一幀結(jié)構(gòu)比較

　　1.4G和5G相同之處

　　幀和子幀長度：10ms、1ms。

　　幀的組成：子幀、時隙、符號。

　　最小調(diào)度單位資源：1個RB對，168個RE(12載波*14符號)。

　　2.4G和5G不同之處

　　1)子載波寬度

　　4G：固定為15kHz。

　　5G：多種選擇，15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz、480kHz，且一個5G幀中可以同事傳輸多種子載波帶寬。

　　2)最小調(diào)度單位時間

　　4G：TTI， 1毫秒，14個符號;

　　5G：slot ，1/32~1毫秒，取決于子載波帶寬，14個符號。

　　3)每子幀時隙數(shù)(符號數(shù))

　　4G：每子幀2個時隙，每時隙7個符號。

　　5G：每子幀1-32個時隙，每時隙14個符號。

　　4G的調(diào)度單位是子幀(含14個符號);5G調(diào)度單位是時隙(也含14個符號)。

　　3.5G設(shè)計理念分析

　　1)時頻關(guān)系

　　基本原理：子載波寬度和符號長度之間是倒數(shù)關(guān)系，寬子載波短符號，窄子載波長符號;

　　表現(xiàn)：總帶寬固定時，時頻二維組成的RE資源數(shù)固定，不隨子載波帶寬變化，吞吐量也是一樣的。

　　2)減少時延

　　ü選擇寬子載波，符號長度變短，而5G調(diào)度固定位1個時隙的14個符號，調(diào)度時延變短。

　　ü當(dāng)選擇最大子載波帶寬時候，單次調(diào)度從1毫秒(15kHz)降低到了1/32毫秒(480kHz)，更利于URLLC業(yè)務(wù)。

　　4.5G子載波帶寬比較

　　1)覆蓋：窄子載波好

　　業(yè)務(wù)、公共信道：小子載波帶寬，符號長度長，CP的長度就唱，抗多徑帶來的符號間的干擾能力強。

　　公共信道：例如PUCCH、PRACH需要在一個RB上傳完，小子載波每RB帶寬也小，上行功率密度高。

　　2)開銷：窄子載波好

　　調(diào)度開銷：對于大載波帶寬，每幀中需要調(diào)度的slot單位會多，調(diào)度開銷增大。

　　3)時延：寬子載波好

　　最小調(diào)度時延：大子載波帶寬，符號長度小，最小調(diào)度單位slot占用時間短，最短1/32毫秒。

　　4)移動性：寬子載波好

　　多普勒頻移忍受度：在頻移一定情況，大帶寬影響度小，子載波間干擾小。

　　5)處理復(fù)雜度：寬子載波好

　　FFT處理復(fù)雜度：例如15kHz時，優(yōu)于FFT多，設(shè)備只能支持到275個RB(50MKz)。

　　5.5G常用子載波帶寬

　　1)C-Band

　　eMBB：當(dāng)前推薦使用30kHz。

　　URLLC：寬子載波帶寬。

　　6.自包含

　　4G：單子幀要么只有下行，要么只有上行(特殊子幀除外)，下行子幀傳完后，才傳上行子幀，3：1的比例下，下行發(fā)送開始3ms后，才開始發(fā)送上行反饋，時延比較大。

　　5G：在每個時隙里面都引入與數(shù)傳方向相反方向的控制信道，可以做到快速反饋降低(下行反饋時延和上行調(diào)度時延)，例如30kHz時候，反饋可以做到0.5ms單位，其它大子載波帶寬，可以做到更小時延。

　　二TDD的上下行配比

　　1.TDD分析

　　1)優(yōu)勢

　　資源適配：按照網(wǎng)絡(luò)需求，調(diào)整上下行資源配比。

　　更好的支持BF：上下行同頻互異性，更好的支持BF。

　　2)劣勢

　　需要GPS同步：需要嚴(yán)格的時間同步。

　　開銷：上下行轉(zhuǎn)換需要一個GAP，資源浪費。

　　干擾：容易產(chǎn)生站間干擾，例如TDD比例不對齊，超遠(yuǎn)干擾等。

　　2.從TDD-LTE看5G

　　TDD比例無創(chuàng)新：LTE和5G在TDD比例設(shè)計上都差不多，上下行比例可調(diào)。

　　動態(tài)TDD短時間不太可能：同一張網(wǎng)絡(luò)只能一個TDD比例，否則存在嚴(yán)重的基站間干擾。

　　TDD比例會收斂：從LTE看，初期也是定義了很多的TDD比例，但最終都收斂到了3：1的比例(下行與上行的資源配比)，5G應(yīng)該也會如此。

　　同步：5G運營商之間同步，NR與TDD-LTE之間同步。

　　三信道：傳輸高層信息

　　1.公共信道

　　1)下行

　　a)PCFICH,PHICH

　　4G：有此信道。

　　5G：刪除此信道，降低了時延要求。

　　b)PDCCH

　　4G：無專有解調(diào)導(dǎo)頻，不支持BF，不支持多用戶復(fù)用，覆蓋和容量差;PDCCH在頻域上散列，有頻選增益，但是前向兼容不好，例如GL動態(tài)共享，需考慮PDCCH如何規(guī)避。

