GTI 5G系统概念验证白皮书

都较大。当聚合的成员载波数变大时(如超过100MHz)，控制信令的系统开销显著增加，系统效率迅速降低。5G中，业界使用毫米波(大于6GHz)来获得>100MHz到1GHz的连续频谱，因此，需要较大的系统带宽(如100MHz以上或者更大)，而不是对多个小带宽进行聚合。在标准讨论阶段，3GPP对不同频率做了多个假设，对于6GHz以下频段来说，100MHz是基本假设。

总的来说，PoC白皮书聚焦在至少如下关键特性：

峰值速率：每秒多个Gbps

时延：用户面4ms，控制面10ms

宽带操作：100MHz或以上

3.   新空口特性

PoC系统中，对于5G新空口，为了获得前面第2章所定义和描述的关键性能需求，需要了解灵活的5G新空口和特性设计方面所面临的挑战。

因此，本章中分析3GPP标准相关的新空口特性，它们是5G PoC系统关键的驱动因素，因此建议在5G PoC系统中进行验证。

3.1         通用信息(General Scheme)

3.1.1      参数集和帧结构

OFDM参数集是基于OFDM系统设计时的基本参数，主要包含子载波间隔、循环前缀(CP)长度和TTI长度。对参数集进行设计时，业务类别、载频、信道特性、站间距、UE速度以及可能的传输机制都应该考虑进来。

子载波间隔：可扩展参数集应当允许至少从15KHz到480KHz的子载波间隔。采用15KHz和较大子载波间隔的所有参数集，不管其CP开销如何，都在载波的符号边界处对齐。

CP长度：所有参数集和过程都支持普通CP；R15中，只有60KHz子载波间隔支持扩展CP。一些过程和参数集中需要通过RRC配置来启用扩展CP。

TTI长度：TTI长度设计应当满足时延需求。

多个子载波间隔可以通过将基本子载波间隔扩展整数N(N=2^n)倍来获得。可扩展参数集应当允许至少从15KHz到480KHz的子载波间隔。对于较高的频段，虽然假定不使用较小的子载波间隔，但是参数集的选择实际上与频段是没有关系的。灵活的网络和UE信道带宽也是支持的。

以上讨论表明，一种参数集可能不能够对多种业务进行有效的支持，因此5G新的无线架构中需要配置不同的OFDM参数集(子载波间隔、循环前缀、TTI长度)。如果需要在一个载波上对多种业务进行参数集复用，则FDM和TDM方式都可以考虑。

一个时隙(slot)中可以包含所有下行或所有上行，甚至包含一部分上行和一部分下行。支持时隙聚合，如数据传送可以在一到多个时隙上进行调度。不管帧结构如何，一个子帧长度固定为1ms，帧长度固定为10ms。新空口中支持DL/UL传输方向的半静态和动态设定。

3.2         基本传输信息(Basic transmission scheme)

3.2.1      调制

支持QPSK、16QAM、64QAM和256QAM(与LTE中的星座图影射相类似)。上行也支持BPSK和0.5 pi-BPSK，其中0.5 pi-BPSK仅用于DFT-s-OFDM。

3.2.2      信道编码

新空口中的信道编码应当考虑许多影响因素，如解码吞吐量(decoding throughput)、时延、错误校验、灵活性和复杂性等。

与TBCC和Turbo等其它候选编码方式相比，LDPC和Polar码在各方面的性能就很突出，尤其是能满足新空口的20Gbps(DL)/10Gbps(UL)的峰值速率指标。另外，LDPC解码器基于并行内部结构，这意味着解码可以与编码并行处理，这不仅便于处理大量数据，也可以降低处理时延。最后，传输块的信道编码算法是伪循环LDPC码，有2个基graph，每个基graph有8种极性校验方法。一个基graph用于大于特定长度或者初始传送码率大于特定门限的码块，否则则使用其它基graph。在对大传输块进行LDPC编码前，传输块被切分为多个码块。广播信道和控制信息的信道编码算法采用Polar码，它基于嵌套序列。在速率适配中会用到船空减码(puncturing)，缩短(shortening)和重复等手段。

主要的信道编码结构如下图所示。5G新空口信道编码技术对采用速率适配的基础码的设计的信息块长度K的灵活性和码字长度的灵活性提供支持，支持的码字长度的粒度为1比特。数据业务的信道编码技术支持增量冗余(IR)或者类似的技术，还支持chase combining(CC) HARQ。

3.2.3      多天线技术

在5G系统中，要想获得比LTE系统大1000x倍以上的吞吐量，一个重要的手段就是采用多天线技术。为此，数据传输的天线端口需要增加，以使得网络中潜在的空间复用增益最大化。在NR中，单用户(SU)下，定义了8种正交DMRS端口，多用户(MU)下，定义了12种正交DMRS端口。更多工作集中在信令和格式的详细设计方面。另一方面，CSI获取(acquisitaion)