lián)通獲得3500-3600MHz：

100MHz

5G頻率資源中國(guó)移動(dòng)獲得2515-2675MHz和4800-4900MHz；

260MHz

5G頻率資源電信100M聯(lián)通100M3400M3500M3600M60MTD-LTE2515M移動(dòng)160M2675M2575M2635M移動(dòng)100M4800M74900M5G頻譜分配中國(guó)5G中低頻段實(shí)驗(yàn)頻率分配：電信100M聯(lián)通185G系統(tǒng)架構(gòu)85G

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G

主要網(wǎng)元功能5G

組網(wǎng)模式5G

空口協(xié)議棧5G系統(tǒng)架構(gòu)85G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)95G

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：Copyrights?EFLAGCommunicationsConfidentialand

proprietary.9網(wǎng)元和接口5G

核心網(wǎng)：5GC三個(gè)主要功能模塊：AMF，UPF和SMF（SessionManagement

Function）。NG-RAN無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)包括：gNB或ng-eNB節(jié)點(diǎn)接口Xn:

gNB和ng-eNB通過(guò)Xn接口相互連接NG:

gNB和ng-eNB通過(guò)NG接口連接到5GCNG-C:

gNB和ng-eNB通過(guò)

NG-C接口連接到AMFNG-U：gNB和ng-eNB通過(guò)

NG-U接口連接到UPFE1:

CU-C與CU-U之間的信令F1-C:

gNB-DU和gNB-CU之間的信令F1-U:

gNB-DU和gNB-CU之間數(shù)據(jù)流5GCNG-RANAMF/UPF/SMFAMF/UPF/SMF5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：Copyrights?EFL105G

主要網(wǎng)元功能gNodeB：向UE提供NR用戶(hù)面和控制面協(xié)議終端的節(jié)點(diǎn)，并且經(jīng)由NG接口連接到5GC? 無(wú)線(xiàn)資源管理的功能：無(wú)線(xiàn)承載控制，無(wú)線(xiàn)接納控制，連接移動(dòng)性控制，在上行鏈路和下行鏈路中向

UE的動(dòng)態(tài)資源分配IP報(bào)頭壓縮，加密和數(shù)據(jù)完整性保護(hù);用戶(hù)面數(shù)據(jù)向UPF的路由;控制面信息向AMF的路由;調(diào)度和傳輸尋呼消息用于移動(dòng)性和調(diào)度的測(cè)量和測(cè)量報(bào)告配置;支持處于RRC_INACTIVE狀態(tài)的UE雙連接技術(shù)UugNBgNBNGAMF/UPFXnSMFCN10RAN5G主要網(wǎng)元功能gNodeB：向UE提供NR用戶(hù)面和控制面115G

主要網(wǎng)元功能AMF（The

Access

and

Mobility

Management

function）：接入和移動(dòng)管理功能模塊? 上行NAS信令的終結(jié)點(diǎn)NAS層加密與完整性保護(hù)接入鑒權(quán)與授權(quán)安全性錨點(diǎn)注冊(cè)管理（AMF保存UE的上下文信息，接受或拒絕UE的注冊(cè)）移動(dòng)性管理及移動(dòng)性事件報(bào)告合法監(jiān)聽(tīng)提供UE與SMF之間傳輸SM

message的通道支持SMF選擇UugNBgNBNGAMF/UPFXnSMFCN11RAN5G主要網(wǎng)元功能AMF（TheAccessandMo125G

主要網(wǎng)元功能SMF（The

Session

Management

function）會(huì)話(huà)管理功能模塊：? 會(huì)話(huà)管理，例如會(huì)話(huà)建立，修改和釋放，包括

UPF

和

AN

節(jié)點(diǎn)之間的通道維護(hù)UE

的IP地址分配和管理配置

UPF

的流量控制，將流量路由到正確的目的地支持計(jì)費(fèi)接口和計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)收集控制和調(diào)整計(jì)費(fèi)策略NAS消息在SMF部分的終結(jié)點(diǎn)漫游功能從UPF獲取下行數(shù)據(jù)到達(dá)通知UugNBgNBNGAMF/UPFXnSMFCN12RAN5G主要網(wǎng)元功能SMF（TheSessionManag135G

主要網(wǎng)元功能UPF（TheUserplane

function）：用戶(hù)面功能模塊用于系統(tǒng)內(nèi)/系統(tǒng)間移動(dòng)性的錨點(diǎn)外部

PDU

與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互連的會(huì)話(huà)點(diǎn)。下行數(shù)據(jù)分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包檢查用戶(hù)平面部分策略規(guī)則實(shí)（例如重選、流量轉(zhuǎn)發(fā)）流量使用報(bào)告用戶(hù)平面的

