5G(NR)无线系统支持终端(UE)进行载波聚合(CA)和双连接(DC),3GPP在38.300对它们分别定义如下;
1.载波聚合
在CA的情况下,对于物理层的多载波仅公开其MAC层,每个服务小区需要一个HARQ实体,具体如下图-1和图-2所示:
图-1
图-2
在上行链路和下行链路中每个服务小区有一个独立的混合ARQ实体并且在没有空间复[……]
5G(NR)无线系统支持终端(UE)进行载波聚合(CA)和双连接(DC),3GPP在38.300对它们分别定义如下;
1.载波聚合
在CA的情况下,对于物理层的多载波仅公开其MAC层,每个服务小区需要一个HARQ实体,具体如下图-1和图-2所示:
图-1
图-2
在上行链路和下行链路中每个服务小区有一个独立的混合ARQ实体并且在没有空间复[……]
在5G(第五代)移动网络中5G Core(核心网)和RAN(无线接入网)是其两个基本组成部分。通过它们协同工作才能实现与5G相关的高级功能和服务。那么5G Core和RAN是什么呢,请继续往下看:
1.5G Core(核心网)
2. RAN(无线接入网络)
3. 5G核心网和RAN交互
4. 应用案例和服务
5. 安全考虑
6[……]
网络切片(network slices)是5G(NR)系统结构中的基础概念,它允许网络基础结构虚拟化,从而创建多个隔离和自定义的网络切片。而每个切片都是为支持特定特征而定制的,如不同的服务类型,延迟需求,吞吐量需求和可靠性水平。而切片选择(slice selection)是指选择和配置特定切片以满足特定服务,应用程序或用例要求过程;具体选择包括关键方面:
1.业务用例特异性
切片选择[……]
Q1. 5G(NR-New Radio)意味着什么?
A.5G(NR)代表5G网络无线通信中空中接口为新一代全球标准。与前代产品相比带来了许多改进,其中包括更高的数据速率、更低的延迟和更高的可靠性。
5G(NR)代表了无线通信技术的最新进展,旨在提供前所未有的速度和连接性。它利用波束赋形和MassMIMO等先进功能来优化数据传输,使其成为 5G生态系统中的关键元素。
Q2. 5[……]
物理层(Physical layer)位于移动通信OSI架构第一层(Layer1);虽然物理层处于最底层却是整个系统的基础;物理层为设备(UE)间的数据通信提供传输媒体及互连,为数据传输提供可靠的环境。
3GPP规范物理层由1个通用文档(TS38.201)和7个文档(TS 38.202、38.211~38.215和37.213)组成,这些规范之间关系如图2所示;
TS 38.201[……]
非地面网络(NTN)的出现为全球互联互通的变革性飞跃奠定了基础,有望重新定义电信格局。随着5G、以及即将推出的6G、低地球轨道 (LEO) 卫星和物联网 (IoT) 的整合,NTN正处于提供无处不在的连接的风口浪尖,预示着智能互联网 (IoI) 新时代的到来。
NTN 最引人注目的优势之一是它能够提供无处不在的连接。全球大部分地区仍在为有限的互联网接入或根本没有互联网[……]
最近,知名调研机构Dell’Oro Group发布了2023年的全球无线接入网RAN的市场调研报告,简单了解了一下。
报告表示,虽然2021年和2022年全球RAN市场的整体收入有改善的迹象,但这一进展在2023年放缓。2023年全年全球RAN收入减少了近 40 亿美元。
根据其数据显示,全年按地区划分的全球Top5 RAN 供应商如下:
另外,按全球收入计算,排名[……]
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基站是在无线通信中支持蜂窝移动通信的站点,主设备中的天线系统和收发信(机)系统主要为创建无线小区或蜂窝网络中的相邻小区;此外无线基站中还包括用于定时的GPS接收器、电源和传输等。
4G(LTE)基站中每个扇区一般由1个RRH(远程无线电头端)构成,该RRH通过小型可插拔(SFP)设备连接到单个CPRI链路–使用RRH和BBU中另一个SFP之间的光缆;再通过同轴跨接电缆将RRH上的射频输出端[……]
5G系统中NAS(非接入层)负责管理移动设备和核心网络之间的控制面过程、信令和移动性管理关键层。其功能包括:注册、连接建立和释放、移动性管理、安全、SMS处理和EPS承载管理。随着5G发展NAS将继续在确保网络内移动设备的高效通信和管理方面发挥关键作用
5G(NR)无线网络中NAS(非接入)层是协议栈中的关键层,提供与移动终端(UE)控制和管理相关的基本功能。NAS运行在信令面,负责处理非无[……]
多径及符号间干扰(Inter symbol Interference ISI)
在理想系统(理论上)中,传输的符号到达接收器时没有任何损耗或干扰,如下图所示[2]。
但在实际场景中,传输的信号会受到传播环境影响,电磁波遇到物体阻挡或者经过大气层传输不可避免地产生折射或反射信号, “相同”信号通过多路径到达接收端,因此具有不同的延迟(“延迟扩展”)
在接收机上,所有这些“多[……]
VoIP作为互联网语音协议允许用户通过宽带互联网进行通话,这也是在微信、QQ、WhatsUP、MSN中的语音方案;但在移动互联的4G(LTE)和5G(NR)网络中并未采用,而启用VOLTE和VONR作为语音解决方案;要了解弃用原因,可从以下进行分析:
1. QoS
2. 紧急服务限制
3. 安全和隐私
4. 网络兼容问题
5. 对ISP依赖[……]
移动通信系统通常划分为三部分:终端(UE)、无线接入(RAN)系统和核心网络支撑系统。5G系统的核心网又称为5GC;
作为整个5G生态系统中央智能和控制点在提供5G技术所支持功能上5GC起着关键作用,主要包括:
一、4G到5G架构转变中5GC主要表现在以下两方面:
二、5G核心主要功能:主要表现在:
三、应用服务和用例推动
四、资源高效利用和可扩展性
[……]
无线通信技术一直在不停地发展中,而在4G到5G的过渡期间经常会引发“5G的引入会使4G变慢吗“?的问题;从技术层面来讲5G的引入并不会直接让4G变慢。然而随着5G部署愈加广泛,以下几个因素可能会影响我们对4G网络的感知和性能。
一、5G采用率提高
二、后向兼容性
三、运营商策略
四、5G技术进步
五、用户向5G迁移
移动通信技术向5G的过渡本[……]
作为新一代系统,5G-R将彻底改变移动通信和人们的出行体验;这是因为5G以其灵活和高效的架构进一步贴近终端用户;与此同时它也为用户和运营商开辟了新的前景,为移动通信向未来迈进了一大步。在5G-R中其将把通信、铁路基础设施以及车辆通信提升到一个新的水平,为乘客和运营商开辟了新的前景并推动未来人们的出行。
一、5G-R持续需求在城市化或数字化等大趋势的推动下,铁路系统和旅客出行中的通信需求持续,[……]
一、邻区关系(Neighbor relation)从2G到5G的无线通信中邻区关系或者说邻居规划是一项重要的活动。 邻区关系对于移动终端(UE)处于空闲模式的小区重选及移动状态时的切换都非常关键。
二、邻区规划与维护在过去,无线网络规划师和优化工程师常常通过手动维护与无线网邻区关系并在系统初始配置和启动期间进行配置。很多时候通过网络DT测试,检查被遗漏的邻区配置再进行补加。随无线技[……]
一、PCI和Cell ID定义在4G(LTE)和5G(NR)无线网络中PCI(Physical Cell Identity)是物理小区标识,由小区主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)构成,可以通过频繁地更改管理干扰;而Cell ID是出于网络管理目的为每个小区分配的全球唯一标识符,在小区整个生命周期内都是固定的。
二、PCI和Cell ID区别在4G和5G无线网络中PCI(物[……]
5G Release 18是5G-Advanced的第一个版本,它包含许多增强功能,可提高5G网络的性能和功能。这些增强功能包括:
除了这些增强功能外,5G Release 18还将包括许多新功能,例如:
5G Release 18 是 5G 演进的重要一步,有望实现广泛的新应用和业务。
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为了提升网络覆盖范围,使用非再生RF射频中继器是更简洁的解决方案。RF中继器的工作原理是接收并放大信号,然后将其转发。随着5G NR技术逐渐向更高频率发展,信号传播条件可能会变得更加恶劣,因此射频中继器的变得更加重要。
在Release 17中,3GPP RAN4引入了RF中继器规范,规范详细规定了FR1和FR2在射频特性和电磁兼容性方面的要求,以确保在各种典型商业环境中的兼容性。尽管射频中[……]
路线一:EML路线
800G DR8 OSFP光模块采用8颗100G EML激光器,激光器数量多,成本高,是目前技术最成熟的一个方案。未来有望实现800G DR4 OSFP,激光器数量减半,成本降低,长期有望接近400G光模块的价格。
路线二:硅光路线
800G硅光目前多采用双激光器驱动方案,复用了当前400G DR4方案。成本上要更低于EML方案。未来会发展为单激光器驱[……]
从全球网络覆盖的角度来看,超过 80% 的陆地地区和 95% 的海洋地区没有被地面蜂窝网络覆盖。5G 网络的建设不仅要提供高网速,还要提供无处不在的移动网络接入。然而,在山区、沙漠和海洋等偏远地区,建设和维护 5G 地面网络的成本极其高昂,因此无法在这些地区提供 5G 网络覆盖。
幸运的是,航空航天技术的发展使基于卫星的宽带通信系统能够以更低的成本为大片甚至全球区域提供无线覆盖。因此,5[……]
5G RAN 可采用 NSA 和 SA 架构进行部署。Non-Standalone非独立部署涉及到 DC(双连接)的使用。最初的 5G NSA 部署称为 EN-DC(EUTRA-NR 双连接),其中主节点是 eNB;辅助节点是 en-gNB(ENDC gNB)。
同时,在使用 5G NSA 模式时,我们也会听到许多与小区类型、小区组和小区节点相关的缩写,如MCG、SCG、SpCell 等。下[……]
面向智慧内生的6G全服务化架构探讨.pdf
中华人民共和国无线电频率划分规定.pdf
生成式AI-产业变革与机会论坛(演讲PPT).pdf
蜂窝物联网系列之LTE Cat.1 LTE Cat.1 bis市场跟踪调研报告2023.pdf
低速率差小区分析与优化.pptx
大型园区网络建设与管理.pdf
全球海底光缆产业发展研究报告(2023年).pdf
中国[……]
同步(synchronization)是移动通信网中的网络(NT)与终端(UE)协同工作基础;无线网络中基站与终端同步后才能进行下行和上行链路信令和数据传递。5G(NR同步可分为以下几种情况:
一、5G(NR)同步3GPP协议定义终端(UE)接入网络过程中频率和时间同步可在PSS和SSS译码过程中实现,主要过程解释如下:
5G网络中SSB块及PCI检查示意图
二、4G[……]
由于高速率、低时延和大连接的技术要求,5G网络中RRC(Radio Resource Control)除负责无线资源控制和配置外,还负责网络切片、终端(UE)能力传递信息等上层功能。
一、NAS消息传输RRC支持非接入层(NAS)消息的交互,以支持终端(UE)与网络之间所需数据无线承载(DRB)信息的传递。这种NAS消息是专为RRC所设计,可在上行/下行链路中或搭载在其他RRC消息中传输。其[……]
CPRI(Common Public Radio Interface-通用公共无线电接口)是RRH(远程无线电头端)或RE(无线设备)与基站基带单元(BBU)或无线电设备控制器(REC)之间关键内部接口,也就是无线网络中的前传传输网络。
RRH分布在城市和郊区隔几英里铁塔上;而这些RRH必须连接到位于集中位置的基带单元。RRU和基站之间连接通常称为“前传(fronthaul)”。
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时间敏感网络(TSN)产业发展报告.pdf
TSN – 时间敏感网络技术概述.pptx
时间敏感网络(TSN)及无线 TSN 技术.pdf
TSN – Time Sensitive Networking.ppt
AI+5G赋能未来制造业灯塔工厂.pptx
无人机概述及系统组成.pptx
大疆创新科技:5G时代的无人机应用展望-.pdf
5G应用场景白皮书.[……]
Rel-17 NR coverage enhancements WI的Core part定义了一系列增强上行接收可靠性的新特性,之前在公众号里已经有了比较详细的介绍。目前Core part,早已在今年3月完结(虽然RAN4 RF maintenance一直持续到现在..)
Perf part部分的工作也于今年Q1启动,目标是为支持这个课题新特性的基站设备,制定标准化的上行信道解调指标。
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移动通信网络过去20年间发生了巨大变化,5G通过波束斌形(Beamforming)、大规模多输入多输出(mMIMO)、毫米波(mmWave)频率和新的灵活空中接口将网络复杂性提升到了一个全新水平。
5G网络于2019年开始投入商用;面对每用户平均收入(ARPU)下降,移动通信运营商都渴望抓住5G机会并推动其用户增长和盈利增加;而5G服务中领先地位取决于有效的网络;网络设备制造商(NEM)须在[……]
问答1:5G中的NSA是什么网络?
5G Non-Standalone架构是在现有LTE无线和核心网络中添加一个5G(NR)小区作为终端(UE)空中接口的速度。与LTE载波聚合不同,因为5G小区独立于连接的 LTE部分运行;数据同时通过LTE和5G(NR)传输。
问答2:5G中TDD和FDD网络各有什么特点?
TDD=时分双工,如用于波段n78。上行链路和下行链路在同一[……]
5G网络中网络为RRC CONNECTED状态的终端(UE)配置测量参数;终端(UE)根据参数完成测量后上报测量报告,网络为终端(UE)配置两种测量对象:
一、测量目标配置是通过RRC消息中MeasObjectNR IE下measObjectToAddMod向终端(UE)下发测量对象(图1)
图1.配置中5G测量对象
测量对象MeasObjectNR中参数分别如下:
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对于长DRX之后的寻呼接收,需要预同步,如果SSB与寻呼进行QCLed,则可能基于SSB。此外,SSB还将用于DRX周期内的至少一轮RRM测量。此外,UE还需要在寻呼接收之前执行最佳波束识别,这也可能依赖于SSB。因此,可以观察到SSB正在发挥寻呼接收的作用:
另一方面,寻呼和SSB之间的间隔将对UE处[……]
NR支持在控制信道和相应的数据信道传输上使用相同或不同的波束,TRP和UE处的波束赋形对于超过6GHz NR的覆盖要求至关重要。然后,UE波束赋形自然可应用于NR物理下行控制信道(NR PDCCH)或物理下行共享信道(NR PDSCH)接收。所以本文讨论了控制信道和数据信道之间的波束关系。
对于大于6GHz的NR,众所周知,应在TRP和UE侧采用波束赋形技术。事实上,UE[……]
最新版本华为WDM/OTN产品说明书。
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本文档共计174页,包含U64/U32/U16,M24/M12/M05等产品规格的介绍。
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之前有大佬已经聊过5G垂直行业,因最近面试需要涉及到此话题,在此小聊一下。
垂直行业,是相对某个具体行业或平台而言的,一个子行业是某个行业的垂直领域,这个领域又可能是某个大领域的垂直行业。如下图中举的大家都比较熟悉的栗子,移动电商行业,只做书籍买卖的当当,
某种程度上说,垂直就代表着专一专业,是对某个行业的具体细分。因此,垂直行业的种类将非常多。另外,除了基于共同的平台或应用相关的[……]
为了在Rel-16中进行特定面板的波束选择,同意为多面板部署指定上行发射波束选择,主要针对FR2,如下所示:
对于配备多个面板的UE,上行传输的特定面板波束选择可用于增强上行覆盖、传输鲁棒性和吞吐量,如以下用例所示:
对于波束/面板堵塞的情况:
考虑到UE面板可能被阻塞或UE本身可能旋转,来自不同面板的波束可能更适合于不同的上行传输实例。在图1中,可以观察到,通过选择跨面板的[……]
描述了用于工业自动化的用例,这些用例应该在IEC/IEEE60802联合标准项目中涵盖,以此来指定用于工业自动化的TSN(时间敏感网络)行规(TSN-IA)。
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今天我们来聊聊调制。说到调制,我想很多同学马上会联想到这些关键词:BPSK、QPSK、调幅、调相、QAM、星座图……
众所周知,调制和解调是通信基本业务流程中的重要组成部分。没有它们,我们的移动通信根本无法实现。
那么,究竟什么是调制?为什么要调制?5G又是怎么调制的呢?接下来,我们逐一介绍。
调制是做什么用的呢?
