5GNR学习笔记-理论

　5G NR 总体架构与物理层 1 NR 总体架构与功能划分 1.1 总体架构 NG-RAN 节点包含两种类型：

　gNB：提供 NR 用户平面和控制平面协议和功能 ng-eNB：提供 E-UTRA 用户平面和控制平面协议和功能 gNB与 ng-eNB 之间通过Xn 接口连接，gNB/ng-eNB 通过 NG-C接口与 AMF （Access and Mobiity Management Function）连接，通过 NG-U 接口与 UPF（User Pane Function）连接。

　5G 总体架构如下图所示，NG-RAN 表示无线接入网，5GC 表示核心网。

　1.2 功能划分 5G 网络的功能划分如下图所示。NG-RAN 包含 gNB 或 ng-eNB 节点，5G-C 一共包含三个功能模块：AMF，UPF和 SMF（Session Management Function）。

　1.2.1gNB/ng-eNB 小区间无限资源管理 Inter Cell Radio ResouRLCe Management（RRM）

　无线承载控制 Radio Bear（RB）Contro 连接移动性控制 Connection Mobiity Contro 测量配置与规定 Measurement Configuration and Provision 动态资源分配 Dynamic ResouRLCe Aocation 1.2.2AMF NAS 安全 Non-Access Stratum（NAS）

　Security 空闲模式下移动性管理 Ide State Mobiity Handing 1.2.3UPF 移动性锚点管理 Mobiity Anchoring PDU 处理（与 Internet 连接）PDU Handing 1.2.4SMF 用户 IP 地址分配 UE IP Address Aocation PDU Session 控制

　1.3 网络接口 1.3.1NG 接口 NG-U 接口用于连接 NG-RAN 与 UPF，其协议栈如下图所示。协议栈底层采用 UDP、IP 协议，提供非保证的数据交付。

　 NG-C 接口用于连接 NG-RAN 与 AMF，其协议栈如下图所示。在传输中，IP 协议为信令提供点对点传输服务。SCTP 保证信令的可靠交付。NG-C 接口有以下功能：

　NG 接口管理 UE 上下文管理 UE 移动性管理 NAS 信令传输 寻呼 PDU Session 管理 更换配置 警告信息传输

　 1.3.2Xn 接口 Xn-U 接口用于连接两个 NG-RAN 节点。Xn-U 接口协议栈如下图所示。GTP-U 基于 UDP、IP 网络之上，为数据提供非保证服务。Xn-U 主要包含两个功能：

　数据转发 流控制

　Xn-C 接口用于连接两个 NG-RAN 节点。IP 协议为信令提供点对点传输，SCTP 为信令提供可靠交付。Xn-C 接口主要包含以下功能：

　Xn 接口管理 UE 移动性管理，包括上下文传输和寻呼等 双链接

　 1.4 无线协议栈 NR 无线协议栈分为两个平面：用户面和控制面。用户面(User Pane, UP）协议栈即用户数据传输采用的协议簇，控制面(Contro Pane, CP)协议栈即系统的控制信令传输采用的协议簇。

　NR 用户面和控制面协议栈稍有不同，下面详细介绍。

　1.4.1 用户面 NR 用户平面相比 LTE 协议栈多了一层 SDAP 层，用户面协议从上到下依次是：

　SDAP 层：Service Data Adaptation Protoco PDCP 层：Packet Data Convergence Protoco RLC 层：Radio ink Contro MAC 层：Medium Access Contro PHY 层：Physica

　1.4.2 控制面 NR 控制面协议几乎与 LTE 协议栈一模一样，从上到下依次为：

　NAS 层：Non-Access Stratum RRC 层：Radio Resouce Contro PDCP 层：Packet Data Convergence Protoco RLC 层：Radio ink Con tro MAC 层：Medium Access Contro PHY 层：Physica

　 UE 所有的协议栈都位于 UE 内；而在网络侧，NAS 层不位于基站 gNB 上，而是在核心网的 AMF （Access and Mobiity Management Function）实体上。还有一点需要强调的是，控制面协议栈不包含 SDAP 层。

　2 物理层 2.1 波形、子载波&CP 配置和帧结构 NR 系统下行传输采用带循环前缀的（CP）的 OFDM 波形；上行传输可以采用基于 DFT 预编码的 OFDM 波形，也可以与下行传输一样，采用带 CP 的 OFDM 波形。

　NR 与 LTE 系统都基于 OFDM 传输。两者主要有两点不同：

　1. LTE 只支持一种子载波间隔 15KHz，而 NR 目前支持 5 种子载波间隔配置，LTE 一个常规子帧固定为两个时隙，

　一个时隙内固定 7 个符号； 2. LTE 上行采用基于 DFT 预编码的 CP-Based OFDM，而 NR 上行可以采用基于 DFT 预编码的 CP-Based OFDM，也可以采用不带 DFT 的 CP-Based OFDM。

