PHY概述

文章目录

  • 1 网关
  • 2. TCP/IP
  • 3. QoS (Quality of Service, 服务质量)
  • 4.物理层
  • 5.物理层功能
  • 6. 下行物理层常见缩写
  • 7. 星间链路和卫星链路
  • 8. 卫星和基站通信
  • 9. NTN终端参考场景
  • 10. LEO卫星,有较低的延迟
  • 11. RAN影响
  • 12. 多连接RAN影响:
  • 13. 多连接需要支持:
  • 14. NTN与TN连接需要解决的问题:
  • 15. L层控制
  • 16. 上行定时提前
  • 17. LEO UL上行频率补偿
  • 18 承受延迟的重传机制

1 网关

一个网络连接到另一个网络的关口,也就是关卡,许多有关TCP/IP的文献曾经把网络层使用的路由器称为网关,而在今天很多局域网中,采用都是路由来接入网络,因此通常指的网关就是路由器的默认IP地址。

2. TCP/IP

传输控制协议/网络协议,在多个不同网络间实现信息传输的网络,有FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议

3. QoS (Quality of Service, 服务质量)

指一个网络能够利用各种基础技术,为指定的网络通信提供更好的服务能力,是网络的一种安全机制

4.物理层

物理层是通信中最基本的模块,位于TCP/IP第一层,为设备之间的数据通信提供传输媒体和互联设备,为数据传输提供可靠的环境,类似于高速公路上是汽车通行的基础

5.物理层功能

为数据端设备提供传输数据的通路、 传输数据。物理层协议规定如何建立、维护和拆除一条物理链路。物理层规定了信号如何发送、如何接收、什么样的信号代表什么样的含义、使用什么传输介质、什么接口

6. 下行物理层常见缩写

缩写 中文
CRC calculation + Attachment 循环冗余校验 + 附属物
LDPC Graph Selection Code Block Segmentation LDPC码图选择码块分割
Channel Coding (LDPC 解码)Rate Matching + HARQ 信道编码速率匹配+混合自动重装
interleaving + Scrambling + Modulation 交织+加扰+调制
Layer Mapping 层映射
Antenna Port Mapping 天线端口映射
Precoding 预编码
Virtual/Physical Resource Element Mapping 虚拟/物理资源单元映射
OFDM Modulation + CP insertion OFDM调制 + CP插入
DAC TX Beamforming 数模转化,TX发送波束形成
IQ Modulation/RF Up-conversion/PA and TX Filter IQ调制/RF 上变频/PA TX滤波器
Information Element Multiplexing 信号多路复用
Channel Coding (LDPC 解码)Rate Matching 信道编码速率匹配
CCE-to-REG Mapping Scrambling CCE到REG映射加扰
QPSK Modulation QPSK调制
Reference Signal Generation DM-RS/CSI-RS/PT-RS/TRS 产生DM-RS/CSI-RS/PT-RS/TRS (跟踪参考信号)
payload Generation + Scrambling 有效载荷+加扰
Scrambling 加扰
SS Block Generation 产生同步信号块
SSS 主同步信号块
PSS 辅同步信号块
Channel Coding (LDPC 解码)Rate Matching + HARQ Buffer 信道编码速率匹配 + HARQ缓冲
Demodulation 解调
Layer De-mapping 层解映射
MIMO Detection/Equalization MIMO检测、均衡
Resource De-mapping 资源解映射
CP Removal + OFDM Demodulation 移除CP + OFDM解调
LNA and RX Filter/IQ Demodulator/Down-conversion LNA和接收滤波/IQ解调/下变频
CSI Estimation CSI估计
Channel Estimation 信道估计
PBCH Detection PBCH检测
Downlink Synchronization 下行同步
UPF 用户端口功能
RI 空中接口(Radio Interface)
ISL 卫星之间的链路(inter-Satellite link)
SRI 卫星无线电接口(Satellite radio interface)
SDAP 数据服务适应协议(Service Data Adaptation Protocol)
PLMN (Public Lands Mobile Network) 移动通讯网络
PDCP (Packet Data Convergence Protocol)分组数据汇聚协议:将IP头压缩和解压、传输用户数据并维护为无损的无线网络服务子系统(SRNS)设置的无线承载的序列号。
UAS Unmanned Aircraft System,无人驾驶飞机系统

7. 星间链路和卫星链路

星间链路(ISL)在卫星星座中是可选的。这将需要卫星上的再生有效载荷。ISL可以在射频频率或光学波段工作。
卫星链路可以在射频频率和光波段工作

怎样选择透明有效载荷和再生有效载荷

8. 卫星和基站通信

卫星利用波束成形技术将波束投射到地球上的固定点
网关和卫星的最大仰角计算波束内最大延迟变化
波束内的最大差分延迟是根据波束内最大直径计算的
计算最大单元微分延迟,波束尺寸小时,单元内包含多个波束,一个单元得最大微分延迟不会超过小区内的最大差分延迟
不同的透明卫星可以连接到地面上的同一gNB上。
几个gNB可以访问单个卫星的有效载荷
卫星有效载荷在上行链路和下行链路方向上实现变频和射频放大器。它对应于一个模拟的射频中继器。

9. NTN终端参考场景

 带全向天线的UE
带定向天线的UE

10. LEO卫星,有较低的延迟

11. RAN影响

NR-Uu定时器需要扩展,以应对馈线链路和服务链路的长时间延迟
在具有ISL(卫星之间的链路)的LEO场景中,要考虑的延迟应至少包括馈线链路(SRI)和一个或多个ISL
基于NTN的再生的NG-RAN(gNB)和蜂窝NG-RAN(基于NR或LTE)之间的多连接没有得到解决,因为Xn协议通过馈线链路(基于卫星无线电接口)的传输有待进一步研究。

