3GPP版本15概述

3GPP成员定期会面以合作并创建蜂窝通信标准。目前，3GPP正在定义5G的标准。3GPP由具有特定关注点的工作组组成。图1显示了3GPP的基本组织结构。例如，对于底层研究，测试由RAN1定义的物理(PHY)层、由RAN2定义的MAC层以及在某些情况下由RAN4定义的PHY层。

5G KPI和3GPP的时间表

国际电信联盟(ITU)对5G提出了要求，至少是三个关键指标(KPI):

■增强型移动宽带(eMBB):峰值数据速率>；10 Gb /秒

■大型机器类型通信(MMTC):接入密度>:1米/平方公里

■超可靠的低延迟通信(URLLC:)端到端延迟

下表是作为2020年5G最低要求的具体技术要求。

3GPP制定了自己的标准发布时间表，如图2所示，以确保4G和5G之间的版本以正常的速度进行，标准按时发布。自最初发布时间表以来，15标准的时间表一直在加速，但16标准计划在2020年与ITU的要求保持一致。

5G NR时间表

■2065 438+2007年3月，RAN # 75达成了总体进度计划。

■标准仍在进一步完善中。

■ RAN # 77已经采取了一些关键措施来确保满足该计划。

2018年6月RAN全体会议讨论了15版。然而，仍有一些问题需要处理，解决办法需要最后确定。计划延迟

计划2018二月讨论NR-NR双连(DC)。具体来说，计划讨论并确定DC方案4和7。图3显示了这两个选项的示意图。

版本15的详细概述

为5G定义一整套新标准是一项艰巨的任务。3GPP将5G标准分为两个版本:版本15(对应NR阶段1)和版本16(对应NR阶段2)。在NR阶段1，LTE和NR有一些相似之处，比如两者都使用正交频分复用(OFDM)。

但是，表2中也总结了这些差异。

要真正实现NR的完整版本，必须部署大量的新硬件。为了继续使用现有的硬件，提出了分阶段的办法。一个是非独立(Ns a)部署版本，将使用LTE核心网，另一个是独立(SA)部署版本，将使用NR核心网，完全独立于LTE核心网。

为了确保哪些设备可以相互通信，引入了一些新术语:

■LTE eNB-可以连接到EPC或当前LTE核心网络的设备。

■eLTE eNB——LTE eNB的演进，可连接到EPC和下一代核心。

■gNB -5G NR相当于LTE eNB。

■NextGen内核和gNB之间的NG接口

■核心网络和RAN之间的NG2控制平面接口(LTE中的S1-C)

■NG3-核心网络和RAN之间的用户平面接口(LTE中的S1-U)

图4和图5所示的3GPP TR 38.804(草案v0.4)中的三个图示出了5G NR的各种部署方案。

图4示出了在左图中可操作地连接到LTE EPC的NR gNB的辅助小区NSA的设置。右图是添加NextGen core的场景。ELTE eNB充当主设备。NR gNB处于NSA模式，在eLTE eNB和NR gNB之间有一个定义的数据流路径，其中NextGen core是主设备。图5显示了一个替代的部署场景，包括一个添加独立操作的分阶段发展。在开发这种分阶段的方法时，所有的部署类型可以同时运行。新部署的确切时间和阶段取决于每个网络提供商。

对于NSA操作，需要针对LTE和NR之间的双重连接进行协调的频率规划。表3显示了各种LTE频带如何对应于建议的NR频率范围。

NR的具体频段范围如上图所示，但频率还没有最终确定，尤其是对于mmWave。从2018年5月召开的RAN4会议来看，表4给出了讨论中的工作频段。值得注意的是增加了频段n261，更有趣的是删除了旧版中31.8 GHz-33.4 GHz的定义。

时分双工频段n259。这个频段本来叫研究频段，但是CEPT在2017165438+10月份把它从5G考虑频段中删除了。

对于其他频段，例如，我们正在积极研究使用24.25GHz至29.5GHz的5G NR..作为技术报告38.815的一部分，正在对其进行跟踪和积极更新。以下频率图摘自报告，提供了很好的直观视图，展示了各国感兴趣的5G频段情况。

NR的副载波结构是针对6 GHz以下频段和毫米波设计的。这是通过创建由整数n缩放基本子载波间隔(SCS)形成的多个数来实现的，其中15 kHz是基本子载波间隔(SCS), n？是2的整数倍。子载波结构的频段选择，可能的SCS是15 kHz到480 kHz。

并非所有频段的SCS选项都已确定。对于6 GHz以下，只使用15 kHz、30 kHz和60 kHz。6 GHz以上，还没定。候选的SCS是60 kHz、120 kHz和240 kHz，而480 kHz被标记用于将来的研究。将根据相位噪声模型、信道带宽、快速傅立叶变换(FFT)大小以及它们想要支持的服务(eMBB、URLLC或mMTC)来研究这些选项的可行性。这些SCS不适用于所有频带，但适用于一些公共或专用数据信道。表5总结了这些组合。