QoS

處理（例如

UL

/

DL

速率實(shí)施）UugNBgNBNGAMF/UPFXnSMFCN13RAN5G主要網(wǎng)元功能UPF（TheUserplanefunc144/5G

主要網(wǎng)元功能對(duì)比網(wǎng)絡(luò)功能：NGC

VS

EPC144/5G主要網(wǎng)元功能對(duì)比網(wǎng)絡(luò)功能：NGCVSEPC1415MME/SGWgNBgNBeNBX2X2eNBS1-UCNRANUuS1X2S1S1-U接口名稱(chēng)描述Uu終端同接入網(wǎng)之間的無(wú)線(xiàn)接口X2eNB與eNB之間的接口S1eNB與EPC之間的接口，分為用戶(hù)面接口S1-U和控制面接口S1-MME15NSA：非獨(dú)立組網(wǎng)，有多種組網(wǎng)方案。5G接入網(wǎng)和4G接入網(wǎng)共用4G核心網(wǎng)EPC，由eNB作為錨點(diǎn)提供控制面，gNB作為輔站只有用戶(hù)面。用戶(hù)數(shù)據(jù)在gNB進(jìn)行分流。5G

組網(wǎng)模式一MME/SGWgNBgNBeNBX2X2eNBS1-UCNR16MME/SGWAMF/UPFNG

gNBXngNBeNBX2eNBCNRANUuSMFCN16RANS1接口名稱(chēng)描述NGgNB與CN之間的接口，類(lèi)似于LTE的S1接口XngNB與gNB之間的接口，類(lèi)似于LTE的X2接口5G

組網(wǎng)模式二SA：獨(dú)立組網(wǎng)，具有獨(dú)立的接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的組網(wǎng)方案。5G接入網(wǎng)和核心網(wǎng)全部新建，或者升級(jí)4G接入網(wǎng)，或者升級(jí)4G核心網(wǎng)。AMF：接入與移動(dòng)性管理功能UPF：用戶(hù)面功能SMF：會(huì)話(huà)管理功能MME/SGWAMF/UPFNGgNBXngNBeNBX2175G組網(wǎng)模式NSA的優(yōu)勢(shì)主要包括：1

．借助目前成熟的4G網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大5G

覆蓋范圍，通過(guò)與4G聯(lián)合組網(wǎng)的方式（NSA）可以實(shí)現(xiàn)5G單站覆蓋范圍的擴(kuò)大。2．NSA相較SA標(biāo)準(zhǔn)敲定的時(shí)間更早，因此相應(yīng)的產(chǎn)品和測(cè)試工作基本已經(jīng)完成，理論上產(chǎn)品更成熟。? 3．在NSA組網(wǎng)下，5G基站將利用現(xiàn)有4G核心網(wǎng)，省去5G核心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。SA的優(yōu)勢(shì)主要包括：? 1

．在SA組網(wǎng)下，NR到NR切換獨(dú)立于LTE切換，切換時(shí)延大大降低。? 2

．在NSA組網(wǎng)下，終端天線(xiàn)要雙連接LTE和NR兩種無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)；在SA組網(wǎng)下，終端天線(xiàn)僅連接NR一種無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)。? 3

．獨(dú)立組網(wǎng)則具備更強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力，可支持網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等5G新特性，能同時(shí)滿(mǎn)足所有5G業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景。SA才是5G最終的發(fā)展形態(tài)，但是在5G發(fā)展的初期，硬著頭皮上SA是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)檫@要付出更大的時(shí)間成本和金錢(qián)成本，很有可能錯(cuò)失5G發(fā)展的黃金時(shí)機(jī)。175G組網(wǎng)模式NSA的優(yōu)勢(shì)主要包括：1．借助目前成熟的4G網(wǎng)185G

空口協(xié)議棧4/5G空口用戶(hù)面協(xié)議棧對(duì)比：5G用戶(hù)面新增了一個(gè)新的SDAP協(xié)議棧SDAPPDCPMACPHYRLCSDAPPDCPMACPHYRLCUEgNBPDCPMACPHYRLCPDCPMACPHYRLCUEeNB因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線(xiàn)側(cè)依然沿用來(lái)4G網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線(xiàn)承載的的概念，但5G中的核心網(wǎng)為了更加精細(xì)化業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)，其基本的業(yè)務(wù)通道從4G時(shí)代的承載（Bearer）的概念細(xì)化到以QoS

Flow為基本業(yè)務(wù)傳輸單位。那么在無(wú)線(xiàn)側(cè)的承載（DRB）就需要與5GC中的QoS

Flow進(jìn)行映射，這便是SDAP協(xié)議棧的主要功能。Copyrights?EFLAGCommunicationsConfidentialand

proprietary.185G空口協(xié)議棧4/5G空口用戶(hù)面協(xié)議棧對(duì)比：5G用戶(hù)面新增195G

空口協(xié)議棧SDAP架構(gòu)：SDAP子層是通過(guò)RRC信令來(lái)配置的，SDAP子層負(fù)責(zé)將QoS流映射到對(duì)應(yīng)的DRB上。Copyrights?EFLAGCommunicationsConfidentialand