让我们看一下生活中的一个例子:我们每天都在出行。出行的[……]
本标准规定了5G核心网边缘计算的总体架构、核心网功能要求、平台要求和关键流程等。适用于5G核心网相关网元、5G核心网边缘计算系统的相关组件或网元,以及系统相关接口等。
5G核心网边缘计算总体技术要求 (YD_T 3962-2021).pdf
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5G 前传 3.0 是 5G 建设的必经阶段和必然需求,主要驱动来自三个方面,一是 5G CRAN 架构变化与 5G 品质业务发展矛盾驱动,二是 5G 网络末梢海量模块和光缆主动运维驱动;三是 5G 综合业务接入驱动。
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本文档在介绍 IFIT 的基本技术原理基础上,对 IFIT 网络性能测量架构进行了描述,并给出了承载网和企业园区网的应用场景实例。最后对下一步发展方向给出描述。
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本白皮书介绍了 Wi-Fi 6 与 5G 各自的技术特点及主要应用场景,并从频谱、终端生态、安全性及应用场景等方面对两者做了对比;阐明 Wi-Fi 6 网络与 5G 网络各有自己的最佳使用场景,谁也取代不了谁,两者在一定场景上可以互相补充.
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3GPP Rel-15包括多种上行增强技术3GPP Rel-15涉及如下三种上行增强技术:双 连 接(EN-DC, EUTRA-NR Dual Connectivity)、载波聚合(CA,Carrier Aggregation)、和上行补充载波(SUL,Supplementary Uplink)。
5G双连接(EN-DC)技术
1、技术原理在5G部署初期,考虑到5G核心网的成本及成熟度[……]
一本很好的有关天线的原理及相关实现技术书籍,共计320多页,主要介绍天线的基本原理,详细介绍了天线方向图、天线的阻抗、接收天线理论、双极单极天线、行波天线、单反射面天线等基础原理。
下载地址:
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SRv6(Segment Routing IPv6,基于IPv6转发平面的段路由)简单来讲即SR(Segment Routing)+IPv6,是新一代IP承载协议。其采用现有的IPv6转发技术,通过灵活的IPv6扩展头,实现网络可编程。SRv6简化了网络协议类型,具有良好的扩展性和可编程性,可满足更多新业务的多样化需求,提供高可靠性,在云业务中有良好的应用前景。为什么需要SRv6?传统网络困局全球[……]
5G的BTS命名为gNB ,可以分为两个物理实体,分别为CU(集中式单元)和DU(分布式单元)。
CU为协议栈的较高层提供支持,例如SDAP、PDCP和 RRC,而DU为协议栈的较低层提供支持,例如RLC、MAC和物理层。
另外,请注意,如果CU连接到4G核心网络,则不会出现SDAP层,因为我们应该有5G核心网络来支持SDAP。
实际上,每个gNB有一个CU,但一个CU控制多[……]
为此,各个运营商也一直在大肆宣传5G网络切片,声称将会更有效地为企业创建专属的无线虚拟专用网络,帮助企业节约投资和赚钱。 但是,网络切片是一项非常复杂的技术,必须在 5G SA核心、RAN、边缘和传输网络中各级切[……]
最近,由中国移动提出的面向5G前传的MWDM技术终于在ITU-T立项提案。而在2020年的ITU-T SG15 Q6会议上,中国移动就已经提出过基于12波25G O-band WDM及半有源MWDM技术方案。
本次(ITU-T SG15)全会正式通过并明确将MWDM作为新立项标准G.owdm2的研究内容,从此中国移动的MWDM,与中国电信牵头的LWDN,中国联通牵头G.metro的DWDM方[……]
为了满足无线通信对带宽需求的不断增长,在有限的频谱资源下,人们绞尽脑汁想提高无线通信容量。拿出著名的香农定理分析,通信系统的容量C一般用以下等式表示:
C = N • B • log (1 + SNR )
其中N表示复用通道数,B表示信号带宽,SNR表示信噪比。
因此,我们提高无线传输容量就可以概括为三种方法:
其中:
但是通过增加每通道信号带宽提高符号率,假设我们使用单信道PM-QPSK,并采用最新的数字信号处理(DSP以及模数/数模转换器(ADC/DAC)电路,也需要大概300Baud,这在目前是无法实现的。
而采用增加调制等级这一方法来说,提高调制级别貌似也到达了极限,比如说我们要想达到2倍于QAM1024的容量,必须使用进行100万次QAM调制,达到一次传输20比特信息,实现难度太大了。如下图为当前及后续预估可达到的手段。
因此,当前硬件工艺水平下,我们还能在哪方面作文章呢?如何在频谱资源有限的情况下,提高频谱效率?
下面我们就来介绍一种基于空间复用技术,即通过多个空间独立的电磁波并行发送和接收多个数据流的信号复用方法:OAM轨道角动量。
首先我们来看一看OAM是什么?
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首先让我们看一下无线帧的框架结构:
一个帧的持续时间为10毫秒,这意就味着我们每秒有100个无线帧。如上图所示,我们可以看出:
在LTE网络中,由于对传输的数据有不同的要求,LTE的帧结构在时分双工(TDD)和频分双工(FDD)模式之间有所不同,LTE帧结构有两种类型:
LTE FDD是全双工系统,因此下行链路和上行链路传输都在不同的频率上同时发生。
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在5G NR中,CORESET被称为“ 控制资源集”。它是下行资源网格中特定区域内的一组物理资源,用于承载PDCCH(DCI)。NR PDCCH被专门设计为在可配置的控制资源集(CORESET)中发送。CORESET类似于LTE中的控制区域,但是在某种意义上被概括为:CORESET可以通过对应的PDCCH搜索空间来配置它的RB集合和OFDM符号集合。控制区域的这种配置灵活性(包括时间,频率,数字和操作点)使NR能够解决各种用例。
在LTE控制区域中,PDCCH在整个系统带宽上分配,但是NR中,PDCCH在专门设计的CORESET区域中传输到频域中的特定区域,如下图所示。
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我们知道最小耦合损耗(MinimumCouplingLoss,MCL)定义了基站和手机之间最小的耦合损耗。MCL的值由两部分组成:手机到天线的自由空间损耗和天线到基站接收机的天馈系统损耗。这里的MCL过小则会导致系统的上行噪声的上升,从而影响网络的性能。因此应该通过合理的方案设计,以保证系统的路径损耗和天线的至最近终端间的空间损耗之和大于允许的最小耦合损耗。
最小耦合损耗MCL=手机到天线的自由空间损耗+天线到基站接收机的天馈系统损耗
最大耦合损耗(MaximumCouplingLoss,MCL)被3GPP作为评估无线接入技术覆盖范围的指标。从理论上讲,它可以定义为系统可以忍受并仍可运行的传输功率水平的最大损耗(由最小可接受接收功率水平定义),它是数据还能正常传输的临界值。MCL是UE和eNodeB的天线端口之间的最大总信道损耗,计算MCL时不考虑天线的方向增益,MCL越高,链接越强。
上行MCL=上行最大发射功率-基站接收灵敏度(噪声系数(NF)+ SINR +底噪声)。下行MCL=下行最大发射功率-终端接收灵敏度(噪声系数(NF)+ SINR +底噪声)。
覆盖范围还可以通过最大路径损耗(MPL)来表示。此处,路径损耗是由于辐射功率的远距离传播,建筑物穿透等导致的信号路径损耗。因此,可以通过发射和接收天线处的辐射功率电平之差来计算MPL。为了确定MPL,还需要考虑发射器和接收器的天线增益。
MCL和MPL之间的差异如下图所示。
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调制Modulation和编码方案Coding Scheme(即,MCS)定义了一个符号可以携带的有用比特数。与5G或4G相比,符号定义为资源元素(RE),MCS定义为每个资源元素(RE)可以发送多少个有用比特。MCS取决于无线链路中的无线信号质量,更高的质量会在一个符号中传输更高的MCS和更多有用的比特,而较差的信号质量会导致更低的MCS,也就意味着在一个符号中传输较少的有用数据。
换句话说,我们可以说MCS取决于阻塞错误率(BLER)。通常,定义的BLER阈值等于10%。为了在变化的无线条件下保持BLER不超过该值,gNB使用链路自适应算法分配调制和编码方案(MCS)。使用PDCCH信道(例如,DCI 1_0,DCI 1_1)上的DCI将分配的MCS用信号发送给UE。
一个MCS基本上定义了以下两个方面:
(一)调制
调制定义单个RE可以承载多少位,而不管它是有用的位还是奇偶校验位。5G NR支持QPSK,16QAM,64QAM 和 256QAM调制。使用QPSK,每个RE可以传输2位,使用16QAM可以传输4位,使用64QAM可以传输6位,使用256QAM则可以传输8位。这16个,64个和256是 QAM调制阶数。可以使用以下公式计算每个调制阶数的比特数。
(二)码率
编码率可以定义为有用位与总传输位(有用+冗余位)之间的比率。添加这些冗余位用于前向纠错(FEC)。换句话说,可以是物理层顶部的信息位数与映射到物理层底部的PDSCH的位数之间的比率。我们也可以说,这是对物理层添加的冗余的一种度量。低编码率对应于增加的冗余度。
(1) 5G NR 调制和编码方案(MCS)特性 :
(2) 调制和编码方案表
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无线信号在传输中的多径传播会导致时间延迟,信号失真等。下面就让我们讨论从1G到5G系统中用于解决此类问题的多址技术。
相干带宽和衰落信道
基站(UMTS-NB / eNB / gNB)在多个方向上向用户设备(UE)发送信号,因此接收到的信号可以被延迟或衰减。在频域中,如果信号带宽小于相干带宽,则信号将被保留而不会产生任何失真。但是,如果信号带宽大于相干带宽,则会出现衰减,这称为频率选择性衰落信道。
频分复用接入(FDMA)
在第一代移动通信系统(1G)中已经使用FDMA。从根本上讲,我们将带宽分成小块,以便在更高的持续时间内传输符号,例如20MHz(LTE中的最大信道带宽)划分为1200个子载波,每个子载波的带宽为15kHz,这就是所谓的 多载波传输技术。15KHZ*1200子载波,总共是18MHz,另外2 MHz用于保护频带。例如,我们在66.7ms内传输一个符号,而不是0.05us,即1/(15 kHz)而不是1/(20 MHz)。与符号持续时间分别为0.05us和66.7ms相比,1us延迟因此避免了时域中的符号/信号重叠。如下图左下角的说明。
在上文中,我们提到的信号失真是在频率选择性衰落信道下发生的。实际上,我们将在宽带处理系统中部署信道均衡/均衡器以减少失真。在下文中,我们将介绍OFDMA作为一种解决所有上述问题的技术,这些问题是由多径传播、延迟扩展、频率选择性衰落信道和信道间干扰(ICI)引起的。
正交频分复用访问(OFDMA)
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为了提高协议效率并保证传输包含在一个时隙或波束内而不必依赖其他时隙和波束,为此5G NR引入了以下四个主要参考信号。
下图描述了与不同物理信道关联的参考信号映射关系。
与LTE相比,NR的新增功能 :
解调参考信号(DMRS)
DMRS是特定于特定UE的,用于估计无线信道。系统可以对DMRS进行波束赋形,将其保留在计划的资源内,并且仅在必要时在DL或UL中传输它。另外,可以分配多个正交DMRS以支持MIMO传输。该网络会尽早为用户提供DMRS信息,以满足低延迟应用程序所需的初始解码要求,但它也偶尔为信道变化不大的低速场景提供此信息。在跟踪信道快速变化的高移动性场景中,它可能会增加DMRS信号(称为“附加DMRS”)的传输速率。
相位跟踪参考信号(PTRS)
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在LTE中,一个较大的传输块TB可以拆分为一串较小的CB。并且整个传输块TB以10%的BLER目标进行传输,如果BLER目标不满足且CRC失败,则必须重新传输整个TB。但是,有时候由于大TB,HARQ的性能可能会受到影响。
在5G NR中,也有TB(Transport Block传输块)和CB(Code Block码块)的概念。为了达到更高的传输效率并改善延迟,5G NR引入了一种称为基于代码块组(CBG)的传输的概念,该概念基本上将大传输块TB划分为较小的代码块CB,较小的代码块进一步分组为“代码块组(CBG)”。
也就是说,CBG(Code Block Group)这个概念只在5G NR中出现,在LTE中是没有的。下面我们就来看看5G NR中的CBG是什么。
在5G NR中,1 个CBG通常由几个CB组合成。UE将对这些码块组(CBG)进行解码,并将针对每个单独的组发送HARQ反馈(ACK/NACK)。CBG以DCI表示(Format 0_1, Format 1_1),CBG的大小则是由RRC消息指定的。
TB的典型结构如上图所示。1 个TB通常由多个CBG组成,而 1 个CBG又由多个CB组成。但我们也有可能会看到一些其他类型,如下文所述。
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对于移动运营商而言,5G远不止是4G/LTE标准的更快版本。5G将是一种全新的网络架构——“网络的网络”——具有多种接入技术,如 Wi-Fi、小基站和传统移动无线网络以及地面和卫星。
卫星将在未来的5G网络中扮演重要角色,而用户(包括消费者、政府和行业)的利益将不仅来自于单个技术,还有这些服务给人类带来的量子差异。
3GPP表示,卫星网络的整合将有助于在未得到服务和服务不足的地区推出 5G 服务,提高可靠性并提高各地的服务可用性,从而使关键通信和交通应用受益。
以下四个“场景”,可以利用卫星、高带宽和无处不在的覆盖优势,使能和扩展地面的5G网络。
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DECT,数字增强型无绳电信(数字欧洲无绳电信),是一种经常用于固定电话的无线标准。简单地说,DECT之于固定电话就像WiFi之于互联网。
但是,DECT几十年来都一直默默无闻。直到最近,ITU表示认可ETSI的新标准DECT-2020 NR,并将其作为5G的IMT-2020技术标准的一部分。下面我们就来看看DECT-2020 NR具有哪些我们所不知道的优势吗?