　　5G：有專有解調(diào)導(dǎo)頻(DMR)、支持BF、支持多用戶復(fù)用，覆蓋(9db增益)和容量好;PDCCH設(shè)置在特定的位置，前向兼容性強，想把其中部分頻段拿出來很簡單。

　　c)廣播信道

　　4G：頻域位置固定，放在帶寬中央，不支持BF。

　　5G：位置靈活可配，前向兼容性強，支持BF，覆蓋提升9db。

　　2)上行

　　a)PUCCH

　　4G：調(diào)度最小單位RB。

　　5G：調(diào)度最小單位符號，可以放在特殊子幀。

　　2.業(yè)務(wù)共信道

　　1)下行PDSCH

　　4G：除LTE MM外無專有導(dǎo)頻，最高調(diào)制256QAM。

　　5G：有專有導(dǎo)頻，最高調(diào)制1024QAM，效率提升25%(1-10/8)。

　　2)上行PUSCH

　　4G：最高調(diào)制64QAM。

　　5G：最高調(diào)制256QAM，效率提升33%(1-8/6)。

　　四信號：輔助傳輸，無高層信息

　　1.信號類型

　　4G：測量和解調(diào)都用共用的CRS(測量RSRP PMI RI.CQI測相位來解調(diào))，當(dāng)然LTE MM(MM：Massive Mimo，多天線技術(shù)，下同)有專有導(dǎo)頻與CRS共享。

　　5G：去掉CRS。新增CRI-RS(測量RSRP PMI RI CQI),并支持BF;新增DMRS解調(diào)專用的DMRS(測量相位解調(diào))并支持BF，所有信道都有專有的DMRS，12個端口的DMRS加上空間復(fù)用支持最大32流。

　　2.對比

　　1)覆蓋

　　4G：CRS無BF，RSRP差。

　　5G：CRI-RS有BF(BF:Beam Forming，波束賦形，下同)，相比LTE RSRP有9db覆蓋增益(10*log(8列陣子))。

　　2)輕載干擾

　　4G：輕載干擾大。無BF，干擾大一些;時刻發(fā)送，即使空載也要在整個小區(qū)內(nèi)發(fā)送，對鄰區(qū)有干擾;小區(qū)間錯位發(fā)送，即使空載無數(shù)傳也把鄰區(qū)的數(shù)據(jù)給干擾了。

　　5G：有BF且窄帶掃描，干擾小一些;可以只發(fā)送某個子帶，鄰區(qū)干擾小，無數(shù)傳的子帶不會干擾鄰區(qū);鄰區(qū)間位置不錯開，無對鄰區(qū)的數(shù)據(jù)RE干擾。

　　3)容量

　　a)導(dǎo)頻開銷：差不多

　　4G：每RB中的CRS占16個RE，如果MM的話還有專有導(dǎo)頻RE 12個。

　　5G：每RB中的CSI-RS 2~4個RE，DMRS 12~24個RE。

　　b)單用戶容量

　　4G：協(xié)議定義了2個端口的DMRS，因此MM的時候單用戶最高2流。

　　5G：定義了12個端口的DMRS，單用戶可以最高支持到協(xié)議規(guī)定的8流，當(dāng)然考慮到終端的尺寸限制，實現(xiàn)上估計最高也就在4流的樣子。

　　五多址接入

　　1.峰值提升9%

　　4G：OFDM帶寬利用率90%，左右各留5%的帶亂作為保護(hù)帶。

　　5G：F-OFDM帶寬利用率98.3%(濾波器減少保護(hù)帶)。

　　2.上行平均提升30%

　　4G：上行使用單載波技術(shù)。優(yōu)勢：因為PAPR低，發(fā)射功率高，在邊緣覆蓋好;劣勢：因為是單載波，單用戶數(shù)據(jù)必須在連續(xù)的RB上傳輸，容易造成RB數(shù)不夠傳輸一個用戶數(shù)據(jù)而浪費;用戶配對是1對1的，如兩個用戶需要的資源不一樣大，就造成浪費。