proprietary.195G空口協(xié)議棧SDAP架構(gòu)：SDAP子層是通過(guò)RRC信令來(lái)205G關(guān)鍵技術(shù)20覆蓋增強(qiáng)技術(shù)速率提升技術(shù)5G關(guān)鍵技術(shù)20覆蓋增強(qiáng)技術(shù)21覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦215G網(wǎng)絡(luò)頻譜增加帶寬是增加容量和傳輸速率最直接的方法，5G最大的帶寬將會(huì)達(dá)到1GHz?？紤]到目前頻率的占用情況，5G將不得不使用高頻進(jìn)行通信。覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦215G網(wǎng)絡(luò)頻譜22覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦5G網(wǎng)絡(luò)頻譜策略22覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦5G網(wǎng)絡(luò)頻譜策略2223高頻通信挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)：上下行覆蓋不均衡，頻段越高，上下行差異越明顯；導(dǎo)致上行覆蓋受限；TDD3.5G64T64R23FDD1.8G2T2R3.5GHzVS1.8GHzGap=

11.3dB覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦高頻通信挑戰(zhàn)TDD3.5G64T64R23FDD1.8G24覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦上下行解耦設(shè)計(jì)思路：NR中基站下行使用高頻段通信，上行根據(jù)UE的覆蓋情況，可以暫時(shí)占用LTE上行的部分頻率資源進(jìn)行通信。無(wú)需解耦24上下行解耦覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦上下行解耦無(wú)需解耦24上下行解耦25速率提升技術(shù)-新波形F-OFDM新波形F-OFDMF-OFDM，即Filtered-OFDM，是一項(xiàng)基礎(chǔ)的波形，通過(guò)優(yōu)化濾波器、DPD數(shù)據(jù)預(yù)失真、射頻通道處理等技術(shù)，有效的提高系統(tǒng)帶寬的頻譜利用率及峰值吞吐量。與傳統(tǒng)的OFDM最大的區(qū)別就是“子載波帶寬”可以根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同業(yè)務(wù)的需求。4G(OFDM)：子載波帶寬固定為15KHz5G(F-OFDM)：子載波帶寬不固定，可靈活針對(duì)不同的QoS(服務(wù)質(zhì)量等級(jí))應(yīng)用25速率提升技術(shù)-新波形F-OFDM新波形F-OFDM2526速率提升技術(shù)-新編碼LDPC

&

Polar新編碼

LDPC

&

Polar信道編碼技術(shù)，就是為了克服無(wú)線(xiàn)信道可靠性差的問(wèn)題，在原始有用信息比特之外，增加一定比例的冗余比特，用于保護(hù)有用信息比特，提高信息傳遞的可靠性。5GeMBB業(yè)務(wù)信道：LDPC 控制信道：Polar26速率提升技術(shù)-新編碼LDPC&Polar新編碼LDPC27256QAM64QAM速率提升技術(shù)-新調(diào)制256QAM新調(diào)制

256QAM256QAM，即256階正交振幅調(diào)制，相對(duì)4G的64QAM承載6bit，采用256QAM可承載8bit，同樣的時(shí)頻資源塊上能容納更多數(shù)據(jù)，提升了空口吞吐量。256QAM理論峰值的頻譜效率比64QAM提升33%，相同頻譜效率下256QAM碼率更低。27256QAM64QAM速率提升技術(shù)-新調(diào)制256QAM新調(diào)制28Massive

MIMO概念即大規(guī)模天線(xiàn)陣列，當(dāng)前5G使用的是64T64R，通過(guò)更多的天線(xiàn)數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)靈活精準(zhǔn)的三維立體窄波束賦型，使得更多用戶(hù)復(fù)用無(wú)線(xiàn)時(shí)頻資源，達(dá)到提升覆蓋能力、系統(tǒng)容量、降低系統(tǒng)干擾的一種大規(guī)模陣列天線(xiàn)方案。速率提升技術(shù)-Massive

MIMO8T8R64T64R28MassiveMIMO概念速率提升技術(shù)-MassiveM29速率提升技術(shù)-Massive

MIMOMassive

MIMO增益28速率提升技術(shù)-MassiveMIMOMassiveMIM3064T64R/192陣子/垂直掃描35度以上速率提升技術(shù)-Massive

MIMOMassive

MIMO三維波束傳統(tǒng)BF波束只能在水平方向跟隨目標(biāo)UE調(diào)整方向；3DBF窄波束在水平和垂直方向都能隨著目標(biāo)UE調(diào)整位置；水平波束賦型三維波束賦型2964T64R/192陣子/垂直掃描35度以上速率提升技術(shù)-M速率提升技術(shù)-Massive

MIMOMassive

MIMO應(yīng)用場(chǎng)景話(huà)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域、密集城區(qū)、CBD場(chǎng)景、大型場(chǎng)館、高樓場(chǎng)景；Copyrights?EFLAGCommunicationsConfidentialand

proprietary.30速率提升技術(shù)-MassiveMIMOMassiveMIM速率提升技術(shù)-Massive

MIMO單用戶(hù)結(jié)合Massive

MIMO下行速率翻倍4G終端1T2R；5G終端2T4R。31速率提升技術(shù)-MassiveMIMO單用戶(hù)結(jié)合Massiv5G關(guān)鍵技術(shù)-總結(jié)325G關(guān)鍵技術(shù)上下行解耦、新波形、新編碼、新調(diào)制、Massive

