5G解释:5G NR下行数据
从系列中:5 g教程
了解5G新无线电的下行数据传输。本视频介绍下行共享信道链,包括LDPC编码、物理下行共享信道链、层映射、如何为PDSCH传输分配资源元素,以及不同类型的PDSCH映射。对于小插槽或部分分配的插槽,使用特殊的PDSCH映射类型,这一特性可以减少5G NR传输的延迟。
视频还会经过MIMO预编码,尽管在下行链路上没有指定,但它是下行链的一个关键组件。
该视频包括一个示例演示,介绍了PDSCH资源分配选项和5G工具箱™中的映射。
视频最后简要介绍了一下传输块的大小。
这是我们“5G解释”系列的新一集。在本视频中,我们将讨论5G新无线电中的下行数据传输。我们将介绍下行共享信道链,其中包括LDPC编码、物理下行共享信道链、为PDSCH传输分配的资源元素、不同类型的PDSCH映射,最后简要介绍一下传输块大小。
下行共享通道(DL-SCH)是承载用户数据的通道。它还携带其他信息,例如不同类型的系统信息块或SIB。编码链包括常见的步骤,如CRC、代码块分割、速率匹配和连接——所有这些步骤我们都熟悉LTE。
与LTE的主要区别是使用LDPC编码。编码链的输出是一个码字。5G支持下行链路上向单个用户传输多达8层数据。这意味着可以同时传输多达8个流。这些流来自一个或两个码字——如果层数少于四层,则为一个码字;如果层数多于四层,则为两个码字。然后将编码的数据映射到物理下行共享通道或PDSCH。
在这里,您可以看到下行链路共享通道处理的每个阶段是如何映射到MathWorks 5G Toolbox中的函数的。您可以识别CRC编码、代码块分割、LDPC编码和速率匹配。
物理下行共享通道是高度可配置的,比LTE更可配置。下一张幻灯片我们会看到一些细节。它可以通过下行链路控制信息和无线资源控制进行配置,下行链路控制信息可以在不同槽位之间变化,无线资源控制也可以设置一些参数。与LTE相比,这没什么好惊讶的。
我们发现了置乱、调制、层映射、MIMO处理的预编码和资源映射。虽然这些都是已知的块,但还是有一些区别值得指出。主要的是,预编码步骤在标准中没有明确规定,尽管它完全被认为是存在的。详细的预编码将在本视频系列的另一集中讨论。
在这里,我们可以看到MathWorks 5G工具箱中完成下行数据处理的代码。PDSCH处理阶段突出显示,但您也可以看到DL-SCH阶段,以及插入解调参考信号(DM-RS)。5G NR在下行链路上使用与LTE完全相同的调制列表,从QPSK到256QAM。NR符号调制功能实现了5G NR的一次简单调制。
层映射是将一到两个码字映射到最多八层的操作。与LTE相比,这种操作有些简化,在LTE中,对于给定数量的层,您可以看到一个或两个码字。在5G NR中,如前所述,任何多达四层的东西都使用一个单码字。任何超过四层的东西都使用第二个码字。
映射非常直接——直接用于一层,也可用于两层。类似地,对于三层和四层,每组三或四个输入位被映射到一组三或四层。从5层到8层,这两个码字在不同的层之间被拆分,如图所示。
当一到两个码字映射到一到八层之间后,这些层进行预编码,有趣的是,这在下行标准中没有指定。预编码是使用带有预编码器的矩阵乘法将层映射到尽可能多的天线板上的操作。预编码的特殊情况是将一层映射到多个天线,从而实现波束形成。对于视距传输,这可能意味着瞄准一个特定的方向。
预编码的另一种情况是将几个层映射到多个天线。这种更普遍的情况有时被称为空间多路复用。5G预编码的一个关键方面是相关的解调参考信号(DM-RS)必须进行相同的预编码。因此,UE不需要知道预编码器,因为预编码器的影响包含在信道估计中。这就是为什么G节点b使用的确切预编码器没有在标准中指定。
然后将预编码器输出直接或间接地映射到物理资源块,我们将在接下来的两张幻灯片中看到。下行通道和信号,包括PDSCH和相关的DM- rs,共享UI DM网格。