DECT-NR的技术特点如下:
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SS Block(SSB)表示同步信号块,实际上它指的是同步信号/PBCH块,因为同步信号和PBCH信道总被打包成一个一起移动的块(Block)。该Block的组成部分如下。
我们知道,SSB突发包含在5毫秒的时间范围内,在5毫秒的时间范围内最多传输64个SSB波束。而无线电帧为10ms,这就是说,SSB突发可能发生在无线电帧后半部分的前半部分。本文的目标是解释UE如何在时域中找到相对于SFN和时隙定时的SSB位置。要找到SSB的位置,那么我们需要两条信息。通信百科公众号整理发布
在初始扫描或OOS模式的情况下,当UE查找小区时,UE将处于工作模式,在频域和时域扫描所有频带和GSCN光栅(可能的SSB位置),并扫描每个GSCN光栅20ms,直到检测到SSB突发或SSB。
SSB突发包含在5ms时间实例内,3GPP规范将其定义为半帧,但没有指定它是在无线电帧的前半部分还是无线电帧的后半部分。3GPP规范已经定义了SSB突发内SSB的OFDMA起始符号相对于SCS和频率范围,但OFDMA符号的这个位置在半无线电帧内,即5ms持续时间。
3GPP规范38.213[第4.1节]为每个频率范围和SCS定义了OFDMA起始符号。现在的问题是,UE将如何知道SSB突发是位于无线电帧的前半部分还是无线电帧的后半部分。对于解码SSB的UE,它需要扫描特定的GSCN光栅20ms,默认情况下,如果未指定,UE假定SSB周期为20ms并扫描特定频带的GSCN光栅。UE扫描每个GSCN光栅20ms,如果它无法找到任何SSB,它会移动到下一个GSCN光栅,直到找到SSB突发或SSB。UE在解码SS-PBCH块时得到的信息。通信百科公众号整理发布
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尽管数据业务的需求是5G增长和演进的主要驱动力,但语音业务仍然是移动通信网络中不可或缺的一部分。
5G提供的新无线电语音 (VoNR)功能类似于4G中的VoLTE。VoNR是5G SA架构下基于IMS的语音解决方案。在VoNR中,一个UE驻留在5G网络上,语音和数据业务通过5G网络上gNB和5GC提供。当UE不在NR的覆盖范围内时,将启动inter-RAT切换,以在LTE覆盖范围内提供VoLTE。
在5G的早期阶段,如果VoNR功能尚未部署在SA架构网络上,或者网络部署了NSA Option 3架构但缺少5GC ,则网络都不支持VoNR功能。在NSA模式下,由于网络具有EPC,那么VoLTE用来提供LTE的语音服务,而数据业务则由NR提供。但是,在SA模式下,网络不支持VoLTE。
因此,为了在VoLTE呼叫移动到5G SA网络时提供持续的语音服务,3GPP定义了语音回退功能。5G有两种类型的(FallBack)回退功能:演进分组系统 (EPS) 回退和RAT回退。
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相比4G,5G NR可以提供100M/400M(FR1/FR2)的小区带宽。而更宽的带宽对峰值和用户体验的数据速率有直接影响,但用户并不总要求这么高速的数据速率。从射频和基带信号处理的角度来看,使用较宽的带宽,意味着浪费更高的功耗。怎么解决这个问题,即在需要大带宽时提供宽一点的带宽,不需要大带宽时就节能一些?
为此,5G-NR引入了BWP (Bandwidth Part)的新概念,提供了一种以比配置的 CBW更小的BW来操作终端UE的方法,这使得NR尽管相比4G 有更大的宽带能力,但 NR 仍然是一种节能的解决方案。
那么,什么是BWP?
根据3GPPTS 38.300定义可将终端(UE)的接收和发送带宽调整为小区带宽部分–BWP ( Bandwidth Part)。它是一组连续的给定载波上参数集(µ)的物理资源块(PRB)的。这些 RB 是从给定的公共资源块的连续子集中选择的,它由BWP表示。参数集(µ)的定义,每个BWP 可以具有以下三个不同的参数值:
如下图所示:
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一般来说,无线基站的信号覆盖范围只有几公里,而5G基站的覆盖范围会更小。当我们乘坐高铁旅行的时候,基站就会不断的切换。也就是说,我们在这种高速移动的环境中,手机信号会从一个基站小区信道切换到另一个基站小区信道,也就可能会导致信号质量变差甚至掉线。下面我们来看看有没有一种技术方案可以解决这些问题。
众所周知,如上所述的高移动环境(例如高铁)的通信会遭受严重的多普勒扩展,导致当前 4G/5G[……]
要打通国际漫游,需要我们的移动通信系统跨运营商支持漫游功能。
我们所熟知的语音漫游,最早出现在 GSM 时期。随后数据漫游也作为GPRS(通用分组无线系统)的一部分引入到漫游功能中。到了3G/4G时代,其演进分组系统 (EPS) 则可以提供更加复杂的数据漫游。
到了 5G系统(5GS)时代,这些移动网络运营商希望引入 5GS 漫游作为演进分组系统 (EPS) 漫游的补充。让它们的5G用[……]
在传输网络中,我们大多关注全路径支持G.8275.1 以及网络交换机和路由器相关的Class A、B、C 甚至 Class D 等指标性能。但其实,互联这些IP设备之间的DWDM波分网络也是影响时钟时间误差比较关键的因素之一。
为什么需要保障一定的时钟时间等级?这是因为在时分双工 (TDD)的网络中,无论是 4G/LTE 还是 5G,都需要在蜂窝小区保障 1.5 µs 的最大时间误差。在G.[……]
1876年4月,一个名叫拉什·爱立信的人,在斯德哥尔摩皇后街15号一个普通建筑的小厨房里,创建了L.M.Ericsson公司,也就是百年大企业“爱立信”的前身。
16年后即1892年,爱立信漂洋过海来到中国。当时的清政府很快就向爱立信订购了2000个电话机。从此与中国开始了一段长达120余年的合作之旅。1906年,中国代表团还前往斯德哥尔摩,参观了爱立信总部。
可以说,从1G到[……]
如今,RAN的演进有很多不同的首字母缩略词,如vRAN、open RAN、O-RAN等。那它们都有什么不同的含义吗?
在这里,需要澄清的一个关键点是 RAN 的演进意味着将移动网络基站分解为更标准化的实体(这被广泛称为功能拆分),以及引入云技术以实现自动化部署和扩展并优化工作负载的位置。
因此,让我们说分解或功能聚合是迈向 RAN 演进的第一步。这意味着 4G 中的 eNodeB 或[……]
与 4G LTE 一样,5G 支持非 GBR 流和 GBR 流,以及新的延迟关键 GBR。5G 还引入了一个新概念——反射式 QoS。
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智能手机已经存在于我们生活中的方方面面。从GSM手机到3G/4G手机,特别是70/80后,都经历过多次的手机换代升级。如今,5G手机已是百花争艳,各个手机厂商也是八仙过海,各展拳脚。
如下图,是GSM手机的框图。它由射频部分(包括射频收发芯片)和基带部分(包括用于控制数据/控制消息的DSP和CPU)组成。ADC/DAC芯片用于射频和基带部分的接口。其他基本的手机组件包括触摸屏、电池、RAM、[……]
5G NR 无线接入的能力必须远远超出前几代移动通信。这些功能的示例包括极高的数据速率、极低的延迟、超高的可靠性、能源效率和极高的设备密度,并将通过 LTE 与新无线电接入技术的发展相结合来实现。
5G 关键技术组件中的基站( BS),分为有源天线系统(AAS-Active Antenna System)基站和标准无线系统(MSR-Multi-Standard Radio)基站。下面我们逐个介绍。
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在4G时代,分组核心网EPC一直都是其网络的核心部分。随着电信技术的不断发展,到了5G时代,3GPP定义的5GC(5G Core Network)逐渐成为了核心网领域的后起之秀。
与前几代相比,5G的部署在实际实施中可以同时承载EPC和5GC。这是通过在5G部署中引入SA(StandAlone)模式下的5GC和NSA(Non-StandAlone)模式下的EPC或5GC来实现的。
当然,这也[……]
为提高无线传输速率和覆盖范围,在更高频率或毫米波上的5G使用了波束赋形和Massive MIMO技术。波束赋形是一种信号处理技术,允许gNB向用户发送有针对性的数据波束,从而减少干扰并更有效地利用频谱并提高频谱效率。
当终端用户在室内或移动时,UE和gNB 之间的无线电链路容易受到RF信号的阻塞和劣化的影响,就可能会突然导致通信链路中断,造成Beam Failure波束故障。因此,为了更快的[……]
F5G即第五代固定网络(The 5th Generation Fixed Networks)。与F4G相比,F5G在带宽速率、联接容量和用户体验等方面都有飞跃式提升(大约10倍提升)。它具有超高带宽eFBB、全光联接FFC和极致体验GRE等三个特点,如下图所示。
我们常说F5G可实现“千兆家庭、万兆楼宇和 T 级园区”,主要是因为F5G借助接入网新技术可将用户侧[……]
在5G 网络中,用户到基站(上行链路)和基站到用户(下行链路)之间的流量通常是不对称的。这是因为用户下载的量要比上传的多得多。 在FDD(频分双工)中,上下两个方向的信道大小相同,同时在下行链路上可以通过256QAM 调制和高阶 MIMO (4×4) 等更先进功能,来满足下行下载带宽的增长需求。可以说,到目前为止对下行链路带宽的关注已经取得了非常好的成效。
但是,随着业务流量模式的变化,将[……]
需求可以推动技术的发展。5G时代的带来了丰富多彩的eMBB, mMTC, URLLC等数据业务,因此也对5G承载网的带宽、时延、时间同步精度都提出了更高规格的要求。相关需求如下图所示:
那么在网络结构上,这些需求主要体现在哪些层次。我们知道,与4G承载网的2级架构不同。在5G时代,由于CU、DU分离,5G移动承载网被划分为移动回传(backhaul)、移动中传(midhaul)和移动前传[……]
前传方案在4G建设时期也是讨论的较多,当时也有基于光纤直联(灰光方案)和波分复用技术的方案,同时也面临是3G/4G混传、4G独立建设等前传问题。同样,在5G前传方案中,当前讨论比较多也有光纤直联(灰光方案),只不过波分复用方案变种较多,从原来的CWDM粗波方案,到LWDM和MWDM,给人的感觉就是眼花缭乱,而且同样面临4G改造5G混传的问题。今天我们就来聊一聊吧。
(一)采用光纤直联灰光方案[……]
从1846年首次提出光是电磁波的猜想,并且认为电磁波是以光束传递的。1889年赫兹宣布,光就是一种电磁波。并算出电磁波传播的速度等于光速,这也正如麦克斯韦预测的一样。
再过十来年,也就是1901年12月12日,意大利工程师马可尼首次实现人类跨越大西洋的无线电通信。当时每秒的传输容量仅为几个比特。这样开启了我们一个电磁波无线通信的时代。
从此,我们就有了1G、2G、3G、4G以及现在的5[……]
A
A&EM Alarm & Event Management 告警与事件管理
A&VE Audio / Video Editor 音频/视频编辑器
A-A Analog-Analog 模模
A-D Analog-Digital 模数
A/D Analog / Digital 模拟/数字
A/V Audio / Video 音频/视频
A/VP Audio / Video Pan[……]
通道映射
下图描述的是从MAC层到PHY层的5G/NR通道映射。在这里,只介绍NR中的整个信道结构的大局,不会单独介绍每种信道处理的细节。这里将为每个不同的通道编写单独的通道映射和通道处理。
如果只粗略看一眼,很多人会认为它和LTE是一样的。在MAC层映射(MAC to Transport mapping)方面,我也认为它和LTE是一样的。然而,如果我们仔细观察一下物理层,就会发现它与[……]
前言
国内三大运营商均计划于2020年商用5G,未来网络朝着低时延、大容量、高带宽、广接入的方向发展已毋容置疑。当前的传送网架构,从城域到省干多选用烟囱式纵向结构,这种架构适用于核心网设备集中化布局的4G网络,但因为它时延高、扩展性差、建设成本高等缺点,将无法满足5G网络的发展。5G时代PTN网络是在现网基础上扩容改造,还是新建具备分片等特殊功能的PTN平台,均是当前面临的重大问题[1]。目[……]
在ORAN中,用于设置参数的O-RU管理功能是在M-Plane上完成的。管理功能包括O-RU软件管理,故障管理等。为此,O-RAN前传规范规定了各种参数作为数据模型,以实现所需的管理操作。这消除了对不同O-RU供应商实施的依赖,并使多供应商RAN成为可能。由“通信百科”公众号翻译整理发布M平面架构在M-Plane中,O-DU和NMS用于管理O-RU。O-DU和NMS使用NETCONF来管理O-RU[……]
本文介绍空闲(IDLE)和连接(CONNECTED)模式下的5G NR波束管理,它可以应用于5G NR的NSA和SA两种模式。波束管理一般包括:波束扫描,波束测量,波束选择和波束上报。
我们知道,5G NR可以支持很高的数据速率和更低的延迟。其频段包括FR1和FR2两个频段,其中FR1为低于6GHz,从450到6000MHz;而FR2为毫米波频段(从24.25GHz到52.6GHz)。
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在无线通信中,基站与终端(如手机)发射出的信号不可避免地要经过噪声和衰落的影响,导致信号损坏或失真。为了消除(降低)噪声,并在接收端补偿(信号)衰落。为此设计了一个发射机和接收机都知道的特殊信号,通过发射机发送已知信号,已知信号也同样经过噪声和衰减,最终到达接收机并检测特殊信号。因为信号已知,因此很容易知道信号是如何失真的,从而找出消除或补偿失真影响的办法。这样的特殊信号称之为参考信号(Refer[……]
3GPP 规范(38.211)中指定的5G NR的帧结构包括子帧、slot和symbol,5G NR支持两个频率范围,分别为FR1(低于6GHz)和FR2(毫米波范围:24.25至52.6GHz),并使用从 LTE 中固定的15KHz 子载波间隔派生出的灵活子载波间隔。也就是说在LTE中只有15KHz的子载波间隔,而在5G NR中却有多种间隔可用,这也是LTE也5G NR的最大区别。
帧和[……]
当移动设备想要与5G核心网络进行通信时,比如说它第一次开启或由于处于空闲状态一段时间,由于核心网络已经删除了资源以暂时传输数据,因此它需要与访问管理功能( AMF)建立连接。这就称为连接管理。
连接管理(CM)用于在UE和AMF之间建立和释放控制平面信令连接。
特征
连接管理状态转换
UE触发状态转换
一旦建立了RRC连接,UE状态就进入CM-Connec[……]
小区搜索是UE获取与小区的时间和频率同步并对该小区的小区ID进行解码的过程。在5G NR中,在将主要同步信号(PSS)和次要同步信号(SSS)解码为物理小区ID(PCI)方面,5G NR的小区搜索与LTE类似。
在5G NR中,UE可以通过两种方法访问5G-NR小区。
1. 非独立模式(NSA)部署:EUTRA – NR双重连接[EN-DC]
在EN-DC中,UE终端通过LTE[……]
在移动通信网络(2G, 3G, 4G或5G)中终端是否进行切换,是由基站根据移动设备的测量报告来决定。终端有多种测量项目(RSRP, RSRQ, SINR)和多种方法(周期性/事件触发)来测量服务小区和邻近小区信号质量。
理想情况下基站允许终端上报服务小区和邻居小区信号质量,通过单次的测量触发切换。而现实中频繁的乒乓切换,会造成基站过载。为了避免这种情况发生,3GPP规范提出了一套测量和报告[……]
5G回程的同步与LTE的同步非常相似。然而,在没有前传同步的情况下,为每个RU部署卫星接收机是很不划算的,特别是对于小型小区,C波段无线电和毫米波无线电。在5G中,回程同步将与LTE非常相似。然而,在没有同步前程的情况下,在每个RU部署卫星接收机将不具有成本效益,特别是对于小型小区,C波段无线电和毫米波无线电。