MIMO5G關(guān)鍵技術(shù)-總結(jié)325G關(guān)鍵技術(shù)頻域資源-BWP33BWP基本定義-

BWP(Bandwidth

part)；網(wǎng)絡(luò)側(cè)給UE分配，是對(duì)應(yīng)特定載波和特定參數(shù)集的一組連續(xù)的CRB；-

UE級(jí)概念，不同UE可配置不同BWP，UE的所有信道資源配置均在BWP內(nèi)進(jìn)行分配和調(diào)度；-

UE可以配置多個(gè)BWP，但同時(shí)只能激活一個(gè)；不同BWP可以采用不同的參數(shù)集(SCS和CP)；BWP配置分類(lèi)-InitialBWP：UE初始接入階段使用的BWP(通過(guò)系統(tǒng)消息獲取)-DedicatedBWP：UE在RRC連接狀態(tài)配置的BWP；協(xié)議規(guī)定1個(gè)UE最多4個(gè)(RRC信令)；-

ActiveBWP：某一時(shí)刻只能激活1個(gè)配置的dedicatedBWP；-DefaultBWP：BWPinactivitytimer超時(shí)后UE使用的BWP。若網(wǎng)絡(luò)未配置DefaultBWP，則使用InitialBWP作為DefaultBWP；頻域資源-BWP33BWP配置分類(lèi)5G信道與信號(hào)345G邏輯信道5G

傳輸信道5G

物理信道5G信道與信號(hào)345G邏輯信道365G

邏輯信道35邏輯信道根據(jù)發(fā)送消息類(lèi)型的不同，總體上可以分為兩大類(lèi)：控制信道和業(yè)務(wù)信道控制信道BCCH(Broadcast

Control

Channel

):

用于廣播系統(tǒng)消息。PCCH(Paging

Control

Channel):

用于發(fā)送尋呼消息、系統(tǒng)消息改變通知以及公共告警廣播指示信息。CCCH(Common

Control

Channel

):

用于在UE和網(wǎng)絡(luò)之間沒(méi)有RRC連接時(shí)傳送控制信息。DCCH(Dedicated

Control

Channel):

用于建立了RRC連接的UE和網(wǎng)絡(luò)之間傳送點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的專(zhuān)用控制信息。業(yè)務(wù)信道DTCH(Dedicated

Traffic

Channel

):

用于傳送點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的用戶(hù)業(yè)務(wù)信息。5G邏輯信道35邏輯信道根據(jù)發(fā)送消息類(lèi)型的不同，總體上可以375G

傳輸信道36傳輸信道用于定義不同的傳輸格式和傳輸特性，這些不同的傳輸信道最終影響物理層對(duì)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程：下行傳輸信道BCH(broadcast

channel):

廣播信道DL-SCH(downlink

shared

channel):

下行共享信道PCH(paging

channel):

尋呼信道上行傳輸信道UL-SCH(uplink

shared

channel):

上行共享信道RACH(random

access

channel):

隨機(jī)接入信道5G傳輸信道36傳輸信道用于定義不同的傳輸格式和傳輸特性，NR下行物理信道PBCH，物理廣播信道用于傳輸MIB（主信息塊），攜帶UE搜索小區(qū)時(shí)需要的最基本信息系統(tǒng)幀號(hào)；用于廣播控制信道和公共控制信道的子載波間隔；用于接收SIB1的PDCCH信息；其他重要信息。PDCCH，物理下行控制信道用于傳輸DCI（下行控制信息），包括上下行調(diào)度（gNB進(jìn)行調(diào)度）信息、上行功控信息及其他控制信息。PDSCH，物理下行共享信道用于傳輸下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、控制信令及尋呼信息等。375G

物理信道及信號(hào)NR下行物理信道375G物理信道及信號(hào)NR下行物理信號(hào)PSS/SSS，主、輔同步信號(hào)用于UE搜索小區(qū)并攜帶PCI信息。PSS共3種序列，編號(hào)0、1、2；SSS編號(hào)0~335。DMRS，解調(diào)參考信號(hào)，伴隨物理下行信道，用于信道估計(jì)和相干解調(diào)。CSI-RS，信道狀態(tài)信息參考信號(hào)，用于UE進(jìn)行信道狀態(tài)測(cè)量、波束測(cè)量、無(wú)線(xiàn)鏈路檢測(cè)以及時(shí)頻跟蹤。PT-RS，相位跟蹤參考信號(hào)，用于抑制高頻相位噪聲。385G

物理信道及信號(hào)NR下行物理信號(hào)385G物理信道及信號(hào)NR上行物理信道PRACH，物理隨機(jī)接入信道，用于UE發(fā)起隨機(jī)接入。PUCCH，物理上行控制信道，用于傳輸U(kuò)CI（上行控制信息），可攜帶調(diào)度請(qǐng)求、HARQ反饋和CSI（信道狀態(tài)指示）信息。PUSCH，物理上行共享信道，用于傳輸上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和上行控制信令等信息。NR上行物理信號(hào)包括：DMRS與PT-RS，功能與下行相同。SRS，探聽(tīng)參考信號(hào)，用于上行信道測(cè)量、時(shí)頻同步、波束管理等。395G