12. 多连接RAN影响:

  1. 透明载荷NTN的NG-RAN多连接,指向地面NG-RAN节点的CP UP接口在地面终止
  2. 基于NTN的NG-RAN和gNB-CU和gNB-DU,指向地面NG-RAN节点的CP接口在地面终止

13. 多连接需要支持:

  1. 延长延迟特性和无线电接入技术
  2. 无线电接入技术在回程网络有延迟
  3. 区分两种无线电技术之间的延迟

NG-RAN应该允许必要的灵活性来选择基于NTN的NG-RAN的gNB或蜂窝NG-RAN的gNB作为主节点。

14. NTN与TN连接需要解决的问题:

  1. 减少UE的连接从NTN变化到TN(“交接”)
  2. 减少UE的连接从TN变化到NTN(“分发”)

15. L层控制

  1. UE应用一个UE特定的差分TA,在gNB的DL和UL帧定时中存在一个共同的TA偏移。
  2. 增强是引入偏移量,修改相关的时间关系
  3. PDSCH仅从DL定时角度定义,不需要DL UL帧定时的最大偏移量
  4. DL-UL定时交互中描述的其他定时关系,需增强NTN,即可以引入一个偏移量,修改相关时间的关系

16. 上行定时提前

  1. SSB进行DL同步
    [48]
    DL初始同步,GEO LEO Rel15的SSB

  2. PRACH进行随机接入

    1. 基于大SCS,重复数的单一ZC序列,在规范工作组中进一步确定CP和NCS的使用
    2. 基于多个不同跟ZC序列的解决方法
    3. Gold/m序列作为前导序列额外进行处理,例如:调制、发送预编码
    4. 单ZC序列和scrambling序列的结合
  3. 保持UL定时提前和频率同步

  4. 已知终端位置和卫星星历情况下,自动获取TA。UE可以计算PRACH UL的TA,由UE之间的特异性差TA加公共TA表示

  5. 基于网络指示的定时提前调整
    公共UE:所有终端共享传播延迟的分量

17. LEO UL上行频率补偿

  1. UE特定频率偏移的估计和预补偿都在UE侧进行。该值的获取可以通过利用DL参考信号、UE位置和卫星星历来实现
  2. LEO系统中,UL频率补偿所需的频偏由网络向UE表示。该值再网络端通过检测UL信号来完成

指示多普勒频偏不是必要的

18 承受延迟的重传机制

  1. NR NTN中无效HARQ

    UE接收不到MAC CE和RRC的信号
    gNB不知道的情况下,UE不能正确接收DL包。

  2. 在禁用HARQ反馈的情况下,引入NTN的必要性

    a)在新/重新解释字段中通过DCI禁用HARQ
    b)新UCI反馈用于报告DL传输中断和或请求DL调度更改

  3. 对于 slot-aggregation or blind repetitions 的增强,需要考虑以下几点:
    a) 大于8个slot-aggregation
    b) 时间交织的slot-aggregation
    c) 新的MCS表

  4. NR NTN中HARQ的优化
    解决NTN峰值降低的方法(避免HARQ的停止和等待)
    1)增加HARQ的进程数;
    2)禁用UL HARQ反馈

  5. HARQ数量对性能的影响 实验参数配置

模型 参数 比较
仰角 30
信道模型 TDL-D郊区信道
HARQ 16个HARQ的RLC ARQ 32/64/128/256个HARQ
BLEF 1% 1% or 10%
RLC重传的RTT 32/64/128/256ms

使用RTT的RLC层重传相比,HARQ增加,吞吐量没有明显增加

模型 参数 比较
仰角 30
信道模型 TDL-D郊区信道
HARQ 16个HARQ的RLC ARQ 32个HARQ
BLEF 1% 1% or 10%
RTT 32ms 32ms
结论平均吞吐量 增加10%

与使用TDL-D模型的RLC ARQ层相比,且有具体RTT=32ms ,HARQ数量增加,平均吞吐量增加

模型 参数 比较
仰角 30 30
信道模型 TDL-D郊区信道 TDL-A
HARQ 16个HARQ的RLC ARQ 32个HARQ的RLC ARQ
BLEF 1% 1% or 10%
RTT 32ms 32ms
结论:平均吞吐量 没有明显增益 其他模型由明显增益,TDL-A获得高达12.5%的频谱效率增益

(i)额外的MCS偏移
(ii)基于低效率的MCS表
(iii)不同BLER目标进行 slot aggregation。

参数
LEO 1200KM
资源利用率 20%
HARQ 16 or 32
小区UE数 15 or 20
结论 每个波束由15个UE,50%的平均功率增益为12%,20个UE没有观察到
  1. 几种选项
  1. 保留16个HARQ进程ID,并依赖RLC ARQ进行HARQ进程,通过RRC禁用UL HARQ反馈
  2. 超过16个HARQ,RRC启用UL HARQ,需考虑
    1. UE容量
    2. 在DCI中保持4bit的HARQ进程ID,解决方法
  3. 超过16个HARQ,在DCI中保持4bit的HARQ进程ID,解决方法
    1. [62], [67], [68], [60], [69]中时隙号
    2. HARQ重传定时限制的虚拟限制ID
    3. RDT内重用HARQ进程ID
    4. 更高层的协助信息,重新解释现有的DCI字段
  1. 通过管理软缓冲区的和减少停止-等待时间去增强HARQ
  1. 预激活HARQ可减少停止和等待时间
  2. 每个终端或HARQ进程上配置启用/禁用HARQ缓冲区
  3. UE的缓冲区状态报告

增加超过4位的解决方法

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