5G系列协议--3GPP--Release 16--TS 38.201--NR:物理层；总体描述
- 1.范围
- 2.缩写
- 3.layer 1的一般描述
- 3.1 与其他layer的关系
- 3.1.1 一般协议体系结构
- 3.1.2 服务提供给更高的层
- 3.2 概述
- 3.2.1 多路访问(Multiple access)
- 3.2.2 物理信道与调制(Physical channels and modulation)
- 3.2.3 信道编码(Channel coding)
- 3.2.4 物理层过程(Physical layer procedures)
- 3.2.5 物理层测量(Physical layer measurements)
1.范围
本文件提供了NR无线电接口物理层的一般描述。本文件还描述了3GPP物理层规范的文档结构，即TS 38.200系列。
2.缩写
| 缩写 | 全称 |
|---|---|
| BPSK | Binary Phase Shift Keying |
| CP | Cyclic Prefix |
| DFT-s-OFDM | Discrete Fourier Transform-spread-Orthogonal Frequency Division Multiplexing |
| DU | Distributed Unit |
| E-UTRA | Evolved Universal Terrestrial Radio Access |
| FDD | Frequency Division Duplex |
| FEC | Forward Error Correction |
| HARQ | Hybrid Automatic Repeat Request |
| IAB | Integrated access and backhaul |
| LDPC | Low Density Parity Check |
| MAC | Medium Access Control |
| MIMO | Multiple Input Multiple Output |
| MT | Mobile Termination |
| OFDM | Orthogonal Frequency Division Multiplexing |
| PBCH | Physical Broadcast Channel |
| PDCCH | Physical Downlink Control Channel |
| PDSCH | Physical Downlink Shared Channel |
| PRACH | Physical Random Access Channel |
| PSBCH | Physical Sidelink Broadcast Channel |
| PSCCH | Physical Sidelink Control Channel |
| PSFCH | Physical Sidelink Feedback Channel |
| PSSCH | Physical Sidelink Shared Channel |
| PUCCH | Physical Uplink Control Channel |
| PUSCH | Physical Uplink Shared Channel |
| QAM | Quadrature Amplitude Modulation |
| QPSK | Quadrature Phase Shift Keying |
| RLC | Radio Link Control |
| RRC | Radio Resource Control |
| SAP | Service Access Point |
| SRS | Sounding reference signal |
| TDD | Time Division Duplex |
| UE | User Equipment |
3.layer 1的一般描述
3.1 与其他layer的关系
3.1.1 一般协议体系结构
本规范中描述的无线电接口包括用户设备(UE)和gNB之间、gNB之间、IAB-node DU和IAB-node MT/UE之间以及UEs之间的接口。无线电接口由第一层、第二层和第三层组成。TS 38.200系列描述了第1层(物理层)规范。在38.300系列中描述了第2层和第3层。
图1显示了物理层(第1层)周围的NR无线电接口协议体系结构，物理层与第2层的介质访问控制(MAC)子层和第3层的无线电资源控制(RRC)层进行接口。不同层/子层之间的圆圈表示服务访问点(SAPs)。物理层提供到MAC的传输通道。传输通道的特征是信息如何通过无线电接口传输。MAC为第2层的无线链路控制(RLC)子层提供了不同的逻辑通道。逻辑信道的特征是所传输的信息的类型。
3.1.2 服务提供给更高的层
物理层向更高的层提供数据传输服务。对这些服务的访问是通过MAC子层使用传输通道实现的。
3.2 概述
3.2.1 多路访问(Multiple access)
NR物理层的多址接入方案基于正交频分复用(OFDM)和循环前缀(CP)。对于上行链路，还支持带CP的离散傅里叶变换-扩展- ofdm (DFT-s-OFDM)。为了支持成对和非成对的频谱传输，同时启用了频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。
第1层是基于资源块以一种与带宽无关的方式定义的，这使得NR第1层能够适应各种频谱分配。一个资源块跨越12个子载波，具有给定的子载波间隔。
该无线电帧的持续时间为10ms，由10个子帧组成，子帧的持续时间为1ms。子帧由一个或多个相邻的槽组成，每个槽有14个相邻的符号。
3.2.2 物理信道与调制(Physical channels and modulation)
在下行链路中定义的物理通道为:
-物理下行共享通道(PDSCH)
-物理下行控制通道(PDCCH)
-物理广播信道(PBCH)
上行链路中定义的物理通道为:
-物理随机存取通道(PRACH)
-物理上行共用通道(PUSCH)
-和物理上行控制通道(PUCCH)
在旁轴上定义的物理通道有:
-物理旁接广播频道(PSBCH)
-物理旁接控制通道(PSCCH)
-物理旁临反馈通道(PSFCH)
-物理侧链共享通道(PSSCH)
另外，还将信号定义为参考信号、主同步信号和次同步信号。所支持的调制方案为：
在下行支持：QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM
在上行支持：QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM for OFDM with a CP and π/2-BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM and 256QAM for DFT-s-OFDM with a CP
3.2.3 信道编码(Channel coding)
传输块的信道编码方案是准循环LDPC码，每个基图分别有2个基图和8组奇偶校验矩阵。一个基图用于大于一定大小的代码块或初始传输码率高于阈值的代码块;否则，将使用另一个基图。在LDPC编码之前，对于大的传输块，传输块被分割成多个大小相同的代码块。用户交换机和控制信息信道编码方案是基于嵌套序列的极性编码。速度匹配采用穿孔、缩短和重复。
3.2.4 物理层过程(Physical layer procedures)
涉及到几个物理层过程。物理层所涵盖的此类程序为:
- Cell search
- Power control
- Uplink synchronisation and Uplink timing control
- Random access related procedures
- HARQ related procedures
- Beam management and CSI related procedures
- Sidelink related procedures
- Channel access procedures
通过对物理层资源在频域、时间域和功率域的控制，在NR中提供了对干扰协调的隐式支持。
3.2.5 物理层测量(Physical layer measurements)
无线电特性由UE和网络测量，并向更高层报告。这些包括，例如频率内和频率间切换、RAT切换、定时测量和RRM的测量。inter-RAT切换的测量值定义为支持切换到E-UTRA。
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