物理信道及信號(hào)NR上行物理信道395G物理信道及信號(hào)5G原理概述及關(guān)鍵技術(shù)課件425G原理概述及關(guān)鍵技術(shù)5G原理概述及關(guān)鍵技術(shù)435G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化基礎(chǔ)1Chapter1 5G網(wǎng)絡(luò)概述Chapter2 5G系統(tǒng)架構(gòu)Chapter3 5G關(guān)鍵技術(shù)Chapter4

5G信道與信號(hào)5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化基礎(chǔ)1Chapter1 5G網(wǎng)絡(luò)概述445G網(wǎng)絡(luò)概述2移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)5G應(yīng)用場(chǎng)景5G頻譜資源分配5G網(wǎng)絡(luò)概述2移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)45移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)移動(dòng)通信技術(shù)具有代際演進(jìn)的規(guī)律--全球移動(dòng)通信經(jīng)過(guò)1G、2G和3G三個(gè)發(fā)展階段，正從4G向5G演進(jìn)--當(dāng)前各國(guó)已開(kāi)始5G的商業(yè)化進(jìn)程1990s短信2000s社交應(yīng)用2010在線(xiàn)、互動(dòng)、游戲1980s語(yǔ)音2020虛擬現(xiàn)實(shí)、“零”時(shí)延感知有好強(qiáng)爽悅3移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)移動(dòng)通信技術(shù)具有代際演進(jìn)的規(guī)律1990s2046移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)GPRS/EDGE峰值速率(UL:DL)0.47/0.47Mbps3GPP陣營(yíng)(GSM)WCDMA峰值速率HSPA5.76/14.4MbpsTD-SCDMA TD-HSPA峰值速率0.55/1.68MbpsEV-DORel.0峰值速率：1.8/3.1MbpsD0Rel

.ACDMA2000

1x3GPP2陣營(yíng)(CDMA)LTE

FDD峰值速率(20MHz)50M/150MbpsLTE

TDD峰值速率(20MHz)10M/110MbpsLTE-A峰值速率500M~1GbpsMobile

WiMAX

802.16e峰值速率75MbpsMobile

WiMAX802.16m峰值速率500M~1GbpsWiMAX陣營(yíng)CDMA2GTDMA+FDMA3G4GOFDMANR峰值速率1Gbps~20Gbps5GF-OFDMA……4移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)GPRS/EDGE3GPP陣營(yíng)(GSM)WC475G應(yīng)用場(chǎng)景5增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(EMBB)：體驗(yàn)速率，峰值速率，頻譜效率，流量密度大容量物聯(lián)網(wǎng)(MassiveMTC)：連接數(shù)目，低成本，設(shè)備功耗低時(shí)延高可靠通信(CriticalMTC)：低時(shí)延，

可靠性其中，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶場(chǎng)景分為廣域覆蓋和熱點(diǎn)覆蓋。5G應(yīng)用場(chǎng)景5增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(EMBB)：體驗(yàn)速率，峰值485G頻譜分為6GHz以下和6GHz以上頻段，命名FR1和FR2，頻譜范圍如下表：6①Frequency

range

1（FR1）：就是我們通常講的6GHz以下頻段頻率范圍：450MHz

-

6.0GHz最大信道帶寬100MHz②Frequency

range

2（FR2）：就是毫米波頻段? 頻率范圍：24.25GHz

-

52.6GHz最大信道帶寬400MHz5GNR支持16CC載波聚合Frequencyrange

designationCorrespondingfrequency

rangeFR1450MHz–6000

MHzFR224250MHz–52600

MHz5G頻譜分配5G頻譜分為6GHz以下和6GHz以上頻段，命名FR1和FR495G頻譜分配中國(guó)5G中低頻段實(shí)驗(yàn)頻率分配：工信部確定了中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商和廣電的5G中低頻段實(shí)驗(yàn)頻率使用許可：中國(guó)電信獲得3400-3500MHz：100MHz

5G頻率資源中國(guó)聯(lián)通獲得3500-3600MHz：

100MHz

5G頻率資源中國(guó)移動(dòng)獲得2515-2675MHz和4800-4900MHz；

260MHz

5G頻率資源電信100M聯(lián)通100M3400M3500M3600M60MTD-LTE2515M移動(dòng)160M2675M2575M2635M移動(dòng)100M4800M74900M5G頻譜分配中國(guó)5G中低頻段實(shí)驗(yàn)頻率分配：電信100M聯(lián)通1505G系統(tǒng)架構(gòu)85G

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G

主要網(wǎng)元功能5G

組網(wǎng)模式5G

空口協(xié)議棧5G系統(tǒng)架構(gòu)85G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)515G