　：5G NR 的基本时间单位。

　其中 ， 信道最大傅里叶变换的点数

　: 无线帧长度；值为 10ms 。

　NR 支持的载波间隔、CP 类型、对数据信道的支持如下表所示。

　NR 一共支持 5 种子载波间隔配置：15KHz、30KHz、60KHz、120KHz 和 240KHz。

　一共有两种 CP 类型，Norma 和 Extended（扩展型）。扩展型 CP 只能用在子载波间隔为 60KHz 的配置下。相对应的，LTE 的符号长度为 66.7us(不包括 CP)， NR 可以为 66.67us, 33.33us, 16.67us, 8.33us, 4.17us。

　其中，子载波间隔为 15KHz、30KHz、60KHz 和 120KHz 可用于数据传输信道；而 15KHz、30KHz、120KHz 和240KHz 子载波间隔可以用于同步信道。

　NR 中连续的 12 个子载波称为物理资源块（PRB），在一个载波中最大支持 275 个 PRB，即 275*12=3300 个子载波。

　上下行中一个帧的时长固定为 10ms，每个帧包含 10 个子帧，即每个子帧固定为 1ms。同时，每个帧分为两个半帧（5ms）。第一个半帧长 5ms、包含子帧#0~#4，第二个半帧长 5ms、包含子帧#5~#9；这部分的结构是固定不变的。可变的部分是每个子帧包含的符号数，由于子载波间隔是可变的，子载波间隔越大则每个符号的长度越短，而子帧长度是固定为 1ms 的，所以子载波间隔越大则一个子帧所包含的符号越多，计算公式为：

　=

　每个子帧包含若干个时隙，每个时隙固定包含 14 个 OFDM 符号（如果是扩展 CP，则对应 12 个 OFDM 符号）。因

　为每个子帧固定为 1ms，所以对应不同子载波间隔配置，每个子帧包含的时隙数是不同的。具体的个数关系如下表所示。[下表相比之前表格多了一个 u=5 项，但在 Re-15 中并不使用此选项]

　NR 的传输单位（TTI）为 1 个时隙。如上所述，对于常规 CP，1 个时隙对应 14 个 OFDM 符号；对于扩展 CP，1 个时隙包含 12 个 OFDM 符号。

　NR 的一个 subframe（1ms）内可以包含多个 slot，其配置如下表（这里列出 normal CP 的情况）：

　 注：NR 中 RE(Resource element)依然为频域上一个子载波与时域上一个符号的面积。这里我们假设 RE 是个长方形，随着 u 增大，长方形的宽加倍，长减半，面积不变。也就是说不同 u 值下，一个 RE 所占用的时频域资源面积是不变的。

　NR 的一个 subframe（1ms）内可以包含多个 slot，其配置如下表（这里列出 extended CP 的情况）：

　由于子载波间隔越大，对应时域 OFDM 符号越短，则 1 个时隙的时长也就越短。所以子载波间隔越大，TTI 越短，空口传输时延越低，当然对系统的要求也就越高。

　子载波的间隔最后协议定位 15KHz~240KHz，为什么不能小于 15KHz 或大于 240KHz 呢？相位噪声和多普勒效应决定了子载波间隔的最小值，而循环前缀 CP 决定了子载波间隔的最大值。我们当然希望子载波间隔越小越好，这样在带宽相同的情况下，能够传输更多的数据。但如果子载波间隔太小，相位噪声会产生过高的信号误差，而消除这种相位噪声会对本地晶振提出过高要求。如果子载波间隔太小，物理层性能也容易受多普勒频偏的干扰；如果子载波间隔的设置过大，OFDM 符号中的 CP 的持续时间就越短。设计 CP 的目的是尽可能消除时延扩展（delay spread），从而克服多径干扰的消极影响。CP 的持续时间必须大于信道的时延扩展，否则就起不到克服多径干扰的作用。因此选择15KHz~240KHz 都是技术和实现成本等一系列综合考虑的折中结果。

　2.2 带宽频点 在NR中，3GPP主要指定了两个频点范围。一个是我们通常称为Sub 6GHz，另一个是我们通常称为毫米波（Miimeter Wave）。Sub 6GHz 称为 FR1，毫米波称为 FR2。FR1 和 FR2 具体的频率范围如下表所示：

　对于不同的频点范围，系统的带宽和子载波间隔都所有不同。在 Sub 6GHz，系统最大的带宽为 100MHz 而在毫米波中最大的带宽为 400MHz。子载波间隔 15KHz 和 30KHz 只能用在 Sub 6GHz，而 120KHz 子载波间隔只能用在毫米波中，60KHz 子载波间隔可以同时在 Sub 6GHz 和毫米波中使用 2.3 物理层下行链路 2.3.1PDSCH Physica Downink Shared Channe / 下行共享物理信道 PDSCH 处理流程 1. 传输块 CRLC 添加（如果传输块长度大于 3824，则添加 24bit CRLC；否则添加 16bit CRLC）

　2. 传输块分段，各段添加 CRLC（24bit）

　3. 信道编码：LDPC 编码（低密度奇偶校验码）

　4. 物理层 HARQ 处理，速率匹配 5. 比特交织 6. 调制：QPSK, 16QAM, 64QAM 和 256QAM 7. 映射到分配的资源和天线端口 PDSCH 处理模型如下图所示：