我们仍将看到卫星连接在C-RAN中心位置,并对无线电进行严格的定时控制。基本上,[……]
在3G和4G蜂窝网络中,卫星接收机嵌入在NodeB和BBU中。这些控制器利用一天中的时间信息,通过无线电波传送到UE。并获取每秒接收到的精确定时脉冲(1PPS),以此保持所有基站频率同步。3G和4G网络只需要 1 颗卫星就可以进行频率同步。5G蜂窝网络使用与3G和4G网络相同的GPS卫星,最多可使用全球范围内32颗卫星,具体取决于在服务的卫星数量,但使用方式略有不同。如下图所示:
图-基[……]
网络中不同节点的同步意味着时间和频率在时钟网络上的分布,这些时钟分布在一个广泛的地理区域,都有一个共同的主要来源。所有通信网络都要求节点同步,以便能够正确地解调接收到的信号。
在无线通信中,接收器不知道与发射信号相关联的物理无线信道或传播延迟的信息。典型的通信接收机使用低成本振荡器来保持设备的成本可控。这些振荡器本身就有一些漂移。因此,使用定时同步作为接收机[……]
在通信网络特别是无线通信网络中,同步的重要性值得讨论。如果无线电时钟失去同步精度,或者无线电不同步,在TDD信道中,TDD帧将漂移到保护周期之外,并干扰相邻小区站点。时钟源的精度越低,时间偏移的概率就越高,最终会带来性能和干扰方面的挑战。以下是TDD环境中可能出现的干扰问题:
由于大的定时误差在同一小区内引起的干扰。小区内干扰的概率很低,因为在TDD小区中,调度[……]
在任何无线系统中,当设备(UE)需要访问时,它必须向基站(gNB)发送信号或前同步码(MSG1),则需要能量。有人可能会质疑,以何种功率发送前导码才能成功检测到它?3GPP规范38.213给出了有关PRACH功率控制计算的以下公式。
该公式表示RACH功率应为(i)Pcmax或(ii)PRACH Target + PL中的最小值。
Pcmax取决于UE类别,通常认为是23dBm。
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EPC网络在5G时代面临的局限
5G将会渗透到未来社会的各个领域,而且不同领域对于网络的要求是多样化的,例如智能家居、智能电网、智能农业和智能抄表需要大量的额外连接和频繁传输小型数据包的服务支撑;自动驾驶和工业控制要求毫秒级延迟和趋于100%的可靠性,而娱乐信息服务则要求固定的或移动宽带连接。因此,5G网络需要具备更加灵活的架构以支撑不同环境下的业务诉求。
但是,当前3GPP协议定[……]
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我们知道,C-RAN是基于集中化处理,协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。其本质是通过实现减少基站机房数量,减少能耗,采用协作化、虚拟化技术,实现资源共享和动态调度,提高频谱效率,以达到低成本,高带宽和灵活度的运营。下面,我们来看一看中国移动关于4G/5G CRAN组网方案及建设原则的一些看法。
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EN-DC的总体RAN架构
下图为UE在无线端同时与LTE eNB和NR gNB通信示意图,但所有这些通信(信令和数据)都是通过LTE核心网进行的。虽然本图中没有显示,但要指出,LTE eNB和NR gNB正在使用它们自己的PHY/MAC(即,独立的MAC调度器)。
在数据平面的情况下,主节点(LTE)和次节点(gNB)都与LTE核心网(S-GW)有直接接口,但在控制平面的情况下,[……]
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NR无线协议栈结构与LTE无线协议栈结构基本相同。如果你已经熟悉LTE协议栈或无线协议栈的一般概念,则无需花费太多时间阅读本文。只要简单看一下本页中的各种图表就足够了。但如果你对LTE/NR无线协议栈的概念还不熟悉,建议你阅读本文。
在本文中,不会详细描述协议栈的每个组件。只为提供一些关于无线电协议栈的大图或直观的理解。主要内容参考3GPP 38.300。
与LTE/WCDMA一样,取决于栈处理的[……]
同步是通信系统最关键的功能之一。然而,在5G的环境中,特别是对于上行链路和下行链路传输在同一频率上的时分双工(TDD),干扰的可能性要大得多。因此,我们看到了TDD-LTE和5G-NR对定时和同步的更严格的要求。在本文中,我们将讨论TDD、定时和同步以及帧同步的关系,特别是对于5G-TDD部署。
并非所有的无线电频谱都具有相等的性能。比如说1GHz以下提供了最佳的覆盖面,但是,可用的[……]
FD:Full Dimension代表全维度,因此,FD-MIMO代表全维度多入多出技术(Full Dimension Multi-Input-Multi-Output, FD-MIMO)。那么,这里的全维是什么意思?它表示天线系统,可以形成一个波束(beams)在水平和垂直方向,覆盖(集中)在三维空间的任何地方。下图为FD和传统多天线系统Multi-Antenna System的对比图。
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参考信号功率和小区最大发射可以使用单个信道功率通过使用以下公式来计算:
计算举例:由“通信百科”公众号整理发布
考虑最大发射功率为40dBm(单信道10W)的系统,根据不同的子载波间隔进行计算
子载波间隔15 KHz,带宽50MHz,270个RB:
子载波间隔30 KHz,带宽100MHz,273个 RB:
子载波间隔60 KHz,带宽100MHz[……]
根据3GPP,UE功率等级可以定义为NR信道带宽上的最大发射功率。由于来自UE的较低tx发射功率,链路预算始终受上行链路的限制,并由此定义了小区范围。通俗来说,UE功率较高时,可以从更长的距离拨打电话。在5G NR中,UE工作在FR1和FR2频率范围内,3GPP为这两个频率定义了UE功率等级。由“通信百科”翻译整理分享
FR1 UE功率等级
3GPP TS 38.101-1指定[……]
和字面上的意思一样,即波束赋形是一种形成波束的技术。
那么在这种情况下,波束Beam是什么意思呢?可以理解为“一套天线系统的电磁波辐射模式(传播模式)”。简单地说,波束形成是一种构造天线雷达方向图的技术,如下图所示。
上面看着很简单,但要真正的实现却是非常复杂,通常很难理解。所以下面只介绍这项技术的框架。首先我们从这项技术的需求来源来说起。
为什么需要波束赋形技术[……]
空间复用(这里称为MIMO)是使用相同的时间和频率资源传输多个数据流的能力,其中每个数据流都可以进行波束成形。MIMO的目的是增加吞吐量。MIMO建立在以下基本原理上:当接收信号质量较高时,接收每条流功率降低的多数据流比接收一条全功率流更好。当接收信号质量高且流不互相干扰时,电位很大。当流之间的相互干扰增加时,电势会减小。MIMO在UL和DL中均可工作,但为简单起见,以下描述将基于DL。
单用户MIMO(SU-MIMO)是将一个或多个数据流(称为层)从一个发送阵列发送到单个用户的能力。SU-MIMO从而可以增加该用户的吞吐量并增加网络的容量。可以支持的层数(称为等级)取决于无线电信道。为了区分DL层,UE需要至少具有与层数一样多的接收器天线。
SU-MIMO可以通过在相同方向上以不同极化发送不同的层来实现。SU-MIMO也可以在多径环境中实现,在多径环境中,通过在不同的传播路径上发送不同的层,可以在AAS和UE之间存在许多强度相似的无线电传播路径,如下图所示。
在下图所示的是多用户MIMO(MU-MIMO)中,
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5G将使人、物联网设备、企业和行业以前所未有的规模和高效连接起来。为了完全实现5G技术的优势,因此传输网络将具有能够处理大带宽,大规模,提供更低时延的能力,并最终提供比曾经3G/4G网络更大的弹性。
如同我们所知道的那样,Sergment Routing(SR)便提供了这样一种立即解决方案,通过它,可以简化网络操作,为路径管理和流量工程设计提供了更大的灵活性和敏捷性,并使网络运营商能够更[……]
5G RLC的整体功能几乎与LTE的RLC相同。同样在5G中,RLC具有3种不同的操作模式:透明模式TM、取消确认模式UM、确认模式AM,每种模式都可以发送和接收数据,并根据其要求为不同的逻辑信道提供服务。
在5G中,TM和UM模式都具有用于发送和接收侧功能的单独的RLC实体,而AM模式具有执行发送和接收功能两者的单个RLC实体。每个逻辑通道使用特定的RLC模式发送和接收RLC数据。如下图是[……]
3GPP定义:根据3GPP TS 38.300,DAPS切换可以定义为在接收到RRC消息(HO命令)以进行切换后并保持源gNB连接,直到成功地随机访问目标gNB后释放源小区的过程。
DAPS的切换特性
为什么需要DAPS切换?
在传统的4G LTE网络和5G NR直到Release 15,UE通常在与目标小区建立连接之前从源小区释放连接(硬切换)。因此,UL和DL传输在UE开始与目标小区通信之前在源小区完成,从而导致UE和基站之间的通信中断几十毫秒。这种中断对于使用5G的URLCC场景是非常关键的问题。
因此,3GPP在Release 16中提出了一种解决此问题的解决方案,称为双活动协议栈(DAPS),其中UE与源小区连接以保持对用户数据的Rx和Tx的活动,直到它能够在目标小区中发送和接收用户数据。这对UE端提出了新的要求,即在切换过程中,短时间内同时在源小区和目标小区收发数据。这类似于软切换过程。
如上图所示,为了支持DAHO,UE必须保持Dual Stack处于活动状态。目标小区的一个用户平面协议栈,包含PHY(物理),MAC(媒体访问控制)和RLC(无线电链路控制)层,同时保持第二个用户平面协议栈处于活动状态,以便在源小区中传输和接收用户数据。
UE同时从源和目标小区接收用户数据,PDCP(分组数据融合协议)层被重新配置为用于源和目标用户平面协议栈的通用PDCP实体。为了确保按顺序传送用户数据,在整个切换过程中都将保持PDCP序列号(SN)的连续性。因此,在单个PDCP实体中提供了一个通用的(针对源和目标)重新排序和复制功能。加密/解密和报头压缩/解压缩需要在公共PDCP实体中分别处理,具体取决于下行链路/上行链路数据包的来源/目标。
DAPS切换呼叫流程
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下行多天线传输是5G NR的关键技术。即使天线组位于同一位置,从不同天线端口发送的信号也将经历不同的“无线电信道”。在某些情况下,共用天线将是非常重要的。
例如:PDSCH物理信道和PDSCH DMRS共享相同的天线端口,将有助于UE使用DMRS来估算信道,并在解码PDSCH上的信息内容时使用该信息。
MIMO利用这种特性(不同的无线信道)跨越不同的天线端口来传输多个并行的数据流。因此,理解天线端口是一个抽象的概念是很重要的。逻辑“天线端口”和物理“天线元件”有所不同。特定的传输使用特定的天线端口,然后这些天线端口映射到一个或多个物理天线元件上。
例如:同步信号PBCH和PBCH解调参考信号使用天线端口4000,即所有三个传输共享相同的天线端口。
天线端口和物理天线之间的映射可以是如下两种情况:
以上两种映射的场景有区别:一对一映射在不需要波束成形的较低频段中工作时(波束成形需要多个物理天线元件)很有用。而一对多映射则在对于在较高频带中进行波束成形时,作用很大。让我们通过不同的示例来了解映射场景。
示例1:一对一映射在2 * 2 MIMO 一对一映射情况下,天线端口= 1000和1001。天线端口1000映射到一个物理天线,而天线端口1001映射到另一物理天线。
从UE的角度来看,存在两个下行链路传输,一个PDSCH及其与天线端口1000相关联的DMRS,以及另一个PDSCH及其与天线端口1001相关联的DMRS。UE不需要知道两次传输使用了哪些具体的物理天线元件。
示例2:一对多映射在其他情况下,天线端口与物理天线元件之间存在一对多的映射时。当使用需要波束成形的较高工作频段时,可以这样做,如下图所示。
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服务质量 (QoS)是指网络用户所体验的服务总体性能的度量。为了定量测量QoS数据包丢失,比特率,吞吐量,传输延迟,可用性,抖动等,需要考虑服务的相关方面。下图显示了有和没有QoS的信道带宽(BW)的性能对比。
根据ITU的定义,QoS包括各个连接方面的要求,例如服务响应时间,损耗,信噪比,串扰,回声,中断,频率响应,响度级别。同时可以将QoS定义为一种控制机制,该机制是通过最大程度地提[……]
我们知道,UE通过PRACH信道将前导码发送到gNB,以获得UL同步。与LTE类似,在5G NR中,此处是在每个时频PRACH情况下定义的64个前导码。前导码由两部分组成:循环前缀(CP)和前导码序列。
在5G NR中,支持13种类型的前导码格式,称为Format 0,Format 1,Format 2,Format 3,Format A1,Format A2,Format A3 ,Fo[……]
近两年来,在美国加大对中国为制裁力度的背景下,我们大多数人都认为,部分国家可能出于网络安全的考虑而选择西方厂商,那么诺基亚的全球通信市场也必将受益,借用川普的话,2020年诺基亚将再次伟大。然而,事实却是相当的戏剧,单从其世界500强的排名就可以看出端倪:2019年诺基亚世界500强排第466位,2020年排第 488名 ,下降了22位(今年中国500强企业总数首次超过了美国)。
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通常OSNR 通过光谱分析仪 (OSA) 测量而出,其定义为:数字信息信号(P信号) 的光功率与光放大器为信号叠加的光噪声(P噪声)之比。对于 P信号,要包括信道带宽(B信道)内载送的总信号功率,通常带宽为 50GHz。噪声功率已归一化为 B噪声 = 0.1 纳米测量带宽。以下公式描述了 OSNR 计算:
我们知道,光信噪比是确定波分信号质量的最重要指标之一,在规划网络时,是一个非常的关[……]
6G无线技术的KPI目标 :
以上KPI不可能同时支持,但是不同的用例将具有不同的KPI集,也只有一些用例能达到上述最大要求。
下面显示了5G KPI和6G KPI的比较,其中还考虑了区域流量容量和连接密度。6G可能会在很大程度上携带与无线通信的非传统应用程序有关的信息,例如分布式缓存、计算和AI决策。
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5G(NR)无线系统支持终端(UE)进行载波聚合(CA)和双连接(DC),3GPP在38.300对它们分别定义如下;
1.载波聚合
在CA的情况下,对于物理层的多载波仅公开其MAC层,每个服务小区需要一个HARQ实体,具体如下图-1和图-2所示:
图-1
图-2
在上行链路和下行链路中每个服务小区有一个独立的混合ARQ实体并且在没有空间复[……]
在5G(第五代)移动网络中5G Core(核心网)和RAN(无线接入网)是其两个基本组成部分。通过它们协同工作才能实现与5G相关的高级功能和服务。那么5G Core和RAN是什么呢,请继续往下看:
1.5G Core(核心网)
2. RAN(无线接入网络)
3. 5G核心网和RAN交互
4. 应用案例和服务
5. 安全考虑
6[……]
网络切片(network slices)是5G(NR)系统结构中的基础概念,它允许网络基础结构虚拟化,从而创建多个隔离和自定义的网络切片。而每个切片都是为支持特定特征而定制的,如不同的服务类型,延迟需求,吞吐量需求和可靠性水平。而切片选择(slice selection)是指选择和配置特定切片以满足特定服务,应用程序或用例要求过程;具体选择包括关键方面:
1.业务用例特异性
切片选择[……]
Q1. 5G(NR-New Radio)意味着什么?