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：Copyrights?EFLAGCommunicationsConfidentialand

proprietary.9網(wǎng)元和接口5G

核心網(wǎng)：5GC三個(gè)主要功能模塊：AMF，UPF和SMF（SessionManagement

Function）。NG-RAN無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)包括：gNB或ng-eNB節(jié)點(diǎn)接口Xn:

gNB和ng-eNB通過(guò)Xn接口相互連接NG:

gNB和ng-eNB通過(guò)NG接口連接到5GCNG-C:

gNB和ng-eNB通過(guò)

NG-C接口連接到AMFNG-U：gNB和ng-eNB通過(guò)

NG-U接口連接到UPFE1:

CU-C與CU-U之間的信令F1-C:

gNB-DU和gNB-CU之間的信令F1-U:

gNB-DU和gNB-CU之間數(shù)據(jù)流5GCNG-RANAMF/UPF/SMFAMF/UPF/SMF5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：Copyrights?EFL525G

主要網(wǎng)元功能gNodeB：向UE提供NR用戶(hù)面和控制面協(xié)議終端的節(jié)點(diǎn)，并且經(jīng)由NG接口連接到5GC? 無(wú)線(xiàn)資源管理的功能：無(wú)線(xiàn)承載控制，無(wú)線(xiàn)接納控制，連接移動(dòng)性控制，在上行鏈路和下行鏈路中向

UE的動(dòng)態(tài)資源分配IP報(bào)頭壓縮，加密和數(shù)據(jù)完整性保護(hù);用戶(hù)面數(shù)據(jù)向UPF的路由;控制面信息向AMF的路由;調(diào)度和傳輸尋呼消息用于移動(dòng)性和調(diào)度的測(cè)量和測(cè)量報(bào)告配置;支持處于RRC_INACTIVE狀態(tài)的UE雙連接技術(shù)UugNBgNBNGAMF/UPFXnSMFCN10RAN5G主要網(wǎng)元功能gNodeB：向UE提供NR用戶(hù)面和控制面535G

主要網(wǎng)元功能AMF（The

Access

and

Mobility

Management

function）：接入和移動(dòng)管理功能模塊? 上行NAS信令的終結(jié)點(diǎn)NAS層加密與完整性保護(hù)接入鑒權(quán)與授權(quán)安全性錨點(diǎn)注冊(cè)管理（AMF保存UE的上下文信息，接受或拒絕UE的注冊(cè)）移動(dòng)性管理及移動(dòng)性事件報(bào)告合法監(jiān)聽(tīng)提供UE與SMF之間傳輸SM

message的通道支持SMF選擇UugNBgNBNGAMF/UPFXnSMFCN11RAN5G主要網(wǎng)元功能AMF（TheAccessandMo545G

主要網(wǎng)元功能SMF（The

Session

Management

function）會(huì)話(huà)管理功能模塊：? 會(huì)話(huà)管理，例如會(huì)話(huà)建立，修改和釋放，包括

UPF

和

AN

節(jié)點(diǎn)之間的通道維護(hù)UE

的IP地址分配和管理配置

UPF

的流量控制，將流量路由到正確的目的地支持計(jì)費(fèi)接口和計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)收集控制和調(diào)整計(jì)費(fèi)策略NAS消息在SMF部分的終結(jié)點(diǎn)漫游功能從UPF獲取下行數(shù)據(jù)到達(dá)通知UugNBgNBNGAMF/UPFXnSMFCN12RAN5G主要網(wǎng)元功能SMF（TheSessionManag555G

主要網(wǎng)元功能UPF（TheUserplane

function）：用戶(hù)面功能模塊用于系統(tǒng)內(nèi)/系統(tǒng)間移動(dòng)性的錨點(diǎn)外部

PDU

與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互連的會(huì)話(huà)點(diǎn)。下行數(shù)據(jù)分組路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包檢查用戶(hù)平面部分策略規(guī)則實(shí)（例如重選、流量轉(zhuǎn)發(fā)）流量使用報(bào)告用戶(hù)平面的

QoS

處理（例如

UL

/

DL

速率實(shí)施）UugNBgNBNGAMF/UPFXnSMFCN13RAN5G主要網(wǎng)元功能UPF（TheUserplanefunc564/5G

主要網(wǎng)元功能對(duì)比網(wǎng)絡(luò)功能：NGC

VS

EPC144/5G主要網(wǎng)元功能對(duì)比網(wǎng)絡(luò)功能：NGCVSEPC1457MME/SGWgNBgNBeNBX2X2eNBS1-UCNRANUuS1X2S1S1-U接口名稱(chēng)描述Uu終端同接入網(wǎng)之間的無(wú)線(xiàn)接口X2eNB與eNB之間的接口S1eNB與EPC之間的接口，分為用戶(hù)面接口S1-U和控制面接口S1-MME15NSA：非獨(dú)立組網(wǎng)，有多種組網(wǎng)方案。5G接入網(wǎng)和4G接入網(wǎng)共用4G核心網(wǎng)EPC，由eNB作為錨點(diǎn)提供控制面，gNB作為輔站只有用戶(hù)面。用戶(hù)數(shù)據(jù)在gNB進(jìn)行分流。5G

