频谱和信道基础

频谱和信道基础

一、频谱

1. 频谱特征

（1）频率的高低。——与覆盖密切相关，频率越低，覆盖距离越远，组网成本低，优先使用低频段。
（2）可用带宽的大小。——与容量密切相关，频率越高，可用带宽越大，容量大，倾向使用高频段。

2. 频率范围

• 分为2类频率范围：
  （1）FR1: 410MHz-7125MHz
  （2）FR2: 24250MHz-52600MHz

3.FDD和TDD

3.1 定义

• TDD(Time-division Duplex )模式指时分双工模式。
• FDD(Frequency-division Duplex)模式指频分双工模式。
• FDD系统是指系统的发送和接收数据使用不同的频率，在上行和下行频率之间有双工间隔；
• TDD系统则是系统的发送和接收使用相同的频段，上下行数据发送在时间上错开，通过在不同时隙发送上下行数据可有效避免上下行干扰。
  

3.2 区别

（1）使用TDD技术时，只要基站和移动台之间的上下行时间间隔不大，小于信道相干时间，就可以比较简单的根据对方的信号估计信道特征。也就是说TDD具有信道互易性。而对于一般的FDD技术，一般的上下行频率间隔远远大于信道相干带宽，几乎无法利用上行信号估计下行，也无法用下行信号估计上行；这一特点使得TDD方式的移动通信体制在功率控制以及智能天线技术（如：massive-MIMO）的使用方面有明显的优势。但也是因为这一点，TDD系统的覆盖范围半径要小，由于上下行时间间隔的缘故，基站覆盖半径明显小于FDD基站。否则，小区边缘的用户信号到达基站时会不能同步。
　　（2）TDD技术可以配置灵活的DL/UL时隙配比，即灵活的设置上行和下行转换时刻，用于实现不对称的上行和下行业务带宽，有利于实现明显上下行不对称的互联网业务。但是，这种转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行。
　　（3）与FDD相比，TDD可以使用零碎的频段，因为上下行由时间区别，不必要求带宽对称的频段。
　　（4）TDD技术不需要收发隔离器，只需要一个开关即可。
　　（5）移动台移动速度受限制。在高速移动时，多普勒效应会导致快衰落，速度越高，衰落变换频率越高，衰落深度越深，因此必须要求移动速度不能太高。例如在使用了TDD的TD-SCDMA系统中，在目前芯片处理速度和算法的基础上，当数据率为144kb/s时，TDD的最大移动速度可达250km/h，与FDD系统相比，还有一定差距。一般TDD移动台的移动速度只能达到FDD移动台的一半甚至更低。
　　（6）发射功率受限。如果TDD要发送和FDD同样多的数据，但是发射时间只有FDD的大约一半，这要求TDD的发送功率要大。当然同时也需要更加复杂的网络规划和优化技术。

4. 物理层信道

• 物理下行共享信道（Physical Downlink Shared Channel，PDSCH）主要用于下行单播数据的传输，也可以用于寻呼消息和系统消息的传输。PDSCH在天线端口1000～1011上传输。
• 物理广播信道（Physical Broadcast Channel，PBCH）承载UE接入网络所需的最小系统信息的一部分。PBCH的天线端口为4000。
• 物理下行控制信道（PDCCH）用于传输DCI，主要是UE接收PDSCH和传输物理上行共享信道（Physical Uplink Shared Channel，PUSCH）所需的调度信息，也可以传输时隙格式指示（Slot Format Indicator，SFI）和抢占指示（Preemption Indication，PI）等。PDCCH的天线端口为2000。
• 物理上行共享信道（PUSCH）对应于PDSCH的上行物理信道，用于传输上行业务数据，还可以用来承载UCI。PUSCH在天线端口1000～1003上传输。
• 物理上行控制信道（PUCCH）承载UCI，反馈HARQ-ACK信息，指示下行的传输块是否正确接收；上报信道状态信息；在有上行数据到达时请求上行资源。PUCCH的天线端口为2000。
• 物理随机接入信道（Physical Random Access Channel，PRACH）用于随机接入过程，天线端口为4000。

总结：
控制信道传输信令（控制信息）
共享信道传输数据（数据信息）
初始接入信道（初始小区接入）。

5. 物理层信号

（1）从功能上划分：
NR下行物理信号包括:

• 信道状态信息参考信号（Channel State Information Reference Signal，CSI-RS）
• 解调参考信号（DM-RS）
• 时频跟踪参考信号（Tracking Reference Signal，TRS）
• 相位噪声跟踪参考信号（Phase noise Tracking Reference Signal，PT-RS）
• RRM测量参考信号
• RLM测量参考信号等。

NR上行物理信号包括:

• 探测参考信号（Sounding Reference Signal，SRS）
• 解调参考信号（DM-RS）
• 相位噪声跟踪参考信号（PT-RS）等。
• 其中，上行DM-RS和PT-RS与下行的设计基本相同。

总结

6. 物理层38.2xx协议简介

• 5G NR 规范 38.下载请点击该处