A.5G(NR)代表5G网络无线通信中空中接口为新一代全球标准。与前代产品相比带来了许多改进,其中包括更高的数据速率、更低的延迟和更高的可靠性。
5G(NR)代表了无线通信技术的最新进展,旨在提供前所未有的速度和连接性。它利用波束赋形和MassMIMO等先进功能来优化数据传输,使其成为 5G生态系统中的关键元素。
Q2. 5[……]
物理层(Physical layer)位于移动通信OSI架构第一层(Layer1);虽然物理层处于最底层却是整个系统的基础;物理层为设备(UE)间的数据通信提供传输媒体及互连,为数据传输提供可靠的环境。
3GPP规范物理层由1个通用文档(TS38.201)和7个文档(TS 38.202、38.211~38.215和37.213)组成,这些规范之间关系如图2所示;
TS 38.201[……]
非地面网络(NTN)的出现为全球互联互通的变革性飞跃奠定了基础,有望重新定义电信格局。随着5G、以及即将推出的6G、低地球轨道 (LEO) 卫星和物联网 (IoT) 的整合,NTN正处于提供无处不在的连接的风口浪尖,预示着智能互联网 (IoI) 新时代的到来。
NTN 最引人注目的优势之一是它能够提供无处不在的连接。全球大部分地区仍在为有限的互联网接入或根本没有互联网[……]
最近,知名调研机构Dell’Oro Group发布了2023年的全球无线接入网RAN的市场调研报告,简单了解了一下。
报告表示,虽然2021年和2022年全球RAN市场的整体收入有改善的迹象,但这一进展在2023年放缓。2023年全年全球RAN收入减少了近 40 亿美元。
根据其数据显示,全年按地区划分的全球Top5 RAN 供应商如下:
另外,按全球收入计算,排名[……]
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基站是在无线通信中支持蜂窝移动通信的站点,主设备中的天线系统和收发信(机)系统主要为创建无线小区或蜂窝网络中的相邻小区;此外无线基站中还包括用于定时的GPS接收器、电源和传输等。
4G(LTE)基站中每个扇区一般由1个RRH(远程无线电头端)构成,该RRH通过小型可插拔(SFP)设备连接到单个CPRI链路–使用RRH和BBU中另一个SFP之间的光缆;再通过同轴跨接电缆将RRH上的射频输出端[……]
5G系统中NAS(非接入层)负责管理移动设备和核心网络之间的控制面过程、信令和移动性管理关键层。其功能包括:注册、连接建立和释放、移动性管理、安全、SMS处理和EPS承载管理。随着5G发展NAS将继续在确保网络内移动设备的高效通信和管理方面发挥关键作用
5G(NR)无线网络中NAS(非接入)层是协议栈中的关键层,提供与移动终端(UE)控制和管理相关的基本功能。NAS运行在信令面,负责处理非无[……]
多径及符号间干扰(Inter symbol Interference ISI)
在理想系统(理论上)中,传输的符号到达接收器时没有任何损耗或干扰,如下图所示[2]。
但在实际场景中,传输的信号会受到传播环境影响,电磁波遇到物体阻挡或者经过大气层传输不可避免地产生折射或反射信号, “相同”信号通过多路径到达接收端,因此具有不同的延迟(“延迟扩展”)
在接收机上,所有这些“多[……]
VoIP作为互联网语音协议允许用户通过宽带互联网进行通话,这也是在微信、QQ、WhatsUP、MSN中的语音方案;但在移动互联的4G(LTE)和5G(NR)网络中并未采用,而启用VOLTE和VONR作为语音解决方案;要了解弃用原因,可从以下进行分析:
1. QoS
2. 紧急服务限制
3. 安全和隐私
4. 网络兼容问题
5. 对ISP依赖[……]
移动通信系统通常划分为三部分:终端(UE)、无线接入(RAN)系统和核心网络支撑系统。5G系统的核心网又称为5GC;
作为整个5G生态系统中央智能和控制点在提供5G技术所支持功能上5GC起着关键作用,主要包括:
一、4G到5G架构转变中5GC主要表现在以下两方面:
二、5G核心主要功能:主要表现在:
三、应用服务和用例推动
四、资源高效利用和可扩展性
[……]
无线通信技术一直在不停地发展中,而在4G到5G的过渡期间经常会引发“5G的引入会使4G变慢吗“?的问题;从技术层面来讲5G的引入并不会直接让4G变慢。然而随着5G部署愈加广泛,以下几个因素可能会影响我们对4G网络的感知和性能。
一、5G采用率提高
二、后向兼容性
三、运营商策略
四、5G技术进步
五、用户向5G迁移
移动通信技术向5G的过渡本[……]
作为新一代系统,5G-R将彻底改变移动通信和人们的出行体验;这是因为5G以其灵活和高效的架构进一步贴近终端用户;与此同时它也为用户和运营商开辟了新的前景,为移动通信向未来迈进了一大步。在5G-R中其将把通信、铁路基础设施以及车辆通信提升到一个新的水平,为乘客和运营商开辟了新的前景并推动未来人们的出行。
一、5G-R持续需求在城市化或数字化等大趋势的推动下,铁路系统和旅客出行中的通信需求持续,[……]
一、邻区关系(Neighbor relation)从2G到5G的无线通信中邻区关系或者说邻居规划是一项重要的活动。 邻区关系对于移动终端(UE)处于空闲模式的小区重选及移动状态时的切换都非常关键。
二、邻区规划与维护在过去,无线网络规划师和优化工程师常常通过手动维护与无线网邻区关系并在系统初始配置和启动期间进行配置。很多时候通过网络DT测试,检查被遗漏的邻区配置再进行补加。随无线技[……]
一、PCI和Cell ID定义在4G(LTE)和5G(NR)无线网络中PCI(Physical Cell Identity)是物理小区标识,由小区主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)构成,可以通过频繁地更改管理干扰;而Cell ID是出于网络管理目的为每个小区分配的全球唯一标识符,在小区整个生命周期内都是固定的。
二、PCI和Cell ID区别在4G和5G无线网络中PCI(物[……]
5G Release 18是5G-Advanced的第一个版本,它包含许多增强功能,可提高5G网络的性能和功能。这些增强功能包括:
除了这些增强功能外,5G Release 18还将包括许多新功能,例如:
5G Release 18 是 5G 演进的重要一步,有望实现广泛的新应用和业务。
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为了提升网络覆盖范围,使用非再生RF射频中继器是更简洁的解决方案。RF中继器的工作原理是接收并放大信号,然后将其转发。随着5G NR技术逐渐向更高频率发展,信号传播条件可能会变得更加恶劣,因此射频中继器的变得更加重要。
在Release 17中,3GPP RAN4引入了RF中继器规范,规范详细规定了FR1和FR2在射频特性和电磁兼容性方面的要求,以确保在各种典型商业环境中的兼容性。尽管射频中[……]
路线一:EML路线
800G DR8 OSFP光模块采用8颗100G EML激光器,激光器数量多,成本高,是目前技术最成熟的一个方案。未来有望实现800G DR4 OSFP,激光器数量减半,成本降低,长期有望接近400G光模块的价格。
路线二:硅光路线
800G硅光目前多采用双激光器驱动方案,复用了当前400G DR4方案。成本上要更低于EML方案。未来会发展为单激光器驱[……]
从全球网络覆盖的角度来看,超过 80% 的陆地地区和 95% 的海洋地区没有被地面蜂窝网络覆盖。5G 网络的建设不仅要提供高网速,还要提供无处不在的移动网络接入。然而,在山区、沙漠和海洋等偏远地区,建设和维护 5G 地面网络的成本极其高昂,因此无法在这些地区提供 5G 网络覆盖。
幸运的是,航空航天技术的发展使基于卫星的宽带通信系统能够以更低的成本为大片甚至全球区域提供无线覆盖。因此,5[……]
5G RAN 可采用 NSA 和 SA 架构进行部署。Non-Standalone非独立部署涉及到 DC(双连接)的使用。最初的 5G NSA 部署称为 EN-DC(EUTRA-NR 双连接),其中主节点是 eNB;辅助节点是 en-gNB(ENDC gNB)。
同时,在使用 5G NSA 模式时,我们也会听到许多与小区类型、小区组和小区节点相关的缩写,如MCG、SCG、SpCell 等。下[……]
面向智慧内生的6G全服务化架构探讨.pdf
中华人民共和国无线电频率划分规定.pdf
生成式AI-产业变革与机会论坛(演讲PPT).pdf
蜂窝物联网系列之LTE Cat.1 LTE Cat.1 bis市场跟踪调研报告2023.pdf
低速率差小区分析与优化.pptx
大型园区网络建设与管理.pdf
全球海底光缆产业发展研究报告(2023年).pdf
中国[……]
同步(synchronization)是移动通信网中的网络(NT)与终端(UE)协同工作基础;无线网络中基站与终端同步后才能进行下行和上行链路信令和数据传递。5G(NR同步可分为以下几种情况:
一、5G(NR)同步3GPP协议定义终端(UE)接入网络过程中频率和时间同步可在PSS和SSS译码过程中实现,主要过程解释如下:
5G网络中SSB块及PCI检查示意图
二、4G[……]
由于高速率、低时延和大连接的技术要求,5G网络中RRC(Radio Resource Control)除负责无线资源控制和配置外,还负责网络切片、终端(UE)能力传递信息等上层功能。
一、NAS消息传输RRC支持非接入层(NAS)消息的交互,以支持终端(UE)与网络之间所需数据无线承载(DRB)信息的传递。这种NAS消息是专为RRC所设计,可在上行/下行链路中或搭载在其他RRC消息中传输。其[……]
CPRI(Common Public Radio Interface-通用公共无线电接口)是RRH(远程无线电头端)或RE(无线设备)与基站基带单元(BBU)或无线电设备控制器(REC)之间关键内部接口,也就是无线网络中的前传传输网络。
RRH分布在城市和郊区隔几英里铁塔上;而这些RRH必须连接到位于集中位置的基带单元。RRU和基站之间连接通常称为“前传(fronthaul)”。
[……]
时间敏感网络(TSN)产业发展报告.pdf
TSN – 时间敏感网络技术概述.pptx
时间敏感网络(TSN)及无线 TSN 技术.pdf
TSN – Time Sensitive Networking.ppt
AI+5G赋能未来制造业灯塔工厂.pptx
无人机概述及系统组成.pptx
大疆创新科技:5G时代的无人机应用展望-.pdf
5G应用场景白皮书.[……]
Rel-17 NR coverage enhancements WI的Core part定义了一系列增强上行接收可靠性的新特性,之前在公众号里已经有了比较详细的介绍。目前Core part,早已在今年3月完结(虽然RAN4 RF maintenance一直持续到现在..)
Perf part部分的工作也于今年Q1启动,目标是为支持这个课题新特性的基站设备,制定标准化的上行信道解调指标。
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移动通信网络过去20年间发生了巨大变化,5G通过波束斌形(Beamforming)、大规模多输入多输出(mMIMO)、毫米波(mmWave)频率和新的灵活空中接口将网络复杂性提升到了一个全新水平。
5G网络于2019年开始投入商用;面对每用户平均收入(ARPU)下降,移动通信运营商都渴望抓住5G机会并推动其用户增长和盈利增加;而5G服务中领先地位取决于有效的网络;网络设备制造商(NEM)须在[……]
问答1:5G中的NSA是什么网络?
5G Non-Standalone架构是在现有LTE无线和核心网络中添加一个5G(NR)小区作为终端(UE)空中接口的速度。与LTE载波聚合不同,因为5G小区独立于连接的 LTE部分运行;数据同时通过LTE和5G(NR)传输。
问答2:5G中TDD和FDD网络各有什么特点?
TDD=时分双工,如用于波段n78。上行链路和下行链路在同一[……]
5G网络中网络为RRC CONNECTED状态的终端(UE)配置测量参数;终端(UE)根据参数完成测量后上报测量报告,网络为终端(UE)配置两种测量对象:
一、测量目标配置是通过RRC消息中MeasObjectNR IE下measObjectToAddMod向终端(UE)下发测量对象(图1)
图1.配置中5G测量对象
测量对象MeasObjectNR中参数分别如下:
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对于长DRX之后的寻呼接收,需要预同步,如果SSB与寻呼进行QCLed,则可能基于SSB。此外,SSB还将用于DRX周期内的至少一轮RRM测量。此外,UE还需要在寻呼接收之前执行最佳波束识别,这也可能依赖于SSB。因此,可以观察到SSB正在发挥寻呼接收的作用:
另一方面,寻呼和SSB之间的间隔将对UE处[……]
NR支持在控制信道和相应的数据信道传输上使用相同或不同的波束,TRP和UE处的波束赋形对于超过6GHz NR的覆盖要求至关重要。然后,UE波束赋形自然可应用于NR物理下行控制信道(NR PDCCH)或物理下行共享信道(NR PDSCH)接收。所以本文讨论了控制信道和数据信道之间的波束关系。
对于大于6GHz的NR,众所周知,应在TRP和UE侧采用波束赋形技术。事实上,UE[……]
最新版本华为WDM/OTN产品说明书。
文档密码:TXBK8906
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本文档共计174页,包含U64/U32/U16,M24/M12/M05等产品规格的介绍。
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之前有大佬已经聊过5G垂直行业,因最近面试需要涉及到此话题,在此小聊一下。
垂直行业,是相对某个具体行业或平台而言的,一个子行业是某个行业的垂直领域,这个领域又可能是某个大领域的垂直行业。如下图中举的大家都比较熟悉的栗子,移动电商行业,只做书籍买卖的当当,
某种程度上说,垂直就代表着专一专业,是对某个行业的具体细分。因此,垂直行业的种类将非常多。另外,除了基于共同的平台或应用相关的[……]
为了在Rel-16中进行特定面板的波束选择,同意为多面板部署指定上行发射波束选择,主要针对FR2,如下所示:
对于配备多个面板的UE,上行传输的特定面板波束选择可用于增强上行覆盖、传输鲁棒性和吞吐量,如以下用例所示:
对于波束/面板堵塞的情况:
考虑到UE面板可能被阻塞或UE本身可能旋转,来自不同面板的波束可能更适合于不同的上行传输实例。在图1中,可以观察到,通过选择跨面板的[……]
描述了用于工业自动化的用例,这些用例应该在IEC/IEEE60802联合标准项目中涵盖,以此来指定用于工业自动化的TSN(时间敏感网络)行规(TSN-IA)。
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今天我们来聊聊调制。说到调制,我想很多同学马上会联想到这些关键词:BPSK、QPSK、调幅、调相、QAM、星座图……
众所周知,调制和解调是通信基本业务流程中的重要组成部分。没有它们,我们的移动通信根本无法实现。
那么,究竟什么是调制?为什么要调制?5G又是怎么调制的呢?接下来,我们逐一介绍。
调制是做什么用的呢?