組網(wǎng)模式一MME/SGWgNBgNBeNBX2X2eNBS1-UCNR58MME/SGWAMF/UPFNG

gNBXngNBeNBX2eNBCNRANUuSMFCN16RANS1接口名稱(chēng)描述NGgNB與CN之間的接口，類(lèi)似于LTE的S1接口XngNB與gNB之間的接口，類(lèi)似于LTE的X2接口5G

組網(wǎng)模式二SA：獨(dú)立組網(wǎng)，具有獨(dú)立的接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的組網(wǎng)方案。5G接入網(wǎng)和核心網(wǎng)全部新建，或者升級(jí)4G接入網(wǎng)，或者升級(jí)4G核心網(wǎng)。AMF：接入與移動(dòng)性管理功能UPF：用戶(hù)面功能SMF：會(huì)話(huà)管理功能MME/SGWAMF/UPFNGgNBXngNBeNBX2595G組網(wǎng)模式NSA的優(yōu)勢(shì)主要包括：1

．借助目前成熟的4G網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大5G

覆蓋范圍，通過(guò)與4G聯(lián)合組網(wǎng)的方式（NSA）可以實(shí)現(xiàn)5G單站覆蓋范圍的擴(kuò)大。2．NSA相較SA標(biāo)準(zhǔn)敲定的時(shí)間更早，因此相應(yīng)的產(chǎn)品和測(cè)試工作基本已經(jīng)完成，理論上產(chǎn)品更成熟。? 3．在NSA組網(wǎng)下，5G基站將利用現(xiàn)有4G核心網(wǎng)，省去5G核心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。SA的優(yōu)勢(shì)主要包括：? 1

．在SA組網(wǎng)下，NR到NR切換獨(dú)立于LTE切換，切換時(shí)延大大降低。? 2

．在NSA組網(wǎng)下，終端天線(xiàn)要雙連接LTE和NR兩種無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)；在SA組網(wǎng)下，終端天線(xiàn)僅連接NR一種無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)。? 3

．獨(dú)立組網(wǎng)則具備更強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力，可支持網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等5G新特性，能同時(shí)滿(mǎn)足所有5G業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景。SA才是5G最終的發(fā)展形態(tài)，但是在5G發(fā)展的初期，硬著頭皮上SA是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)檫@要付出更大的時(shí)間成本和金錢(qián)成本，很有可能錯(cuò)失5G發(fā)展的黃金時(shí)機(jī)。175G組網(wǎng)模式NSA的優(yōu)勢(shì)主要包括：1．借助目前成熟的4G網(wǎng)605G

空口協(xié)議棧4/5G空口用戶(hù)面協(xié)議棧對(duì)比：5G用戶(hù)面新增了一個(gè)新的SDAP協(xié)議棧SDAPPDCPMACPHYRLCSDAPPDCPMACPHYRLCUEgNBPDCPMACPHYRLCPDCPMACPHYRLCUEeNB因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線(xiàn)側(cè)依然沿用來(lái)4G網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線(xiàn)承載的的概念，但5G中的核心網(wǎng)為了更加精細(xì)化業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)，其基本的業(yè)務(wù)通道從4G時(shí)代的承載（Bearer）的概念細(xì)化到以QoS

Flow為基本業(yè)務(wù)傳輸單位。那么在無(wú)線(xiàn)側(cè)的承載（DRB）就需要與5GC中的QoS

Flow進(jìn)行映射，這便是SDAP協(xié)議棧的主要功能。Copyrights?EFLAGCommunicationsConfidentialand

proprietary.185G空口協(xié)議棧4/5G空口用戶(hù)面協(xié)議棧對(duì)比：5G用戶(hù)面新增615G

空口協(xié)議棧SDAP架構(gòu)：SDAP子層是通過(guò)RRC信令來(lái)配置的，SDAP子層負(fù)責(zé)將QoS流映射到對(duì)應(yīng)的DRB上。Copyrights?EFLAGCommunicationsConfidentialand

proprietary.195G空口協(xié)議棧SDAP架構(gòu)：SDAP子層是通過(guò)RRC信令來(lái)625G關(guān)鍵技術(shù)20覆蓋增強(qiáng)技術(shù)速率提升技術(shù)5G關(guān)鍵技術(shù)20覆蓋增強(qiáng)技術(shù)63覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦215G網(wǎng)絡(luò)頻譜增加帶寬是增加容量和傳輸速率最直接的方法，5G最大的帶寬將會(huì)達(dá)到1GHz?？紤]到目前頻率的占用情況，5G將不得不使用高頻進(jìn)行通信。覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦215G網(wǎng)絡(luò)頻譜64覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦5G網(wǎng)絡(luò)頻譜策略22覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦5G網(wǎng)絡(luò)頻譜策略2265高頻通信挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)：上下行覆蓋不均衡，頻段越高，上下行差異越明顯；導(dǎo)致上行覆蓋受限；TDD3.5G64T64R23FDD1.8G2T2R3.5GHzVS1.8GHzGap=