子载波结构的某些部分是灵活的，例如SCS，而其他部分是固定的。子帧持续时间固定为1ms，帧长为10 ms，给定子载波间隔为15kHz * 2n，则15kHz的每个符号(包括CP)的长度等于SCS的相应2n个符号的总和。与其他OFDM符号相比，0.5m中的第一个OFDM符号比16Ts长(假设15kHz，FFT大小为2048)。16 Ts用于第一个符号的CP。NR支持扩展CP。

在NR中，对于低于60kHz的子载波间隔，间隔被定义为7或14个OFDM符号，对于高于60kHz的子载波间隔，间隔被定义为14个OFDM符号。时隙可以包含所有下行链路、所有上行链路或者至少一个下行链路部分和至少一个上行链路部分。数据传输可以跨越多个间隔。图8示出了在频域和时域中使用混合计数的时隙中的示例子载波结构。

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NR调制和波形具有LTE的一些* * *特征，但它们旨在具有更高的频谱效率。NR支持QPSK、16 QAM和256 QAM，与LTE同星座。支持基于OFDM的波形。至少在40 GHz以上，支持Y的CP-OFDM波形的频谱利用率大于LTE，其中LTE的Y = 90%%。y定义为传输带宽配置/通道带宽* 100%。例如，仅对于上行链路，推荐的y是98%。也支持基于DFT-S-OFDM的波形，但仅限于单流传输。

基于CP-OFDM和DFT-S-OFDM的波形都是用户设备(UE)的必要选项。

NR定义了一个物理资源块(PRB)，其中每个PRB的子载波数量对于所有子载波结构都是相同的。每个PRB的子载波数量是N = 12。下面是一个图表。

NR不确定的部分是最大信道带宽。RAN1确定版本15中的最大通道带宽为400 MHz，但进一步研究如下:

-6 GHz以下频段:MHz -200 MHz范围

-高6 GHz频段:MHz-1 GHz范围

]-通过载波聚合支持最大信道带宽的可能性。

载波聚合允许使用大于最大信道带宽的频谱。这对毫米波特别有用，因为它有800 MHz和1.2 GHz宽的通道可用。表6显示了不同公司提出的每个频带的最大信道带宽。

多输入多输出(MIMO)是NR的关键组成部分。GNB每个极化有两个TxRU，连接到交叉极化的TX天线。GNB为下行链路数据传输(即，MIMO传输)选择每个天线极化上的模拟波束。UE设备应该能够检测吗？在每个极化的不同时间单位扫描多个Tx波束，然后选择一个确定为？每个天线上“最佳”波束的Tx波束。

NR中的同步由同步信号(SS)块、突发同步和突发同步集定义。NR-PSS、NR-SSS和/或NR-PBCH信号在SS块中发送。一个或多个SS块构成SS突发同步。一个或多个SS突发同步进一步构成SS突发同步集。从UE的角度来看，SS突发同步集传输是周期性的。这个概念最好用肉眼来描述。图11显示了SS突发同步的组成，图12显示了SS突发同步集的结构。

最后，为了完成版本15，NR的信道编码已经确定，它不同于数据和LTE的控制信道编码。LTE对数据信道使用turbo编码，而NR使用LDPC编码。对于下行链路控制信息(DCI)控制信道，LTE使用卷积编码，NR使用极化编码。这些编码技术是为eMBB用例定义的。也许将来在其他NR用例中可以使用不同的编码技术。

NR的信道编码技术应该支持灵活的信息块大小K和灵活的码字大小。码字的速率适配需要1比特粒度。NR数据信道的信道编码技术需要同时支持增量冗余(IR)和跟踪(C模式。对于使用重复/块编码的非常小的块长度，使用组合(CC)HARQ可能是优选的。

展望未来:R16的研究项目和趋势。

版本16的工作已经开始，一些趋势正在出现。越来越多的垂直行业支持，比如非地面网络(NTN)、车载应用(V2X)、公共安全和工业物联网(IoT)。对于NTN，需要修改NR版本15以支持卫星通信，尤其是毫米波频段。对于V2X，提出了对旁路链路(PC5)和接入网(Uu)接口的动态支持的进一步研究。正在为V2X使用场景定义新的评估方法，包括车辆队列、实现半自动或全自动驾驶的高级驾驶以及远程驾驶。其他趋势和开放研究项目包括非授权接入(NR-U)和增强型MIMO研究(尤其是>:6 GHz)、集成接入和回程(IAB)以及非正交多址(NOMA)技术。随着16版本工作的继续，其他应用和研究项目肯定会出现。考虑到使16版本成功所需的工作量，2020年5G的最终目标是雄心勃勃的。但是，如果我们保持15版本的速度，那么这可能是一个可以实现的目标。