让我们看一下生活中的一个例子:我们每天都在出行。出行的[……]
本标准规定了5G核心网边缘计算的总体架构、核心网功能要求、平台要求和关键流程等。适用于5G核心网相关网元、5G核心网边缘计算系统的相关组件或网元,以及系统相关接口等。
5G核心网边缘计算总体技术要求 (YD_T 3962-2021).pdf
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5G 前传 3.0 是 5G 建设的必经阶段和必然需求,主要驱动来自三个方面,一是 5G CRAN 架构变化与 5G 品质业务发展矛盾驱动,二是 5G 网络末梢海量模块和光缆主动运维驱动;三是 5G 综合业务接入驱动。
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本文档在介绍 IFIT 的基本技术原理基础上,对 IFIT 网络性能测量架构进行了描述,并给出了承载网和企业园区网的应用场景实例。最后对下一步发展方向给出描述。
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本白皮书介绍了 Wi-Fi 6 与 5G 各自的技术特点及主要应用场景,并从频谱、终端生态、安全性及应用场景等方面对两者做了对比;阐明 Wi-Fi 6 网络与 5G 网络各有自己的最佳使用场景,谁也取代不了谁,两者在一定场景上可以互相补充.
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3GPP Rel-15包括多种上行增强技术3GPP Rel-15涉及如下三种上行增强技术:双 连 接(EN-DC, EUTRA-NR Dual Connectivity)、载波聚合(CA,Carrier Aggregation)、和上行补充载波(SUL,Supplementary Uplink)。
5G双连接(EN-DC)技术
1、技术原理在5G部署初期,考虑到5G核心网的成本及成熟度[……]
一本很好的有关天线的原理及相关实现技术书籍,共计320多页,主要介绍天线的基本原理,详细介绍了天线方向图、天线的阻抗、接收天线理论、双极单极天线、行波天线、单反射面天线等基础原理。
下载地址:
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SRv6(Segment Routing IPv6,基于IPv6转发平面的段路由)简单来讲即SR(Segment Routing)+IPv6,是新一代IP承载协议。其采用现有的IPv6转发技术,通过灵活的IPv6扩展头,实现网络可编程。SRv6简化了网络协议类型,具有良好的扩展性和可编程性,可满足更多新业务的多样化需求,提供高可靠性,在云业务中有良好的应用前景。为什么需要SRv6?传统网络困局全球[……]
5G的BTS命名为gNB ,可以分为两个物理实体,分别为CU(集中式单元)和DU(分布式单元)。
CU为协议栈的较高层提供支持,例如SDAP、PDCP和 RRC,而DU为协议栈的较低层提供支持,例如RLC、MAC和物理层。
另外,请注意,如果CU连接到4G核心网络,则不会出现SDAP层,因为我们应该有5G核心网络来支持SDAP。
实际上,每个gNB有一个CU,但一个CU控制多[……]
为此,各个运营商也一直在大肆宣传5G网络切片,声称将会更有效地为企业创建专属的无线虚拟专用网络,帮助企业节约投资和赚钱。 但是,网络切片是一项非常复杂的技术,必须在 5G SA核心、RAN、边缘和传输网络中各级切[……]
最近,由中国移动提出的面向5G前传的MWDM技术终于在ITU-T立项提案。而在2020年的ITU-T SG15 Q6会议上,中国移动就已经提出过基于12波25G O-band WDM及半有源MWDM技术方案。
本次(ITU-T SG15)全会正式通过并明确将MWDM作为新立项标准G.owdm2的研究内容,从此中国移动的MWDM,与中国电信牵头的LWDN,中国联通牵头G.metro的DWDM方[……]
为了满足无线通信对带宽需求的不断增长,在有限的频谱资源下,人们绞尽脑汁想提高无线通信容量。拿出著名的香农定理分析,通信系统的容量C一般用以下等式表示:
C = N • B • log (1 + SNR )
其中N表示复用通道数,B表示信号带宽,SNR表示信噪比。
因此,我们提高无线传输容量就可以概括为三种方法:
其中:
但是通过增加每通道信号带宽提高符号率,假设我们使用单信道PM-QPSK,并采用最新的数字信号处理(DSP以及模数/数模转换器(ADC/DAC)电路,也需要大概300Baud,这在目前是无法实现的。
而采用增加调制等级这一方法来说,提高调制级别貌似也到达了极限,比如说我们要想达到2倍于QAM1024的容量,必须使用进行100万次QAM调制,达到一次传输20比特信息,实现难度太大了。如下图为当前及后续预估可达到的手段。
因此,当前硬件工艺水平下,我们还能在哪方面作文章呢?如何在频谱资源有限的情况下,提高频谱效率?
下面我们就来介绍一种基于空间复用技术,即通过多个空间独立的电磁波并行发送和接收多个数据流的信号复用方法:OAM轨道角动量。
首先我们来看一看OAM是什么?
[……]
首先让我们看一下无线帧的框架结构:
一个帧的持续时间为10毫秒,这意就味着我们每秒有100个无线帧。如上图所示,我们可以看出:
在LTE网络中,由于对传输的数据有不同的要求,LTE的帧结构在时分双工(TDD)和频分双工(FDD)模式之间有所不同,LTE帧结构有两种类型:
LTE FDD是全双工系统,因此下行链路和上行链路传输都在不同的频率上同时发生。
[……]
在5G NR中,CORESET被称为“ 控制资源集”。它是下行资源网格中特定区域内的一组物理资源,用于承载PDCCH(DCI)。NR PDCCH被专门设计为在可配置的控制资源集(CORESET)中发送。CORESET类似于LTE中的控制区域,但是在某种意义上被概括为:CORESET可以通过对应的PDCCH搜索空间来配置它的RB集合和OFDM符号集合。控制区域的这种配置灵活性(包括时间,频率,数字和操作点)使NR能够解决各种用例。
在LTE控制区域中,PDCCH在整个系统带宽上分配,但是NR中,PDCCH在专门设计的CORESET区域中传输到频域中的特定区域,如下图所示。
[……]
我们知道最小耦合损耗(MinimumCouplingLoss,MCL)定义了基站和手机之间最小的耦合损耗。MCL的值由两部分组成:手机到天线的自由空间损耗和天线到基站接收机的天馈系统损耗。这里的MCL过小则会导致系统的上行噪声的上升,从而影响网络的性能。因此应该通过合理的方案设计,以保证系统的路径损耗和天线的至最近终端间的空间损耗之和大于允许的最小耦合损耗。
最小耦合损耗MCL=手机到天线的自由空间损耗+天线到基站接收机的天馈系统损耗
最大耦合损耗(MaximumCouplingLoss,MCL)被3GPP作为评估无线接入技术覆盖范围的指标。从理论上讲,它可以定义为系统可以忍受并仍可运行的传输功率水平的最大损耗(由最小可接受接收功率水平定义),它是数据还能正常传输的临界值。MCL是UE和eNodeB的天线端口之间的最大总信道损耗,计算MCL时不考虑天线的方向增益,MCL越高,链接越强。
上行MCL=上行最大发射功率-基站接收灵敏度(噪声系数(NF)+ SINR +底噪声)。下行MCL=下行最大发射功率-终端接收灵敏度(噪声系数(NF)+ SINR +底噪声)。
覆盖范围还可以通过最大路径损耗(MPL)来表示。此处,路径损耗是由于辐射功率的远距离传播,建筑物穿透等导致的信号路径损耗。因此,可以通过发射和接收天线处的辐射功率电平之差来计算MPL。为了确定MPL,还需要考虑发射器和接收器的天线增益。
MCL和MPL之间的差异如下图所示。
[……]
调制Modulation和编码方案Coding Scheme(即,MCS)定义了一个符号可以携带的有用比特数。与5G或4G相比,符号定义为资源元素(RE),MCS定义为每个资源元素(RE)可以发送多少个有用比特。MCS取决于无线链路中的无线信号质量,更高的质量会在一个符号中传输更高的MCS和更多有用的比特,而较差的信号质量会导致更低的MCS,也就意味着在一个符号中传输较少的有用数据。
换句话说,我们可以说MCS取决于阻塞错误率(BLER)。通常,定义的BLER阈值等于10%。为了在变化的无线条件下保持BLER不超过该值,gNB使用链路自适应算法分配调制和编码方案(MCS)。使用PDCCH信道(例如,DCI 1_0,DCI 1_1)上的DCI将分配的MCS用信号发送给UE。
一个MCS基本上定义了以下两个方面:
(一)调制
调制定义单个RE可以承载多少位,而不管它是有用的位还是奇偶校验位。5G NR支持QPSK,16QAM,64QAM 和 256QAM调制。使用QPSK,每个RE可以传输2位,使用16QAM可以传输4位,使用64QAM可以传输6位,使用256QAM则可以传输8位。这16个,64个和256是 QAM调制阶数。可以使用以下公式计算每个调制阶数的比特数。
(二)码率
编码率可以定义为有用位与总传输位(有用+冗余位)之间的比率。添加这些冗余位用于前向纠错(FEC)。换句话说,可以是物理层顶部的信息位数与映射到物理层底部的PDSCH的位数之间的比率。我们也可以说,这是对物理层添加的冗余的一种度量。低编码率对应于增加的冗余度。
(1) 5G NR 调制和编码方案(MCS)特性 :
(2) 调制和编码方案表
[……]
无线信号在传输中的多径传播会导致时间延迟,信号失真等。下面就让我们讨论从1G到5G系统中用于解决此类问题的多址技术。
相干带宽和衰落信道
基站(UMTS-NB / eNB / gNB)在多个方向上向用户设备(UE)发送信号,因此接收到的信号可以被延迟或衰减。在频域中,如果信号带宽小于相干带宽,则信号将被保留而不会产生任何失真。但是,如果信号带宽大于相干带宽,则会出现衰减,这称为频率选择性衰落信道。
频分复用接入(FDMA)
在第一代移动通信系统(1G)中已经使用FDMA。从根本上讲,我们将带宽分成小块,以便在更高的持续时间内传输符号,例如20MHz(LTE中的最大信道带宽)划分为1200个子载波,每个子载波的带宽为15kHz,这就是所谓的 多载波传输技术。15KHZ*1200子载波,总共是18MHz,另外2 MHz用于保护频带。例如,我们在66.7ms内传输一个符号,而不是0.05us,即1/(15 kHz)而不是1/(20 MHz)。与符号持续时间分别为0.05us和66.7ms相比,1us延迟因此避免了时域中的符号/信号重叠。如下图左下角的说明。
在上文中,我们提到的信号失真是在频率选择性衰落信道下发生的。实际上,我们将在宽带处理系统中部署信道均衡/均衡器以减少失真。在下文中,我们将介绍OFDMA作为一种解决所有上述问题的技术,这些问题是由多径传播、延迟扩展、频率选择性衰落信道和信道间干扰(ICI)引起的。
正交频分复用访问(OFDMA)
[……]
为了提高协议效率并保证传输包含在一个时隙或波束内而不必依赖其他时隙和波束,为此5G NR引入了以下四个主要参考信号。
下图描述了与不同物理信道关联的参考信号映射关系。
与LTE相比,NR的新增功能 :
解调参考信号(DMRS)
DMRS是特定于特定UE的,用于估计无线信道。系统可以对DMRS进行波束赋形,将其保留在计划的资源内,并且仅在必要时在DL或UL中传输它。另外,可以分配多个正交DMRS以支持MIMO传输。该网络会尽早为用户提供DMRS信息,以满足低延迟应用程序所需的初始解码要求,但它也偶尔为信道变化不大的低速场景提供此信息。在跟踪信道快速变化的高移动性场景中,它可能会增加DMRS信号(称为“附加DMRS”)的传输速率。
相位跟踪参考信号(PTRS)
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在LTE中,一个较大的传输块TB可以拆分为一串较小的CB。并且整个传输块TB以10%的BLER目标进行传输,如果BLER目标不满足且CRC失败,则必须重新传输整个TB。但是,有时候由于大TB,HARQ的性能可能会受到影响。
在5G NR中,也有TB(Transport Block传输块)和CB(Code Block码块)的概念。为了达到更高的传输效率并改善延迟,5G NR引入了一种称为基于代码块组(CBG)的传输的概念,该概念基本上将大传输块TB划分为较小的代码块CB,较小的代码块进一步分组为“代码块组(CBG)”。
也就是说,CBG(Code Block Group)这个概念只在5G NR中出现,在LTE中是没有的。下面我们就来看看5G NR中的CBG是什么。
在5G NR中,1 个CBG通常由几个CB组合成。UE将对这些码块组(CBG)进行解码,并将针对每个单独的组发送HARQ反馈(ACK/NACK)。CBG以DCI表示(Format 0_1, Format 1_1),CBG的大小则是由RRC消息指定的。
TB的典型结构如上图所示。1 个TB通常由多个CBG组成,而 1 个CBG又由多个CB组成。但我们也有可能会看到一些其他类型,如下文所述。
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对于移动运营商而言,5G远不止是4G/LTE标准的更快版本。5G将是一种全新的网络架构——“网络的网络”——具有多种接入技术,如 Wi-Fi、小基站和传统移动无线网络以及地面和卫星。
卫星将在未来的5G网络中扮演重要角色,而用户(包括消费者、政府和行业)的利益将不仅来自于单个技术,还有这些服务给人类带来的量子差异。
3GPP表示,卫星网络的整合将有助于在未得到服务和服务不足的地区推出 5G 服务,提高可靠性并提高各地的服务可用性,从而使关键通信和交通应用受益。
以下四个“场景”,可以利用卫星、高带宽和无处不在的覆盖优势,使能和扩展地面的5G网络。
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DECT,数字增强型无绳电信(数字欧洲无绳电信),是一种经常用于固定电话的无线标准。简单地说,DECT之于固定电话就像WiFi之于互联网。
但是,DECT几十年来都一直默默无闻。直到最近,ITU表示认可ETSI的新标准DECT-2020 NR,并将其作为5G的IMT-2020技术标准的一部分。下面我们就来看看DECT-2020 NR具有哪些我们所不知道的优势吗?