　PDSCH 采用 LDPC 编码，LDPC 编码时需要选择相应的 Graph：Graph 1 或 Graph 2。Graph 的不同，简单理解就

　是编码时采用的矩阵不一样。Graph 的选择规则如下（A 为码块长度，R 为码率）：

　1. 如果 A<=292；或者 A<=3824 并且 R<=0.67 ；或者 R<=0.25，选择 Graph 2 2. 其他情况选择 Graph 1. 2.3.2PDCCH Physica Downink Contro Channe / 下行控制物理信道 物理下行控制信道（Physica Downink Contro Channe，PDCCH）用于调度下行的 PDSCH 传输和上行的 PUSCH传输。采用 Polar 码（极化码）信道编码方式，调制方式固定为 QPSK。

　PDCCH 上传输的信息称为 DCI（Downink Contro Information），包含 Format 0_0，Format 0_1，Format 1_0，Format 1_1，Format 2_0，Format 2_1，Format 2_2 和 Format 2_3 共 8 中 DCI 格式。

　1.Format0_0 用于同一个小区内 PUSCH 调度 2.Format0_1 用于同一个小区内 PUSCH 调度 3.Format1_0 用于同一个小区内 PDSCH 调度 4.Format1_1 用于同一个小区内 PDSCH 调度 5.Format2_0 用于指示 Solt 格式 6.Format2_1 用于指示 UE 那些它认为没有数据的 PRB(s) and OFDM 符号（防止 UE 忽略）

　7.Format2_2 用于传输 TPC（Transmission Power Contro）指令给 PUCCH 和 PUSCH 8.Format2_3 用于传输给 SRS 信号的 TPC，同时可以携带 SRS 请求

　一个 PDCCH 只能有一种格式的 DCI，1 个下行子帧上可以发送多个 PDCCH，上下行 DCI 都是通过下行 PDCCH 发送给 UE。

　注：Polar 码的理论基础就是信道极化。信道极化包括信道组合和信道分解部分。当组合信道的数目趋于无穷大时，则会出现极化现象：一部分信道将趋于无噪信道，另外一部 分则趋于全噪信道，这种现象就是信道极化现象。无噪信道的传输速率将会达到信道容量 I (W )，而全噪信道的传输速率趋于零。Polar 码的编码策略正是应用了这种现象的特性，利用无噪信道传输用户有用的信息，全噪信道传输约定的信息或者不传信息。

　 CCE 与聚合度

　 PDCCH 的逻辑资源组成单元是 CCE，1 个 CCE 对应 PRB 上的 6 个 REG。

　 一个 PDCCH 由 n 个连续 CCE 组成，n 称为聚合度(Aggregation Level)，n￠ {1,2,4,8,16}。

　PDCCH 的起始 CCE Index i：满足 i mod n=0。

　 5G NR CORESET 和 Search Space PDCCH Search Space 指示哪些下行资源块可能承载 PDCCH，UE 通过盲检搜索空间尝试解码 PDCCH 中的 DCI。

　在 LTE 中，只有搜索空间这个概念，并没有 CORESET 这个概念。下面简单分析下为什么要在 NR 中引入 CORESET这个概念。

　 在 LTE 系统中，PDCCH 在频域上占据整个频段，时域上占据每个子帧的前 1-3 个 OFDM 符号（起始位置固定为#0号 OFDM 符号）。也就是说，系统只需要通知 UE PDCCH 占据的 OFDM 符号数，UE 便能确定 PDCCH 的搜索空间。

　 而在 NR 系统中，由于系统的带宽（最大可以为 400MHz）较大，如果 PDCCH 依然占据整个带宽，不仅浪费资源，盲检复杂度也大。此外，为了增加系统灵活性，PDCCH 在时域上的起始位置也可配置。

　 也就是说在 NR 系统中，UE 要知道 PDCCH 在频域上的位置和时域上的位置才能成功解码 PDCCH。为了方便，NR系统将 PDCCH 频域上占据的频段&时域上占用的 OFDM 符号数等信息封装在 CORESET 中；将 PDCCH 起始 OFDM 符号编号以及 PDCCH 监测周期等信息封装在 Search Space 中。

　CORESET 在频域上有 个 RB，在时域上有 个 symbol 组成。RRC 层ControlResourceSet

　IE 中给出了具体配置。

　 ·ControlResourceSetId：CoreSet ID ·frequencyDomainResources：CORESET 频域资源，BIT STRING(SIZE(45)) ·duration：CORESET 连续符号数，取值范围在{1,2,3} ·cce-REG-MappingType：可以配置为交织映射或非交织映射方式 ·precoderGranularity：指示 DMRS 的预编码粒度是宽带预编码还是窄带预编码

　下图举例讲解 CCE-REG-Mapping 方法（Non-interleaved）

　 2.3.3PSS/SSS/PBCH Physica Broadcast Channe / 广播物理信道 SS Block(SSB)指的是 Synchronization Signal Block，实际上指 Synchronization/PBCH block 因为同步信号和PBCH 信道一直是打包在一起的. SSB 包括两个部分：