PDSCH符号首先映射到虚拟资源块。当映射到网格时,PDSCH符号避免为其他目的保留的位置。这包括所有物理信号、DM-RS、信道状态信息参考信号(CSIRS)和相位跟踪参考信号(PTRS)。这还包括同步信号块(SSB)完全或甚至部分使用的任何资源块。ssb将在本系列视频的另一集中详细解释。
虚拟资源块到物理资源块的映射可以交错或不交错。非交错映射是将每个虚拟块直接映射到物理资源网格中的相同位置。交错映射通过在整个带宽部分上分配虚拟块来提供频率多样性。交织器粒度是两个或四个资源块。该方案将连续的虚拟资源块分配给PDSCH,这种模式很容易发出信号——只需要初始资源块和资源块的数量,同时仍然获得频率多样性。
这里我们看到两个PDSCH资源分配的实例。PDSCH可以跨越整个槽,如网格底部所示。它也可以使用插槽的一部分。这有时被称为“部分插槽分配”,与LTE相比,这是5G新无线电的新功能。你们可能还记得。LTE总是为PDSCH分配1毫秒的完整槽帧。
让我们通过使用MathWorks 5G Toolbox的用户界面来探索其中一些分配选项。在这里,我们看到10个子帧具有30千赫的子载波间距,这意味着总共有20个槽。PDSCH显示为蓝绿色或浅蓝色,这是我希望您在这里看到的。我们将在本系列的另一集“5G解释”中详细讨论其余的资源网格。
资源分配不一定是连续的,尽管在什么时候是连续的更容易表明。让它在0到20之间连续。我们可以看到PDSCH传输在前10个槽位,后面是5个空槽位。这是因为我们以15个槽为周期分配槽0到9。
让我们改变分配方式。现在,槽6、7和9没有PDSCH传输。最后,请注意,在每个插槽中,PDSCH只使用符号2到10。这称为部分槽分配。您可以选择分配完整的槽位,在这种情况下PDSCH传输之间没有中断。
PDSCH的参考信号显示为黄色。这些位置不能用于PDSCH映射。参考信号将在系列的另一集“5G解释”中详细讨论。
在这里,我们可以看到MathWorks 5G工具箱中可用的一些参数,用于指定一个或多个PDSCH。我们刚刚在实际示例中看到了这些参数如何影响PDSCH链。
正如我们刚才看到的,PDSCH插槽分配可以从插槽的开始或插槽的中间开始。这对应于两种不同的映射类型:映射类型A和映射类型b。严格来说,PDSCH映射类型只影响解调参考信号的位置。
对于映射类型A, DM-RS分配槽号2或3,而对于映射类型B, DM-RS分配在PDSCH分配的第一个符号中。映射类型A和B都支持完全槽位分配和部分槽位分配。然而,实际上,映射类型B是部分槽位分配的首选选项,特别是对于不在槽位开始处开始的传输。
在分配开始时使用DM-RS可以减少处理延迟,这对低延迟通信至关重要。我们将在“5G解释”系列的另一集中更详细地讨论DM-RS分配。
在结束本节时,我们将转向接收端,并探讨如何将传输块大小传递给接收端。接收端需要能够计算出传输块大小,以便执行反向速率匹配的LDPC解码。这一概念与LTE类似。
在“5G讲解”系列视频的另一期中,我们将解释下行控制信息是如何传输的。但重要的是要知道传输块大小本身没有信号。取而代之的是,一些不同的信息片段被发出信号。
它们包括调制编码方案,MCS,以及资源分配,即哪些资源块被分配给PDSCH,以及在OI-DM符号中分配的持续时间。5G NR使用基于公式的方法来计算传输块大小,而LTE使用许多表。
由于公式的定义方式(包括量化),所有这些参数都有几种稍有不同的配置,从而导致相同的传输块大小。这并不是一个问题,相反,这为操作员选择重传第一次没有通过的数据包的不同参数提供了更大的灵活性。
本集关于下行数据传输的“5G讲解”系列视频到此结束。
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