DECT-NR的技术特点如下:
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SS Block(SSB)表示同步信号块,实际上它指的是同步信号/PBCH块,因为同步信号和PBCH信道总被打包成一个一起移动的块(Block)。该Block的组成部分如下。
我们知道,SSB突发包含在5毫秒的时间范围内,在5毫秒的时间范围内最多传输64个SSB波束。而无线电帧为10ms,这就是说,SSB突发可能发生在无线电帧后半部分的前半部分。本文的目标是解释UE如何在时域中找到相对于SFN和时隙定时的SSB位置。要找到SSB的位置,那么我们需要两条信息。通信百科公众号整理发布
在初始扫描或OOS模式的情况下,当UE查找小区时,UE将处于工作模式,在频域和时域扫描所有频带和GSCN光栅(可能的SSB位置),并扫描每个GSCN光栅20ms,直到检测到SSB突发或SSB。
SSB突发包含在5ms时间实例内,3GPP规范将其定义为半帧,但没有指定它是在无线电帧的前半部分还是无线电帧的后半部分。3GPP规范已经定义了SSB突发内SSB的OFDMA起始符号相对于SCS和频率范围,但OFDMA符号的这个位置在半无线电帧内,即5ms持续时间。
3GPP规范38.213[第4.1节]为每个频率范围和SCS定义了OFDMA起始符号。现在的问题是,UE将如何知道SSB突发是位于无线电帧的前半部分还是无线电帧的后半部分。对于解码SSB的UE,它需要扫描特定的GSCN光栅20ms,默认情况下,如果未指定,UE假定SSB周期为20ms并扫描特定频带的GSCN光栅。UE扫描每个GSCN光栅20ms,如果它无法找到任何SSB,它会移动到下一个GSCN光栅,直到找到SSB突发或SSB。UE在解码SS-PBCH块时得到的信息。通信百科公众号整理发布
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尽管数据业务的需求是5G增长和演进的主要驱动力,但语音业务仍然是移动通信网络中不可或缺的一部分。
5G提供的新无线电语音 (VoNR)功能类似于4G中的VoLTE。VoNR是5G SA架构下基于IMS的语音解决方案。在VoNR中,一个UE驻留在5G网络上,语音和数据业务通过5G网络上gNB和5GC提供。当UE不在NR的覆盖范围内时,将启动inter-RAT切换,以在LTE覆盖范围内提供VoLTE。
在5G的早期阶段,如果VoNR功能尚未部署在SA架构网络上,或者网络部署了NSA Option 3架构但缺少5GC ,则网络都不支持VoNR功能。在NSA模式下,由于网络具有EPC,那么VoLTE用来提供LTE的语音服务,而数据业务则由NR提供。但是,在SA模式下,网络不支持VoLTE。
因此,为了在VoLTE呼叫移动到5G SA网络时提供持续的语音服务,3GPP定义了语音回退功能。5G有两种类型的(FallBack)回退功能:演进分组系统 (EPS) 回退和RAT回退。
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相比4G,5G NR可以提供100M/400M(FR1/FR2)的小区带宽。而更宽的带宽对峰值和用户体验的数据速率有直接影响,但用户并不总要求这么高速的数据速率。从射频和基带信号处理的角度来看,使用较宽的带宽,意味着浪费更高的功耗。怎么解决这个问题,即在需要大带宽时提供宽一点的带宽,不需要大带宽时就节能一些?
为此,5G-NR引入了BWP (Bandwidth Part)的新概念,提供了一种以比配置的 CBW更小的BW来操作终端UE的方法,这使得NR尽管相比4G 有更大的宽带能力,但 NR 仍然是一种节能的解决方案。
那么,什么是BWP?
根据3GPPTS 38.300定义可将终端(UE)的接收和发送带宽调整为小区带宽部分–BWP ( Bandwidth Part)。它是一组连续的给定载波上参数集(µ)的物理资源块(PRB)的。这些 RB 是从给定的公共资源块的连续子集中选择的,它由BWP表示。参数集(µ)的定义,每个BWP 可以具有以下三个不同的参数值:
如下图所示:
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一般来说,无线基站的信号覆盖范围只有几公里,而5G基站的覆盖范围会更小。当我们乘坐高铁旅行的时候,基站就会不断的切换。也就是说,我们在这种高速移动的环境中,手机信号会从一个基站小区信道切换到另一个基站小区信道,也就可能会导致信号质量变差甚至掉线。下面我们来看看有没有一种技术方案可以解决这些问题。
众所周知,如上所述的高移动环境(例如高铁)的通信会遭受严重的多普勒扩展,导致当前 4G/5G[……]
要打通国际漫游,需要我们的移动通信系统跨运营商支持漫游功能。
我们所熟知的语音漫游,最早出现在 GSM 时期。随后数据漫游也作为GPRS(通用分组无线系统)的一部分引入到漫游功能中。到了3G/4G时代,其演进分组系统 (EPS) 则可以提供更加复杂的数据漫游。
到了 5G系统(5GS)时代,这些移动网络运营商希望引入 5GS 漫游作为演进分组系统 (EPS) 漫游的补充。让它们的5G用[……]
在传输网络中,我们大多关注全路径支持G.8275.1 以及网络交换机和路由器相关的Class A、B、C 甚至 Class D 等指标性能。但其实,互联这些IP设备之间的DWDM波分网络也是影响时钟时间误差比较关键的因素之一。
为什么需要保障一定的时钟时间等级?这是因为在时分双工 (TDD)的网络中,无论是 4G/LTE 还是 5G,都需要在蜂窝小区保障 1.5 µs 的最大时间误差。在G.[……]
1876年4月,一个名叫拉什·爱立信的人,在斯德哥尔摩皇后街15号一个普通建筑的小厨房里,创建了L.M.Ericsson公司,也就是百年大企业“爱立信”的前身。
16年后即1892年,爱立信漂洋过海来到中国。当时的清政府很快就向爱立信订购了2000个电话机。从此与中国开始了一段长达120余年的合作之旅。1906年,中国代表团还前往斯德哥尔摩,参观了爱立信总部。
可以说,从1G到[……]
如今,RAN的演进有很多不同的首字母缩略词,如vRAN、open RAN、O-RAN等。那它们都有什么不同的含义吗?
在这里,需要澄清的一个关键点是 RAN 的演进意味着将移动网络基站分解为更标准化的实体(这被广泛称为功能拆分),以及引入云技术以实现自动化部署和扩展并优化工作负载的位置。
因此,让我们说分解或功能聚合是迈向 RAN 演进的第一步。这意味着 4G 中的 eNodeB 或[……]
与 4G LTE 一样,5G 支持非 GBR 流和 GBR 流,以及新的延迟关键 GBR。5G 还引入了一个新概念——反射式 QoS。
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智能手机已经存在于我们生活中的方方面面。从GSM手机到3G/4G手机,特别是70/80后,都经历过多次的手机换代升级。如今,5G手机已是百花争艳,各个手机厂商也是八仙过海,各展拳脚。
如下图,是GSM手机的框图。它由射频部分(包括射频收发芯片)和基带部分(包括用于控制数据/控制消息的DSP和CPU)组成。ADC/DAC芯片用于射频和基带部分的接口。其他基本的手机组件包括触摸屏、电池、RAM、[……]
5G NR 无线接入的能力必须远远超出前几代移动通信。这些功能的示例包括极高的数据速率、极低的延迟、超高的可靠性、能源效率和极高的设备密度,并将通过 LTE 与新无线电接入技术的发展相结合来实现。
5G 关键技术组件中的基站( BS),分为有源天线系统(AAS-Active Antenna System)基站和标准无线系统(MSR-Multi-Standard Radio)基站。下面我们逐个介绍。
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在4G时代,分组核心网EPC一直都是其网络的核心部分。随着电信技术的不断发展,到了5G时代,3GPP定义的5GC(5G Core Network)逐渐成为了核心网领域的后起之秀。
与前几代相比,5G的部署在实际实施中可以同时承载EPC和5GC。这是通过在5G部署中引入SA(StandAlone)模式下的5GC和NSA(Non-StandAlone)模式下的EPC或5GC来实现的。
当然,这也[……]
为提高无线传输速率和覆盖范围,在更高频率或毫米波上的5G使用了波束赋形和Massive MIMO技术。波束赋形是一种信号处理技术,允许gNB向用户发送有针对性的数据波束,从而减少干扰并更有效地利用频谱并提高频谱效率。
当终端用户在室内或移动时,UE和gNB 之间的无线电链路容易受到RF信号的阻塞和劣化的影响,就可能会突然导致通信链路中断,造成Beam Failure波束故障。因此,为了更快的[……]
F5G即第五代固定网络(The 5th Generation Fixed Networks)。与F4G相比,F5G在带宽速率、联接容量和用户体验等方面都有飞跃式提升(大约10倍提升)。它具有超高带宽eFBB、全光联接FFC和极致体验GRE等三个特点,如下图所示。
我们常说F5G可实现“千兆家庭、万兆楼宇和 T 级园区”,主要是因为F5G借助接入网新技术可将用户侧[……]
在5G 网络中,用户到基站(上行链路)和基站到用户(下行链路)之间的流量通常是不对称的。这是因为用户下载的量要比上传的多得多。 在FDD(频分双工)中,上下两个方向的信道大小相同,同时在下行链路上可以通过256QAM 调制和高阶 MIMO (4×4) 等更先进功能,来满足下行下载带宽的增长需求。可以说,到目前为止对下行链路带宽的关注已经取得了非常好的成效。
但是,随着业务流量模式的变化,将[……]
需求可以推动技术的发展。5G时代的带来了丰富多彩的eMBB, mMTC, URLLC等数据业务,因此也对5G承载网的带宽、时延、时间同步精度都提出了更高规格的要求。相关需求如下图所示:
那么在网络结构上,这些需求主要体现在哪些层次。我们知道,与4G承载网的2级架构不同。在5G时代,由于CU、DU分离,5G移动承载网被划分为移动回传(backhaul)、移动中传(midhaul)和移动前传[……]
前传方案在4G建设时期也是讨论的较多,当时也有基于光纤直联(灰光方案)和波分复用技术的方案,同时也面临是3G/4G混传、4G独立建设等前传问题。同样,在5G前传方案中,当前讨论比较多也有光纤直联(灰光方案),只不过波分复用方案变种较多,从原来的CWDM粗波方案,到LWDM和MWDM,给人的感觉就是眼花缭乱,而且同样面临4G改造5G混传的问题。今天我们就来聊一聊吧。
(一)采用光纤直联灰光方案[……]
从1846年首次提出光是电磁波的猜想,并且认为电磁波是以光束传递的。1889年赫兹宣布,光就是一种电磁波。并算出电磁波传播的速度等于光速,这也正如麦克斯韦预测的一样。
再过十来年,也就是1901年12月12日,意大利工程师马可尼首次实现人类跨越大西洋的无线电通信。当时每秒的传输容量仅为几个比特。这样开启了我们一个电磁波无线通信的时代。
从此,我们就有了1G、2G、3G、4G以及现在的5[……]
A
A&EM Alarm & Event Management 告警与事件管理
A&VE Audio / Video Editor 音频/视频编辑器
A-A Analog-Analog 模模
A-D Analog-Digital 模数
A/D Analog / Digital 模拟/数字
A/V Audio / Video 音频/视频
A/VP Audio / Video Pan[……]
通道映射
下图描述的是从MAC层到PHY层的5G/NR通道映射。在这里,只介绍NR中的整个信道结构的大局,不会单独介绍每种信道处理的细节。这里将为每个不同的通道编写单独的通道映射和通道处理。
如果只粗略看一眼,很多人会认为它和LTE是一样的。在MAC层映射(MAC to Transport mapping)方面,我也认为它和LTE是一样的。然而,如果我们仔细观察一下物理层,就会发现它与[……]
前言
国内三大运营商均计划于2020年商用5G,未来网络朝着低时延、大容量、高带宽、广接入的方向发展已毋容置疑。当前的传送网架构,从城域到省干多选用烟囱式纵向结构,这种架构适用于核心网设备集中化布局的4G网络,但因为它时延高、扩展性差、建设成本高等缺点,将无法满足5G网络的发展。5G时代PTN网络是在现网基础上扩容改造,还是新建具备分片等特殊功能的PTN平台,均是当前面临的重大问题[1]。目[……]
在ORAN中,用于设置参数的O-RU管理功能是在M-Plane上完成的。管理功能包括O-RU软件管理,故障管理等。为此,O-RAN前传规范规定了各种参数作为数据模型,以实现所需的管理操作。这消除了对不同O-RU供应商实施的依赖,并使多供应商RAN成为可能。由“通信百科”公众号翻译整理发布M平面架构在M-Plane中,O-DU和NMS用于管理O-RU。O-DU和NMS使用NETCONF来管理O-RU[……]
本文介绍空闲(IDLE)和连接(CONNECTED)模式下的5G NR波束管理,它可以应用于5G NR的NSA和SA两种模式。波束管理一般包括:波束扫描,波束测量,波束选择和波束上报。
我们知道,5G NR可以支持很高的数据速率和更低的延迟。其频段包括FR1和FR2两个频段,其中FR1为低于6GHz,从450到6000MHz;而FR2为毫米波频段(从24.25GHz到52.6GHz)。
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在无线通信中,基站与终端(如手机)发射出的信号不可避免地要经过噪声和衰落的影响,导致信号损坏或失真。为了消除(降低)噪声,并在接收端补偿(信号)衰落。为此设计了一个发射机和接收机都知道的特殊信号,通过发射机发送已知信号,已知信号也同样经过噪声和衰减,最终到达接收机并检测特殊信号。因为信号已知,因此很容易知道信号是如何失真的,从而找出消除或补偿失真影响的办法。这样的特殊信号称之为参考信号(Refer[……]
3GPP 规范(38.211)中指定的5G NR的帧结构包括子帧、slot和symbol,5G NR支持两个频率范围,分别为FR1(低于6GHz)和FR2(毫米波范围:24.25至52.6GHz),并使用从 LTE 中固定的15KHz 子载波间隔派生出的灵活子载波间隔。也就是说在LTE中只有15KHz的子载波间隔,而在5G NR中却有多种间隔可用,这也是LTE也5G NR的最大区别。
帧和[……]
当移动设备想要与5G核心网络进行通信时,比如说它第一次开启或由于处于空闲状态一段时间,由于核心网络已经删除了资源以暂时传输数据,因此它需要与访问管理功能( AMF)建立连接。这就称为连接管理。
连接管理(CM)用于在UE和AMF之间建立和释放控制平面信令连接。
特征
连接管理状态转换
UE触发状态转换
一旦建立了RRC连接,UE状态就进入CM-Connec[……]
小区搜索是UE获取与小区的时间和频率同步并对该小区的小区ID进行解码的过程。在5G NR中,在将主要同步信号(PSS)和次要同步信号(SSS)解码为物理小区ID(PCI)方面,5G NR的小区搜索与LTE类似。
在5G NR中,UE可以通过两种方法访问5G-NR小区。
1. 非独立模式(NSA)部署:EUTRA – NR双重连接[EN-DC]
在EN-DC中,UE终端通过LTE[……]
在移动通信网络(2G, 3G, 4G或5G)中终端是否进行切换,是由基站根据移动设备的测量报告来决定。终端有多种测量项目(RSRP, RSRQ, SINR)和多种方法(周期性/事件触发)来测量服务小区和邻近小区信号质量。