　 Synchronization Signal : PSS (Primary Synchronization Signal), SSS (Secondary Synchronization Signal)

　 PBCH : PBCH DMRS and PBCH (Data) NR 包含两种同步信号：主同步信号（Primary Synchronization Signa，PSS）和辅同步信号（Secondary Synchronization Signa, SSS）。

　PSS 和 SSS 信号各自占用 127 个子载波。PBCH 信号横跨 3 个 OFDM 符号和 240 个子载波，其中有一个 OFDM 符号中间 127 个子载波被 SSS 信号占用。

　1、SS/PBCH 占 4 个 OFDM symbol，包括 240 个连续子载波（编号 0-239），即 20 个 RB。

　2、UE 可以设置 RE 为 0。

　3、有两类 SS/PBCH：Type A 和 Type B 时频位置如下图

　NR 系统中一共定义了 1008 个小区 ID：

　。

　即 336 个小区组 ID，每个小区组由 3 个组内小区组成。

　PSS 信号产生时需要利用小区组内 ID，产生公式如下图所示：

　SSS 信号产生时需要小区组 ID 和小区组内 ID，产生公式如下图所示：

　 为了形象表示表格中时频资源，见下图。PBCH DMRS 是随着小区 ID 变化的：

　PBCH 信道编码方式为 Polar 编码，调制方式为 QPSK。PBCH 物理层处理模型如下图所示：

　2.4 物理层上行链路 2.4.1 传输方案 NR 上行包含两种传输方案：基于码本的传输和非码本传输。

　基于码本的传输：gNB 在 DCI 携带一个预编码矩阵指示 PMI（Precoding Matrix Indicator）。UE 使用 PMI 指示的矩阵对 PUSCH 进行预编码。对于非码本传输，UE 根据 DCI 中的 SRI 确定对应的预编码矩阵。

　2.4.2PUSCH Physica Upink Shared Channe / 上行共享物理信道 PUSCH 的处理流程如下图所示：

　传输块添加 CRLC（TBS 大于 3824 时添加 24bit CRLC；否则添加 16bit CRLC）

　1.码块分段及各段 CRLC 添加 2.信道编码：LDPC 编码 3.比特级交织 4.调制方式：Pi/2 BPSK（仅当进行 Transform Precoding 时可采用）, QPSK, 16QAM, 64QAM 和 256QAM

　5.层映射，Transform Precoding（需上层配置确定是否进行），预编码 6.映射到相应的资源和天线端口

　 PUSCH 处理模型如下图所示：

　PUSCH 采用 LDPC 编码，LDPC 编码时需要选择相应的 Graph：Graph 1 或 Graph 2。Graph 的不同，简单理解就是编码时采用的矩阵不一样。Graph 的选择规则如下（A 为码块长度，R 为码率）：

　1. 如果 A<=292；或者 A<=3824 并且 R<=0.67 ；或者 R<=0.25，选择 Graph 2 ２.其他情况选择 Graph 1.

　 2.4.3PUCCH Physica Upink Contro Channe / 上行控制物理信道 PUCCH 携带上行控制信息（Upink Contro Information，UCI）从 UE 发送给 gNB。根据 PUCCH 的持续时间和 UCI 的大小，一共有 5 种格式的 PUCCH 格式：

　1.格式 1：1-2 个 OFDM，携带最多 2bit 信息，复用在同一个 PRB 上 2.格式 2：1-2 个 OFDM，携带超过 3bit 信息，复用在同一个 PRB 上 3.格式 3：4-14 个 OFDM，携带最多 2bit 信息，复用在同一个 PRB 上

　4.格式 4：4-14 个 OFDM，携带中等大小信息，可能复用在同一个 PRB 上 5.格式 5：4-14 个 OFDM，携带大量信息，无法复用在同一个 PRB 上 不同格式的 PUCCH 携带不同的信息，对应的底层处理也有所差异，此处不展开介绍。

　 UCI 携带的信息如下：

　1. CSI（Channe State Information）

　2. ACK/NACK 3. 调度请求（Scheduing Request）

　PUCCH 大部分情况下都采用 QPSK 调制方式，当 PUCCH 占用 4-14 个 OFDM 且只包含 1bit 信息时，采用 BPSK调制方式。PUCCH 的编码方式也比较丰富，当只携带 1bit 信息时，采用 Repetition code（重复码）；当携带 2bit 信息时，采用 Simpex code；当携带信息为 3-11bit 时，采用 Reed Muer code；当携带信息大于 11bit 时，采用的便是著名的 Polar 编码方式。

　2.4.4PRACH Physica Random Access Channe / 随机接入信道 NR 支持两种长度的随机接入（Random Access ）前缀。长前缀长度为 839，可以运用在 1.25KHz 和 5KHz 子载波间隔上；短前缀长度为 139，可以运用在 15KHz，30KHz，60KHz 和 120KHz 子载波间隔上。长前缀支持基于竞争的随机接入和非竞争的随机接入；而短前缀只能在非竞争随机接入中使用。