　　5G：使用單載波多載波自適應(yīng)。邊緣用戶使用單載波，覆蓋好;中近點用戶使用多載波，用戶可以1對多配對，用戶配對效率高，資源利用率高;用戶資源分配可以用不連續(xù)的RB資源，有頻選增益，以及可以完全利用零散的RB資源。

　　六信道編碼

　　4G：Turbo;

　　5G：LDPC碼-業(yè)務(wù)信道，大數(shù)據(jù)塊傳輸速率高，解調(diào)性能好，功耗低;Polar碼-控制信道，小數(shù)據(jù)塊傳輸，解調(diào)性能好，覆蓋提升1dB。

　　七BF權(quán)值生成

　　4G：TM7/8終端：基于終端發(fā)射SRS，基站根據(jù)SRS計算權(quán)值;TM9終端(R10版本及以上)：終端發(fā)射SRS基站計算權(quán)值(中近點)與終端根據(jù)CRS計算PMI(遠(yuǎn)點)自適應(yīng)。

　　5G：終端發(fā)射SRS基站計算權(quán)值(中近點)與終端根據(jù)CRS計算PMI(遠(yuǎn)點)自適應(yīng);SRS需要全帶寬發(fā)射，在邊緣的時候因收集功率有限，到達(dá)基站時候可能已經(jīng)無法識別了，而PMI制式一個index，只需要1~2個RB就可以發(fā)給基站了，覆蓋效果好。

　　八上下行轉(zhuǎn)換

　　4G：每個幀(5ms)上下行轉(zhuǎn)換一次，時延大。

　　5G：自包含，每個子幀(1ms)都包含上下行兩部分，快速反饋，時延小。

　　九大帶寬

　　4G：20MHZ;

　　5G：100MHZ(C-Band)，400MHZ(MM Wave);

　　十載波聚合

　　4G：8CC;

　　5G：16CC;

　　十一5G相比4G容量增強

　　1.下行

　　1)MM：持平

　　5G最關(guān)鍵的技術(shù)，大幅度提升頻譜效率;LTE也有MM，從LTE經(jīng)驗看，MM的頻譜效率大概是2T2R的5倍左右

　　2)F-OFDM：提升9%

　　5G的帶寬利用率提升了9%;

　　3)1024QAM：<5%

　　峰值提升25%;但是考慮到現(xiàn)網(wǎng)中很難進(jìn)入1024QAM，預(yù)估平均吞吐量增益小于5%;

　　4)LDPC：不清楚

　　5)更精確的反饋：20%~30%

　　終端SRS在終端四個天線輪發(fā)，基站獲取終端的全部4個信道的信息，而使單用戶多流以及多用戶之間的MIMO調(diào)度與協(xié)調(diào)更優(yōu);SRS與PMI自適應(yīng)，在邊緣SRS不準(zhǔn)時，使用PMI是的BF效果相比LTE更優(yōu)。

　　6)開銷：基本持平

　　5G在減少CRS的同時，其實是增加了CRI-RS和DMRS，較少和增加的開銷一致，不能說CRS free后，相對于LTE開銷減少了。CRS free其實是為了減少輕載時的干擾。

　　7)Slot聚合：10%

　　4G：每兩個slot都要發(fā)送DCI Grant信息。

　　5G：多個slot聚合，只發(fā)送一個DCI Grant信息，開銷小。

　　2.上行

　　1)MM：持平

　　2)單、多載波自適應(yīng)：30%

　　用戶一對多不對齊配對，RB不連續(xù)分配;

　　3)LDPC：未知

　　十二5G相比4G覆蓋增強

　　1.下行

　　1)LDPC：未知

　　2)功率：2dB

　　LTE功率120w，5G功率200W。

　　2.上行

　　1)LDPC：未知

　　2)上下行解耦：11dB+

　　十三5G相比4G時延增強

　　1.短TTI

　　5G最短調(diào)度時長由LTE的1ms縮短到最短1/32毫秒。

　　2.自包含

　　把上下行反饋時長間隔縮短到單個slot里面，最短1/32毫秒內(nèi)。

　　3.上行免授權(quán)

　　上行免授權(quán)接入，減少時延。

　　4.搶占傳輸

　　URLLC搶占資源。

　　5.導(dǎo)頻前置

　　終端處理DMRS需要一定的時間。

　　6.迷你時隙

　　選取幾個符號作為傳輸調(diào)度單位，將調(diào)度時延進(jìn)一步壓縮。