理想情况下基站允许终端上报服务小区和邻居小区信号质量,通过单次的测量触发切换。而现实中频繁的乒乓切换,会造成基站过载。为了避免这种情况发生,3GPP规范提出了一套测量和报告[……]
5G回程的同步与LTE的同步非常相似。然而,在没有前传同步的情况下,为每个RU部署卫星接收机是很不划算的,特别是对于小型小区,C波段无线电和毫米波无线电。在5G中,回程同步将与LTE非常相似。然而,在没有同步前程的情况下,在每个RU部署卫星接收机将不具有成本效益,特别是对于小型小区,C波段无线电和毫米波无线电。
我们仍将看到卫星连接在C-RAN中心位置,并对无线电进行严格的定时控制。基本上,[……]
在3G和4G蜂窝网络中,卫星接收机嵌入在NodeB和BBU中。这些控制器利用一天中的时间信息,通过无线电波传送到UE。并获取每秒接收到的精确定时脉冲(1PPS),以此保持所有基站频率同步。3G和4G网络只需要 1 颗卫星就可以进行频率同步。5G蜂窝网络使用与3G和4G网络相同的GPS卫星,最多可使用全球范围内32颗卫星,具体取决于在服务的卫星数量,但使用方式略有不同。如下图所示:
图-基[……]
网络中不同节点的同步意味着时间和频率在时钟网络上的分布,这些时钟分布在一个广泛的地理区域,都有一个共同的主要来源。所有通信网络都要求节点同步,以便能够正确地解调接收到的信号。
在无线通信中,接收器不知道与发射信号相关联的物理无线信道或传播延迟的信息。典型的通信接收机使用低成本振荡器来保持设备的成本可控。这些振荡器本身就有一些漂移。因此,使用定时同步作为接收机[……]
在通信网络特别是无线通信网络中,同步的重要性值得讨论。如果无线电时钟失去同步精度,或者无线电不同步,在TDD信道中,TDD帧将漂移到保护周期之外,并干扰相邻小区站点。时钟源的精度越低,时间偏移的概率就越高,最终会带来性能和干扰方面的挑战。以下是TDD环境中可能出现的干扰问题:
由于大的定时误差在同一小区内引起的干扰。小区内干扰的概率很低,因为在TDD小区中,调度[……]
在任何无线系统中,当设备(UE)需要访问时,它必须向基站(gNB)发送信号或前同步码(MSG1),则需要能量。有人可能会质疑,以何种功率发送前导码才能成功检测到它?3GPP规范38.213给出了有关PRACH功率控制计算的以下公式。
该公式表示RACH功率应为(i)Pcmax或(ii)PRACH Target + PL中的最小值。
Pcmax取决于UE类别,通常认为是23dBm。
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EPC网络在5G时代面临的局限
5G将会渗透到未来社会的各个领域,而且不同领域对于网络的要求是多样化的,例如智能家居、智能电网、智能农业和智能抄表需要大量的额外连接和频繁传输小型数据包的服务支撑;自动驾驶和工业控制要求毫秒级延迟和趋于100%的可靠性,而娱乐信息服务则要求固定的或移动宽带连接。因此,5G网络需要具备更加灵活的架构以支撑不同环境下的业务诉求。
但是,当前3GPP协议定[……]
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我们知道,C-RAN是基于集中化处理,协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。其本质是通过实现减少基站机房数量,减少能耗,采用协作化、虚拟化技术,实现资源共享和动态调度,提高频谱效率,以达到低成本,高带宽和灵活度的运营。下面,我们来看一看中国移动关于4G/5G CRAN组网方案及建设原则的一些看法。
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EN-DC的总体RAN架构
下图为UE在无线端同时与LTE eNB和NR gNB通信示意图,但所有这些通信(信令和数据)都是通过LTE核心网进行的。虽然本图中没有显示,但要指出,LTE eNB和NR gNB正在使用它们自己的PHY/MAC(即,独立的MAC调度器)。
在数据平面的情况下,主节点(LTE)和次节点(gNB)都与LTE核心网(S-GW)有直接接口,但在控制平面的情况下,[……]
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NR无线协议栈结构与LTE无线协议栈结构基本相同。如果你已经熟悉LTE协议栈或无线协议栈的一般概念,则无需花费太多时间阅读本文。只要简单看一下本页中的各种图表就足够了。但如果你对LTE/NR无线协议栈的概念还不熟悉,建议你阅读本文。
在本文中,不会详细描述协议栈的每个组件。只为提供一些关于无线电协议栈的大图或直观的理解。主要内容参考3GPP 38.300。
与LTE/WCDMA一样,取决于栈处理的[……]
同步是通信系统最关键的功能之一。然而,在5G的环境中,特别是对于上行链路和下行链路传输在同一频率上的时分双工(TDD),干扰的可能性要大得多。因此,我们看到了TDD-LTE和5G-NR对定时和同步的更严格的要求。在本文中,我们将讨论TDD、定时和同步以及帧同步的关系,特别是对于5G-TDD部署。
并非所有的无线电频谱都具有相等的性能。比如说1GHz以下提供了最佳的覆盖面,但是,可用的[……]
FD:Full Dimension代表全维度,因此,FD-MIMO代表全维度多入多出技术(Full Dimension Multi-Input-Multi-Output, FD-MIMO)。那么,这里的全维是什么意思?它表示天线系统,可以形成一个波束(beams)在水平和垂直方向,覆盖(集中)在三维空间的任何地方。下图为FD和传统多天线系统Multi-Antenna System的对比图。
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参考信号功率和小区最大发射可以使用单个信道功率通过使用以下公式来计算:
计算举例:由“通信百科”公众号整理发布
考虑最大发射功率为40dBm(单信道10W)的系统,根据不同的子载波间隔进行计算
子载波间隔15 KHz,带宽50MHz,270个RB:
子载波间隔30 KHz,带宽100MHz,273个 RB:
子载波间隔60 KHz,带宽100MHz[……]
根据3GPP,UE功率等级可以定义为NR信道带宽上的最大发射功率。由于来自UE的较低tx发射功率,链路预算始终受上行链路的限制,并由此定义了小区范围。通俗来说,UE功率较高时,可以从更长的距离拨打电话。在5G NR中,UE工作在FR1和FR2频率范围内,3GPP为这两个频率定义了UE功率等级。由“通信百科”翻译整理分享
FR1 UE功率等级
3GPP TS 38.101-1指定[……]
和字面上的意思一样,即波束赋形是一种形成波束的技术。
那么在这种情况下,波束Beam是什么意思呢?可以理解为“一套天线系统的电磁波辐射模式(传播模式)”。简单地说,波束形成是一种构造天线雷达方向图的技术,如下图所示。
上面看着很简单,但要真正的实现却是非常复杂,通常很难理解。所以下面只介绍这项技术的框架。首先我们从这项技术的需求来源来说起。
为什么需要波束赋形技术[……]
5G NR具有更宽的带宽,相比4G LTE,因此需要更多的前传数据。同时5G还有诸如AAS(有源天线系统)之类的新技术,它的无线电设施可以具有多达64个发射和64个接收天线的天线阵列。显然,这对于前传网络会产生太多数量的CPRI。传输CPRI的挑战在于,CPRI一个恒定的比特率,即使没有用户流量,它也要以全速率运行。因此,与以太网不同,CPRI链接不能使用统计复[……]
空间复用(这里称为MIMO)是使用相同的时间和频率资源传输多个数据流的能力,其中每个数据流都可以进行波束成形。MIMO的目的是增加吞吐量。MIMO建立在以下基本原理上:当接收信号质量较高时,接收每条流功率降低的多数据流比接收一条全功率流更好。当接收信号质量高且流不互相干扰时,电位很大。当流之间的相互干扰增加时,电势会减小。MIMO在UL和DL中均可工作,但为简单起见,以下描述将基于DL。
单用户MIMO(SU-MIMO)是将一个或多个数据流(称为层)从一个发送阵列发送到单个用户的能力。SU-MIMO从而可以增加该用户的吞吐量并增加网络的容量。可以支持的层数(称为等级)取决于无线电信道。为了区分DL层,UE需要至少具有与层数一样多的接收器天线。
SU-MIMO可以通过在相同方向上以不同极化发送不同的层来实现。SU-MIMO也可以在多径环境中实现,在多径环境中,通过在不同的传播路径上发送不同的层,可以在AAS和UE之间存在许多强度相似的无线电传播路径,如下图所示。
在下图所示的是多用户MIMO(MU-MIMO)中,
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5G将使人、物联网设备、企业和行业以前所未有的规模和高效连接起来。为了完全实现5G技术的优势,因此传输网络将具有能够处理大带宽,大规模,提供更低时延的能力,并最终提供比曾经3G/4G网络更大的弹性。
如同我们所知道的那样,Sergment Routing(SR)便提供了这样一种立即解决方案,通过它,可以简化网络操作,为路径管理和流量工程设计提供了更大的灵活性和敏捷性,并使网络运营商能够更[……]
5G RLC的整体功能几乎与LTE的RLC相同。同样在5G中,RLC具有3种不同的操作模式:透明模式TM、取消确认模式UM、确认模式AM,每种模式都可以发送和接收数据,并根据其要求为不同的逻辑信道提供服务。
在5G中,TM和UM模式都具有用于发送和接收侧功能的单独的RLC实体,而AM模式具有执行发送和接收功能两者的单个RLC实体。每个逻辑通道使用特定的RLC模式发送和接收RLC数据。如下图是[……]
3GPP定义:根据3GPP TS 38.300,DAPS切换可以定义为在接收到RRC消息(HO命令)以进行切换后并保持源gNB连接,直到成功地随机访问目标gNB后释放源小区的过程。
DAPS的切换特性
为什么需要DAPS切换?
在传统的4G LTE网络和5G NR直到Release 15,UE通常在与目标小区建立连接之前从源小区释放连接(硬切换)。因此,UL和DL传输在UE开始与目标小区通信之前在源小区完成,从而导致UE和基站之间的通信中断几十毫秒。这种中断对于使用5G的URLCC场景是非常关键的问题。
因此,3GPP在Release 16中提出了一种解决此问题的解决方案,称为双活动协议栈(DAPS),其中UE与源小区连接以保持对用户数据的Rx和Tx的活动,直到它能够在目标小区中发送和接收用户数据。这对UE端提出了新的要求,即在切换过程中,短时间内同时在源小区和目标小区收发数据。这类似于软切换过程。
如上图所示,为了支持DAHO,UE必须保持Dual Stack处于活动状态。目标小区的一个用户平面协议栈,包含PHY(物理),MAC(媒体访问控制)和RLC(无线电链路控制)层,同时保持第二个用户平面协议栈处于活动状态,以便在源小区中传输和接收用户数据。
UE同时从源和目标小区接收用户数据,PDCP(分组数据融合协议)层被重新配置为用于源和目标用户平面协议栈的通用PDCP实体。为了确保按顺序传送用户数据,在整个切换过程中都将保持PDCP序列号(SN)的连续性。因此,在单个PDCP实体中提供了一个通用的(针对源和目标)重新排序和复制功能。加密/解密和报头压缩/解压缩需要在公共PDCP实体中分别处理,具体取决于下行链路/上行链路数据包的来源/目标。
DAPS切换呼叫流程
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下行多天线传输是5G NR的关键技术。即使天线组位于同一位置,从不同天线端口发送的信号也将经历不同的“无线电信道”。在某些情况下,共用天线将是非常重要的。
例如:PDSCH物理信道和PDSCH DMRS共享相同的天线端口,将有助于UE使用DMRS来估算信道,并在解码PDSCH上的信息内容时使用该信息。
MIMO利用这种特性(不同的无线信道)跨越不同的天线端口来传输多个并行的数据流。因此,理解天线端口是一个抽象的概念是很重要的。逻辑“天线端口”和物理“天线元件”有所不同。特定的传输使用特定的天线端口,然后这些天线端口映射到一个或多个物理天线元件上。
例如:同步信号PBCH和PBCH解调参考信号使用天线端口4000,即所有三个传输共享相同的天线端口。
天线端口和物理天线之间的映射可以是如下两种情况:
以上两种映射的场景有区别:一对一映射在不需要波束成形的较低频段中工作时(波束成形需要多个物理天线元件)很有用。而一对多映射则在对于在较高频带中进行波束成形时,作用很大。让我们通过不同的示例来了解映射场景。
示例1:一对一映射在2 * 2 MIMO 一对一映射情况下,天线端口= 1000和1001。天线端口1000映射到一个物理天线,而天线端口1001映射到另一物理天线。
从UE的角度来看,存在两个下行链路传输,一个PDSCH及其与天线端口1000相关联的DMRS,以及另一个PDSCH及其与天线端口1001相关联的DMRS。UE不需要知道两次传输使用了哪些具体的物理天线元件。
示例2:一对多映射在其他情况下,天线端口与物理天线元件之间存在一对多的映射时。当使用需要波束成形的较高工作频段时,可以这样做,如下图所示。
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服务质量 (QoS)是指网络用户所体验的服务总体性能的度量。为了定量测量QoS数据包丢失,比特率,吞吐量,传输延迟,可用性,抖动等,需要考虑服务的相关方面。下图显示了有和没有QoS的信道带宽(BW)的性能对比。
根据ITU的定义,QoS包括各个连接方面的要求,例如服务响应时间,损耗,信噪比,串扰,回声,中断,频率响应,响度级别。同时可以将QoS定义为一种控制机制,该机制是通过最大程度地提[……]
我们知道,UE通过PRACH信道将前导码发送到gNB,以获得UL同步。与LTE类似,在5G NR中,此处是在每个时频PRACH情况下定义的64个前导码。前导码由两部分组成:循环前缀(CP)和前导码序列。
在5G NR中,支持13种类型的前导码格式,称为Format 0,Format 1,Format 2,Format 3,Format A1,Format A2,Format A3 ,Fo[……]
近两年来,在美国加大对中国为制裁力度的背景下,我们大多数人都认为,部分国家可能出于网络安全的考虑而选择西方厂商,那么诺基亚的全球通信市场也必将受益,借用川普的话,2020年诺基亚将再次伟大。然而,事实却是相当的戏剧,单从其世界500强的排名就可以看出端倪:2019年诺基亚世界500强排第466位,2020年排第 488名 ,下降了22位(今年中国500强企业总数首次超过了美国)。
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通常OSNR 通过光谱分析仪 (OSA) 测量而出,其定义为:数字信息信号(P信号) 的光功率与光放大器为信号叠加的光噪声(P噪声)之比。对于 P信号,要包括信道带宽(B信道)内载送的总信号功率,通常带宽为 50GHz。噪声功率已归一化为 B噪声 = 0.1 纳米测量带宽。以下公式描述了 OSNR 计算:
我们知道,光信噪比是确定波分信号质量的最重要指标之一,在规划网络时,是一个非常的关[……]
6G无线技术的KPI目标 :
以上KPI不可能同时支持,但是不同的用例将具有不同的KPI集,也只有一些用例能达到上述最大要求。
下面显示了5G KPI和6G KPI的比较,其中还考虑了区域流量容量和连接密度。6G可能会在很大程度上携带与无线通信的非传统应用程序有关的信息,例如分布式缓存、计算和AI决策。
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