11.3dB覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦高頻通信挑戰(zhàn)TDD3.5G64T64R23FDD1.8G66覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦上下行解耦設(shè)計(jì)思路：NR中基站下行使用高頻段通信，上行根據(jù)UE的覆蓋情況，可以暫時(shí)占用LTE上行的部分頻率資源進(jìn)行通信。無(wú)需解耦24上下行解耦覆蓋增強(qiáng)技術(shù)-上下行解耦上下行解耦無(wú)需解耦24上下行解耦67速率提升技術(shù)-新波形F-OFDM新波形F-OFDMF-OFDM，即Filtered-OFDM，是一項(xiàng)基礎(chǔ)的波形，通過(guò)優(yōu)化濾波器、DPD數(shù)據(jù)預(yù)失真、射頻通道處理等技術(shù)，有效的提高系統(tǒng)帶寬的頻譜利用率及峰值吞吐量。與傳統(tǒng)的OFDM最大的區(qū)別就是“子載波帶寬”可以根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同業(yè)務(wù)的需求。4G(OFDM)：子載波帶寬固定為15KHz5G(F-OFDM)：子載波帶寬不固定，可靈活針對(duì)不同的QoS(服務(wù)質(zhì)量等級(jí))應(yīng)用25速率提升技術(shù)-新波形F-OFDM新波形F-OFDM2568速率提升技術(shù)-新編碼LDPC

&

Polar新編碼

LDPC

&

Polar信道編碼技術(shù)，就是為了克服無(wú)線(xiàn)信道可靠性差的問(wèn)題，在原始有用信息比特之外，增加一定比例的冗余比特，用于保護(hù)有用信息比特，提高信息傳遞的可靠性。5GeMBB業(yè)務(wù)信道：LDPC 控制信道：Polar26速率提升技術(shù)-新編碼LDPC&Polar新編碼LDPC69256QAM64QAM速率提升技術(shù)-新調(diào)制256QAM新調(diào)制

256QAM256QAM，即256階正交振幅調(diào)制，相對(duì)4G的64QAM承載6bit，采用256QAM可承載8bit，同樣的時(shí)頻資源塊上能容納更多數(shù)據(jù)，提升了空口吞吐量。256QAM理論峰值的頻譜效率比64QAM提升33%，相同頻譜效率下256QAM碼率更低。27256QAM64QAM速率提升技術(shù)-新調(diào)制256QAM新調(diào)制70Massive

MIMO概念即大規(guī)模天線(xiàn)陣列，當(dāng)前5G使用的是64T64R，通過(guò)更多的天線(xiàn)數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)靈活精準(zhǔn)的三維立體窄波束賦型，使得更多用戶(hù)復(fù)用無(wú)線(xiàn)時(shí)頻資源，達(dá)到提升覆蓋能力、系統(tǒng)容量、降低系統(tǒng)干擾的一種大規(guī)模陣列天線(xiàn)方案。速率提升技術(shù)-Massive

MIMO8T8R64T64R28MassiveMIMO概念速率提升技術(shù)-MassiveM71速率提升技術(shù)-Massive

MIMOMassive

MIMO增益28速率提升技術(shù)-MassiveMIMOMassiveMIM7264T64R/192陣子/垂直掃描35度以上速率提升技術(shù)-Massive

MIMOMassive

MIMO三維波束傳統(tǒng)BF波束只能在水平方向跟隨目標(biāo)UE調(diào)整方向；3DBF窄波束在水平和垂直方向都能隨著目標(biāo)UE調(diào)整位置；水平波束賦型三維波束賦型2964T64R/192陣子/垂直掃描35度以上速率提升技術(shù)-M速率提升技術(shù)-Massive

MIMOMassive

MIMO應(yīng)用場(chǎng)景話(huà)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域、密集城區(qū)、CBD場(chǎng)景、大型場(chǎng)館、高樓場(chǎng)景；Copyrights?EFLAGCommunicationsConfidentialand

proprietary.30速率提升技術(shù)-MassiveMIMOMassiveMIM速率提升技術(shù)-Massive

MIMO單用戶(hù)結(jié)合Massive

MIMO下行速率翻倍4G終端1T2R；5G終端2T4R。31速率提升技術(shù)-MassiveMIMO單用戶(hù)結(jié)合Massiv5G關(guān)鍵技術(shù)-總結(jié)325G關(guān)鍵技術(shù)上下行解耦、新波形、新編碼、新調(diào)制、Massive

MIMO5G關(guān)鍵技術(shù)-總結(jié)325G關(guān)鍵技術(shù)頻域資源-BWP33BWP基本定義-

BWP(Bandwidth

part)；網(wǎng)絡(luò)側(cè)給UE分配，是對(duì)應(yīng)特定載波和特定參數(shù)集的一組連續(xù)的CRB；-

UE級(jí)概念，不同UE可配置不同BWP，UE的所有信道資源配置均在BWP內(nèi)進(jìn)行分配和調(diào)度；-

UE可以配置多個(gè)BWP，但同時(shí)只能激活一個(gè)；不同BWP可以采用不同的參數(shù)集(SCS和CP)；BWP配置分類(lèi)-InitialBWP：UE初始接入階段使