【原】5G学习(15)--NR空口简介

在5G(NR)系统中空口(Uu)位于5G终端(UE)和5G无线网(RAN)之间；终端(UE)与网络(RAN)之间通过无线链路(RF)进行信令和数据信息的交互。

一、空口无线频率目前5G网络使用的有两个频段，它们分别为：

• FR1(频率范围1):450MHz至7.125GHz

• FR2(频率范围1):24.25GHz至52.6GHz

根据5G网络中无线频率又分为高、中、低三个频段其特点分别为：

1.1 低频段频谱

• 支持城市、农村地区的广泛覆盖；

• 适合室内覆盖；

• 峰值数据范围为100Mbps。                                                                           

1.2 中频带频谱

• 覆盖范围和容量可实现良好的结合；

• 峰值数据范围为400Mbps。

1.3 高频段频谱

• 又被称为毫米波；

• 可用性有限；

• 峰值数据范围可达10Gbps；

• 覆盖率低，建筑物穿透力差。

图1.5G覆盖、容量和高速数据层频段示意图

二、5G无线网络支持四种不同的通信方式，它们分别为：

• FDD:频分双工

• TDD:时分双工

• SUL:补充上行链路

• SDL:补充下行链路                                                                                        

2.1 FDD与TDD

• 在FDD模式中，上行链路和下行链路可使用两个不同频谱同时传输；

• 在TDD模式中，上行链路和下行链路使用相同频率，但时间不同。

图2.FDD与TDD示意图

2.2 SUL(补充上行链路)指仅用于上行链路传输的RF；SUL使用是由于终端(UE)Tx功率受限，在上行(UL)方向的小区覆盖范围受到限。因此当UE接近小区边缘(小区覆盖边缘)区域时，性能下降。因此为了避免这个问题，可使用比原始上行(UL)频率低的频率(因为随频率降低小区覆盖范围会变大)进行覆盖补充。                                                                                                            NR中专用于SUL频段: n80、n81、n82、n83、n84、n86

2.3 SDL(补充下行链路)是指仅用于下行链路传输的射频载波；其有助于流媒体视频内容的传输；因为在当今下行链路流量增加10多倍的情况下会给网络带来很大的压力；为此要实现这个应用网络可以利用SDL。

三、5G传输方案在下行(DL)使用CP-OFDM，而在上行(UL)中使用CP-OFDM或SC-FDMA。在循环前缀正交频分复用中，正交是指当一个子载波出现峰值时其他所有子载波都指向零，因此不会有干扰。

四、调制方式在5G(NR)中支持QPSK和QAM调制方式；其中在QAM中，分别支持16QAM、64QAM、256QAM。它们中:

• QPSK代表正交相移键控

• QAM代表正交幅度调制                                                                                 

4.1 QAM用于为数据传输提供更多好处；随着QAM阶数的增加可实现更高的数据速率。

简单来说，如下所示“一个符号就是一个波浪”，因此将能够传输更多数据：

4.2 16QAM如下图所示每个符号能够传输4位比特

随着QAM阶数的增加，星座中不同点之间的距离将减小，因此引入数据错误的可能性更高。

五、保护频带(Guard Band)是无线频带之间无线电频谱中未使用的部分，用于防止干扰。

六、信道带宽(Channel Bandwidth)是指无线小区数据吞吐能力。一个简单的理解方法就像水管：管道越大，流量越大。同样信道带宽越大，吞吐量就越大；5G(NR)无线小区支持的信道带宽如下图所示：