　5G NR Reference Signa（参考信号）

　NR 中参考信号变化 没有 CRS (Ce Specific Reference Signa) 新增 Phase Tracking Reference Signa, PBCH Reference Signa, Time/Frequency Tracking Reference Signa Reference Signa ist

　 CSI-RS:Channe State Information Reference Signal，信道状态参考信号。无线信道条件可能不断变化，UE 需要将其看到的下行信道条件通过 CSI 反馈给 eNodeB，以便 eNodeB 在下行调度时将信道质量考虑在内。

　CSI 通过 PUCCH 或者 PUSCH 传输. 不同于 4G LTE，5G NR 不使用 Ce-specific RSs（CRS）；所有的 RS 都是 UE- specific RSs。

　 4G LTE 只在上行链路使用 DMRS，但是由于 5G NR 没有 CRS，因此其下行链路也需要用到 DMRS。

　 PT-RS 用于校正由于晶振相位误差引起的干扰。

　CSI-RS 用于获取下行链路的 CSI（channe-stateinformation）信息；同一个无线资源单位上，不会同时传输 CSI-RS 和 DMRS。

　DM-RS：Demoduation reference signas / 解调参考信号 PT-RS：Phase-tracking reference signas / 位相跟踪参考信号 SRS：Sounding reference signa / 探测参考信号 CSI-RS：Channe-state information reference signa / 信道状态信息参考信号 PSS：Primary synchronization signa /主同步信号 SSS：Secondary synchronization signa / 辅同步信号 2.5 传输信道 传输信道描述“信息该怎么传输”这个特性，下面我们会提到逻辑信道描述的则是“传输的是什么信息”。每个传输信道规定了信息的传输特性。

　 下行传输信道包括：

　1. 广播信道（Broadcast Channe, BCH）

　固定的，预先定义好的传输格式

　 在整个小区中广播 2. 下行共享信道（Downink Shared Channe，D-SCH）

　支持 HARQ

　支持链路动态自适应，包括调整编码、调制方式和功率等

　支持在整个小区中广播

　可以使用波束赋形

　UE 支持非连续性接收（为了节能）

　3. 寻呼信道（Paging Channe,PCH）

　UE 支持非连续性接收（为了节能）

　需要在整个小区中广播

　映射到物理资源上（可能会动态地被其他业务和控制信道占用）

　 上行传输信道包括：

　1.

　上行共享信道（Upink Shared Channe，U-SCH）

　可以使用波束赋形

　支持链路动态自适应，包括调整编码、调制方式和功率等

　支持 HARQ

　支持动态和半动态资源分配 2.

　随机接入信道（Random Access Channe，RACH）

　仅限传输控制信息

　有碰撞的风险 物理信道和信号资源位置 8:2

　5ms 资源分布图

　 5G NR MCG，SCG，PCell，PSCell，SCell，sPCell 概念 首先澄清 MCG 和 SCG 两个概念。MCG 和 SCG 的全称如下：

　MCG：Master Ce group，主小区组 SCG：Secondary Ce group，辅小区组 MCG 和 SCG 是双链接（DC，Dua connectivity）下的概念，可以简单理解为 UE 首先发起随机接入（RACH）的Cell 所在的 Group 就是 MCG。如果没有进行双链接，也就没有 MCG 和 SCG 的概念。或者也可以理解为，如果没有进行双链接，那么该小区组就对应 MCG。

　假设现在进行了双链接，那么我们就有了 MCG 和 SCG 的概念。现在澄清 PCe，SCe，PSCe 这三个概念。

　PCe：Primary Ce，主小区 SCe：Secondary Ce，辅小区 PSCe：Primary Secondary Ce，主辅小区 在 MCG 下，可能会有很多个 Ce，其中有一个用于发起初始接入的小区，这个小区称为 PCe。顾名思义，PCe 是 MCG里面最“主要”的小区。MCG 下的 PCe 和 MCG 下的 SCe 通过载波聚合（CA，Carrier aggregation）技术联合在一起。

　同样地，在 SCG 下也会有一个最主要的小区，也就是 PSCe，也可以简单理解为在 SCG 下发起初始接入的小区。SCG下的 PSCe 和 SCG 下的 SCe 也是通过 CA 技术联合在一起。

　因为很多信令只在 PCe 和 PSCe 上发送，为了描述方便，协议中也定义了一个概念 sPCe（specia Ce）, sPCe = PCe + PSCe。

　5G NR 的 MAC RLC PDCP SDAP 1 层 2 功能介绍

　 NR 层 2 包含 SDAP、PDCP、RLC 和 MAC 层。

　2 MAC 层 2.1 MAC 层实体

　 MAC 层实体如下图所示：

　 当配置了双链接时，MCG 和 SCG 的 MAC 层实体如下图所示：

　2.2 服务和功能

　 1.逻辑信道与传输信道之间的映射

　2.复用、解复用：将来自一个或多个逻辑信道的 MAC SDU 复用到一个传输块并传递给 PHY；将从物理层传来的传输块解复用成多个 MAC SDU 并传递给一个或多个逻辑信道

