Référence principale : La communication mobile 5G en termes simples / édité par Liu Yi et autres —Beijing : Machinery Industry Press, 2019.1
Table des matières
4. Structure de cadre flexible
5. Réinitialisation du signal de référence de la couche physique
Les technologies clés de la nouvelle interface radio 5G (5G NR) comprennent la méthode de modulation, la forme d'onde, la structure de trame, la conception du signal de référence, la transmission multi-antennes, le codage de canal, etc.
1. Méthode de modulation
La modulation est principalement destinée au canal de données, et le canal de contrôle et le canal de diffusion sont légèrement différents. Le principe de base : un symbole peut représenter plusieurs bits selon l'amplitude et la phase, et l'efficacité spectrale peut être améliorée de manière exponentielle.Par exemple, en 16QAM, un symbole peut transporter 4 bits.
| 3G | 4G | 5G |
| QPSK (Quad-Phase Shift Keyed, Quadrature Phase Shift Keying) 16QAM (modulation d'amplitude en quadrature, modulation d'amplitude en quadrature) |
QPSK 16QAM 64QAM |
π/2-BPSK (Binary Phase Shift Keying, Binary Phase Shift Keying) : réduit le rapport de puissance crête à moyenne, améliore la couverture des bords de cellule et l'efficacité de l'amplificateur de puissance des signaux à faible débit de données QPSK 16QAM 64QAM 256QAM : augmenter la capacité du système |
La formule de mappage de modulation a été donnée dans le protocole 5G.Afin que tous les mappages aient la même puissance moyenne, le mappage doit être normalisé. Les données de sortie peuvent être obtenues en multipliant la valeur complexe mappée par une quantité normalisée.
2. Codage des canaux
Principes de base de la sélection du codage de canal :
- Performances de codage : capacité de correction d'erreurs et taux de redondance de codage ;
- Efficacité de codage : complexité et efficacité énergétique ;
- Flexibilité : La taille du bloc de données codé, s'il peut prendre en charge la retransmission automatique hybride de la redondance incrémentielle.
Le canal de données de la 5G NR adopte un codage de contrôle de parité à faible densité (LDPC) et le canal de contrôle adopte un codage polaire (Polar) .
- Codage LDPC : défini par une matrice de contrôle de parité, chaque ligne représente un bit codé (bit), et chaque colonne représente une équation de contrôle de parité. L'encodage LDPC en 5G NR adopte une structure quasi-cyclique (la matrice de contrôle de parité est définie par une matrice de base plus petite) et une structure compatible en débit (la matrice de base peut être encodée à un débit élevé) ;
- Code polaire : principalement utilisé pour la signalisation de contrôle des couches 1 et 2 du réseau 5G.
3. Nouvelle forme d'onde
La nouvelle forme d'onde de la 5G est nécessaire pour prendre en charge ses trois principaux scénarios d'utilisation, à savoir eMBB, mMTC et URLLC. Il est nécessaire d'adopter des ensembles de paramètres d'interface radio flexibles (numérologie) tels que des sous-porteuses pour différents scénarios et de minimiser les charges de signalisation et de contrôle pour améliorer l'efficacité.
La forme d'onde OFDM dans le système LTE présente les caractéristiques d'une efficacité spectrale élevée, d'une mise en œuvre facile et d'une résistance efficace à l'évanouissement par trajets multiples. Par conséquent, le système 5G considère toujours la conception de forme d'onde basée sur OFDM. Cependant, le système LTE présente deux inconvénients majeurs : un espacement de sous-porteuse et une longueur de symbole fixes (incapables de prendre en charge plusieurs scénarios de mobilité) et des lobes latéraux à large spectre (générant des interférences inter-porteuses ICI et des interférences inter-symboles ISI) .
4. Structure de cadre flexible
La 5G annule la bande passante des cellules LTE en dessous de 5M, et une large bande passante est une caractéristique typique de la 5G.
- La bande passante maximale des cellules sous 6 GHz est de 100 M;
- La bande passante maximale des cellules d'ondes millimétriques est de 400M.
La 5G NR utilise plusieurs types d'espacement de sous-porteuse différents (espacement de sous-porteuse), et la 4G n'utilise qu'un seul espacement de sous-porteuse de 15 kHz. La 5G NR utilise le paramètre μ pour décrire l'espacement des sous-porteuses.
Il est défini qu'un bloc de ressources (RB) dans le domaine fréquentiel contient des sous-porteuses 12. Pour différents intervalles de sous-porteuses, la taille des ressources du domaine fréquentiel RB est différente et la bande passante à porteuse unique prise en charge par gNB est également différente.
| m | MinRB | MaxRB | Espacement des sous-porteuses (kHz) |
FréqBW Min (MHz) |
FréqBW Max (MHz) |
| 0 | 24 | 275 | 15 | 4.32 | 49,5 |
| 1 | 24 | 275 | 30 | 8.64 | 99 |
| 2 | 24 | 275 | 60 | 17.28 | 198 |
| 3 | 24 | 275 | 120 | 34,56 | 396 |
| 4 | 24 | 138 | 240 | 69.12 | 397,44 |
| 5 | 24 | 69 | 480 | 138.24 | 397,44 |
En termes de répartition des ressources physiques dans le domaine temporel, la formule de calcul du temps d'échantillonnage est 
:
Dans le domaine temporel, la 5G utilise la même trame radio (10 ms) et la même sous-trame (1 ms) que la 4G, mais le nombre de tranches de temps dans la sous-trame est différent, et le nombre de symboles définis sur chaque tranche de temps est également différent. Varie selon le type de configuration. Diverses configurations de domaine temporel de la 5G sont présentées dans la figure.
5. Réinitialisation du signal de référence de la couche physique
Pendant le processus de communication, les valeurs propres de la matrice H dans l'équation sont calculées en fonction du signal de référence standard prédéfini X et du signal de référence réellement reçu Y, puis la configuration H est appliquée à la détection cohérente, la démodulation, l'estimation , etc. d'autres signaux de données inconnus. La technologie de formation de faisceaux 5G aidera également à résoudre des poids de matrice de formation de faisceaux similaires.
Afin d'améliorer l'efficacité énergétique du réseau (efficacité d'utilisation de l'énergie) et d'assurer la rétrocompatibilité, les signaux de référence 5G NR comprennent principalement quatre types : signal de référence de démodulation (DM-RS), signal de référence de suivi de phase (PT-RS), signal de référence de mesure (SRS ) et le signal de référence d'informations sur l'état du canal (CSI-RS).