　 3.报告调度信息

　 4.通过 HARQ 进行错误纠正（在载波聚合中，每个载波对应一个 HARQ 实体）

　 5.通过动态调度管理用户间的优先级

　 6.逻辑信道优先级管理

　 7.填充 2.3 逻辑信道

　 逻辑信道根据传输信息的类型来区分。逻辑信道主要分为两类：控制信道和业务信道。

　 控制信道用于传输控制平面的信息，包含以下逻辑信道：

　 1.Broadcast Contro Channe (BCCH)：用于广播系统控制信息的下行信道

　 2.Paging Contro Channe (PCCH)：用于转发寻呼消息和系统信息变更的下行信道

　 3.Common Contro Channe (CCCH)：当 UE 与网络没有建立 RRLC Connection 时，UE 与网络间传输控制信息的信道

　 4.Dedicated Contro Channe (DCCH)：当 UE 与网络已经建立 RRLC Connection 时，UE 与网络间传输控制信息的一对一信道

　 业务信道用于传输用户平面的信息，包含以下逻辑信道：

　 1.DedicatedTraffic Channe (DTCH)：一对一信道，指向一个 UE，传输 UE 的业务数据，在上下行中都存在 2.4 逻辑信道&传输信道&物理信道映射

　 逻辑信道按照传输信息类型区分，所以不存在上下行。传输信道按照信息怎么传输区分，所以区分上下行传输信道。

　2.5 HARQ

　 HARQ 保证物理层对等实体间传输的准确性。当没有空分复用时，一个 HARQ 进程处理一个传输块；当配置空分复用时，一个 HARQ 进程可以处理一个或多个传输块。

　2.6 RNTI 类型及数值

　3 RLC 层 3.1 传输模式&传输实体

　 与 LTE 系统一样，NR RLC 也包含三种传输模式：

　 1.TransparentMode (TM)

　 2.UnacknowedgedMode (UM)

　3.AcknowedgedMode (AM)

　 每个逻辑信道对应一种 RLC 配置，RLC 配置和 ARQ 都不依赖于物理层子载波间隔、CP 类型和 TTI 长度等。

　 1.SRB0 承载、寻呼和系统信息广播采用 TM 传输模式

　 2.其他 SRB 承载采用 AM 传输模式

　 3.DRB 承载可以采用 AM 或 UM 模式

　 TM 传输模式包含两个实体：发送实体和接收实体；

　 UM 传输模式包含两个实体：发送实体和接收实体；

　 AM 传输模式只包含一个实体：发送与接收在同一个实体中（方便 ARQ 处理）。

　3.2 服务和功能

　 1.传输上层的 PDU

　 2.编号（与 PDCP 层编码独立）（UM 与 AM 模式）

　 3.通过 ARQ 纠错（AM 模式）

　4.对 RLC SDU 进行分割（UM 与 AM 模式）和重分割（AM 模式重传时）

　 5.重组 RLC SDU（UM 与 AM 模式）

　 6.重复检测（根据编号进行，AM 模式）

　 7.RLCSDU 丢弃（UM 与 AM 模式）

　 8.RLC 层重建

　 9.协议错误检测（AM 模式）

　3.3 TM 模式

　 TM 模式不对传入 RLC 的 SDU 做任何处理，直接透传。TM 模式传输的 PDU 称为 TMD PDU。

　 TM 模式可以从下列逻辑信道中接收或者发送 RLC PDU：BCCH，D/U CCCH 和 PCCH

　3.4 UM 模式

　 UM 模式可以从下列逻辑信道中接收或者发送 RLC PDU：D/U DTCH。UM 模式传输的 PDU 称为 UMD PDU。

　 UM 发送实体为 RLC SDU 添加协议头；如果需要，还需对 RLC SDU 进行分割（没看到有拼接这一条），然后更新协议头。

　 UM 接收实体探测 RLC SDU 是否丢失；重组 RLC SDU 并把 RLC SDU 传输给上层；丢弃无法重组为 RLC SDU 的UMD PDU。

　UM 模式接收侧维护一个接收窗口。

　3.5 AM 模式

　 AM 模式可以从下列逻辑信道中接收或者发送 RLC PDU：D/U DTCH D/U DCCH。AM 模式传输的数据 PDU 称为AMD PDU；控制 PDU 称为 STATUS PDU。

　 AM 发送实体为 RLC SDU 添加协议头；如果需要，还需对 RLC SDU 进行分割（没看到有拼接这一条），然后更新协议头。AM 发送实体支持 ARQ 重传，当重传的 RLC SDU 大小与 MAC 指示的大小不符时，可以对 RLC SDU 进行分割或者重分割。

　 AM 接收实体：探测 AM PDU 是否重复接收并丢弃重复的 AM PDU；检测丢失的 AM PDU 并请求重传；恢复 RLC SDU 并提交给上层。

　 AM 模式发送的优先级：Contro RLC PDU > 重传 PDU > 普通 PDU

　 AM 模式发送侧和接收侧都维持一个窗口。

　 3.6 RLC 实体操作 3.6.1RLC Entity Estabishment

　 当上层要求 RLC 创建一个 RLC 实体时，UE 应当：

　 1.创建一个 RLC 实体

　 2.将 RLC 实体参数初始化

　 3.开始数据接收 3.6.2RLC Entity Re-Estabishment

　 当上层要求 RLC 实体重建时，UE 应当：

　 1.丢弃所有的 RLC SDU, RLCSDU 分段，RLC PDU 等

　2.停止并重置所有的 Timer

　 3.将 RLC 实体参数初始化 3.6.3RLC Entity Release

　 1.丢弃所有的 RLC SDU, RLCSDU 分段，RLC PDU 等

　 2.释放 RLC 实体 3.7 ARQ

　 1.RLC 根据 RLC Status Report 重传 RLC PDU 或者 RLC PDU 的分段

　 2.可以根据需要请求 RLC Status Report

　 3.RLC 接收侧也能发起 RLC Status Report 请求

　 AM RLC 实体通过 STATUS PDU 给对等的 AM RLC 实体提供 ACK/NACK。在下列情况下，AM RLC 实体将发送STATUS PDU：

　 1. 收到来自对等 AM RLC 实体的 Poing

　 2. 检测到 AM PDU 接收失败 4 PDCP 层 4.1 架构和实体

　 PDCP 层为映射为 DCCH 和 DTCH 逻辑信道的无线承载提供传输服务。每个无线承载对应一个 PDCP 层实体，每个PDCP 层对应 1 个，2 个，或者 4 个 RLC 实体（根据单向传输/双向传输，RB 分割/不分割，RLC 模式等确定）。

　 如果 RB 不分割，则一个 PDCP 实体对应 1 个 UM RLC（单向），或者 2 个 UM RLC 实体（双向各一个），或者 1 个AM RLC 实体。如果 RB 分割，则一个 PDCP 实体对应 2 个 UM RLC（单向），或者 4 个 UM RLC 实体（双向各一个），或者 2 个 AM RLC 实体

　 PDCP 实体的结构图如下所示：

　 每个 PDCP 实体对应一个无线承载。同时，每个 PDCP 层都包含控制平面和用户平面，根据无线承载携带的信息确定相应的平面。如果存在 RB 分割，则添加 Routing 和 Dupication 功能。

　 4.2 功能 4.2.1 用户面服务和功能

　 1. 编号

　 2. 头压缩和解压缩（ROHC 算法）

　 3. 传输用户数据

　 4. 重排序和重复检测

　 5. PDCP PDU 路由（当存在 Bear Spit 时）

　 6. PDCP SDU 重传

　 7. 加密、解密和完整性保护

　 8. PDCP SDU 丢弃

　 9.PDCP 重建、为 RLC AM 恢复数据

　 10. PDCP PDU 复制 4.2.2 控制平面功能

　 1. 编号

　 2. 加密、解密和完整性保护

　 3. 传输控制面数据

　 4. 重排序和重复检测

　 5.PDCP PDU 复制

　PDCP 层加密功能只对 Data 部分（不包含 SDAP 协议头）进行。携带 SRB 的 Data PDU 必须进行完整性保护，携带 DRB 的 Data PDU 根据配置需要进行完整性保护。

　 PDCP 层维护两个 Timer。PDCP 发送端的 Timer 为：discardTimer；PDCP 接收端的 Timer 为 t-Reordering。

　 当某个 PDU SDU 对应的 discardTimer 超时，或者已经收到该 PDCP SDU 成功接收的 Status Report，PDCP 需要将该 PDCP SDU 以及相应的 PDCP Data PDU 放弃。t-Reordering 则用于探测 PDCP Data PDU 是否成功接收。

　4.3 流程 4.3.1PDCP Entity Estabish

　 当上层通知 PDCP 层建立 PDCP 实体时，UE 需要：

　 1. 为无线承载建立一个 PDCP 实体

　 2. 初始化 PDCP 实体的参数

　 3. 开始数据传输 4.3.2PDCP Entity Re-Estabish

　 当 PDCP 收到上层重建指令时，PDCP 发送实体需要：

　 1. SRB：丢弃所有存储的 PDCP SDU 和 PDCP PDU

　 2. UM DRB：对于那些已经分配 SN 但还没有传输给下层的 PDCP SDU，按照 SN 递增的顺序将这些 PDCP SDU 传输后再开始 PDCP Entity Re-Estabish

　 3. AM DRB：从第一个还没收到 ARQ 反馈的 PDCP SDU 开始，执行重传并把所有已存的 PDCP SDU 按照 SN 递增的顺序发送；发送完之后再开始 DCP Entity Re-Estabish

　当 PDCP 收到上层重建指令时，PDCP 接收实体需要：

　 1．SRB：丢弃所有缓存的 PDCP SDU 和 PDCP PDU

　 2．DRB：简单来说，将存储的 PDCP SDU 按照递增的顺序传输给上层

　4.3.3PDCP Entity Reease

　 1. 在 PDCP 发送实体中，丢弃所有缓存的 PDCP SDU 和 PDCP PDU

　 2. 对于 UM DRB 和 AM DRB，按照递增的顺序将缓存的 PDCP SDU 传递给上层

　 3. 为无线承载释放 PDCP 实体

　 5 SDAP 层

　 每个 PDU Session 对应一个 SDAP 实体：

　 1. QoS 流与无线承载之间的映射

　 2.在上下行数据包中标识 QoS fow ID (QFI) 6 层 2 数据流

　 下图总结层 2 中各层的数据流。

　5G NR BWP 介绍 根据 3GPP 最新的进度安排，5G NR 协议将分为三个阶段：NSA，SA 和 ate Drop。

　NSA：Non-stand aone 部署，即以 LTE 为锚点，NR 与 LTE 双链接。NSA 的标准化工作基本在 2017 年 12 月冻结。

　 SA: Stand aone 部署，5G 网络（包括核心网和无线接入网）独立部署，这也是 5G 部署的终极目标。3GPP 计划在2018 年 6 月完成 SA 的主要标准化工作。

　 ate drop:在 SA 基础上添加新的功能，如 NR-NR 双链接等。

　1 BWP 背景

　 5G 的频点分为两部分：FR1（f < 6GHz，低频）和 FR2（f > 6GHz，高频、毫米波）。FR1 的带宽可以是 5MHz，10MHz，15MHz，20MHz，25MHz，30MHz，40MHz，50MHz，60MHz，80MHz 和 100MHz。FR2 的带宽可以是50MHz，100MHz，200MHz 和 400MHz 等。

　5G 的带宽最小可以是 5MHz，最大能到 400MHz。如果要求所有终端 UE 都支持最大的 400MHz，无疑会对 UE 的性能提出较高的要求，不利于降低 UE 的成本。同时，一个 UE 不可能同时占满整个 400M 带宽，如果 UE 采用 400M 带宽对应的采样率，无疑是对性能的浪费。此外，大带宽意味着高采样率，高采样率意味着高功耗。

　在上面这样的大背景下，BWP 技术完美的解决了上述问题。

　2 BWP 技术 2.1 技术原理

　 BWP，英文全称为 Bandwidth Part，即一部分带宽。我们有时也用 Bandwidth Adaptation 指代这个技术，即带宽自适应变化。

　 在 LTE 中，UE 的带宽跟系统的带宽保持一致，解码 MIB 信息配置带宽后便保持不变。

　 在 NR 中，UE 的带宽可以动态的变化。如下图为例来解释 BWP。第一个时刻，UE 的业务量较大，系统给 UE 配置一个大带宽（BWP1）；第二时刻，UE 的业务量较小，系统给 UE 配置了一个小带宽（BWP2），满足基本的通信需求即可；第三时刻，系统发现 BWP1 所在带宽内有大范围频率选择性衰落，或者 BWP1 所在频率范围内资源较为紧缺，于是给 UE

　配置了一个新的带宽（BWP3）。

　 UE 在对应的 BWP 内只需要采用对应 BWP 的中心频点和采样率即可。而且，每个 BWP 不仅仅是频点和带宽不一样，每个 BWP 可以对应不同的配置。比如，每个 BWP 的子载波间隔，CP 类型，SSB（PSS/SSS PBCH Bock）周期等都可以差异化配置，以适应不同的业务。

　2.2 技术优势

　 BWP 的技术优势主要有四个方面：

　 1. UE 无需支持全部带宽，只需要满足最低带宽要求即可，有利于低成本终端的开发，促进产业发展；

　 2.当 UE 业务量不大时，UE 可以切换到低带宽运行，可以非常明显的降低功耗；

　 3. 5G 技术前向兼容，当 5G 添加新的技术时，可以直接将新技术在新的 BWP 上运行，保证了系统的前向兼容；

　 4.适应业务需要，为业务动态配置 BWP。

　不过世界上没有完美的技术，任何技术都有自身的优势和劣势。BWP 虽然能给 5G 带来很多灵活性、降低功耗等，但 BWP 也使 5G 系统的设计更加复杂。

　3 BWP 类别

　 在 NR FDD 系统中，一个 UE 最多可以配置 4 个 D BWP 和 4 个 U BWP。在 NR TDD 系统中，一个 UE 最多配置 4个 BWP Pair。BWP Pair 是指 D BWP ID 和 U BWP ID 相同，并且 D BWP 和 U BWP 的中心频点一样，但是带宽和子载波间隔可以不一致。

　 BWP 主要分为两类：Initia BWP 和 Dedicated BWP。Initia BWP 主要用于 UE 接收 RMSI、OSI 发起随机接入等。而 Dedicated BWP 主要用于数据业务传输，Dedicated BWP 的带宽一般比 Initia BWP 大。

　 5G 的 8 大组网选项

　5G 协议下载地址及介绍 5G 协议下载地址

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