2016年7月,美國移動運(yùn)營商Verizon宣布完成其5G無線標(biāo)準(zhǔn)的制定。
此次發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)包含描述物理層(Layer 1)的V5G.200系列:
· TS V5G.201:總體描述· TS V5G.211:物理信道與調(diào)制
· TS V5G.212:復(fù)用與信道編碼
· TS V5G.213:物理層流程
描述高層(Layer 2 & Layer 3)的V5G.300系列將在隨后發(fā)布。
以下解讀V5G.200系列的主要技術(shù)特性。
1、Waveform/波形
上行鏈路與下行鏈路均采用OFDM with CP。
在LTE系統(tǒng)中,上/下行waveform分別采用SC-FDM/OFDM with CP。在Verizon 5G標(biāo)準(zhǔn)中,上下行Waveform進(jìn)行了統(tǒng)一。
2、Duplex Operation/雙工方式
雙工方式采用TDD。
該雙工方式是由Verizon 5G應(yīng)用的主要目標(biāo)場景及目標(biāo)頻段(如28GHz)決定的。
3、Bandwidth/帶寬
單載波帶寬100MHz。
與可配置的LTE單載波帶寬不同,100MHz為Verizon 5G系統(tǒng)的唯一帶寬,為LTE最大單載波帶寬的5倍。
該系統(tǒng)支持至多8個(gè)載波的載波聚合。
4、Resource block/資源塊
1個(gè)資源塊包含12個(gè)子載波,子載波間隔為75kHz。
在當(dāng)前3GPP NR(New Radio)的討論中,初步?jīng)Q定子載波間隔以15kHz為基準(zhǔn),子載波間隔可以是15kHz的N(N=2^n)倍。75kHz的選項(xiàng)在3GPP NR的討論中未被最終排除。
5、Frame Structure/幀結(jié)構(gòu)
幀結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn):
· 一個(gè)無線幀長度10ms,包含50個(gè)子幀(每個(gè)子幀長度0.2ms);· 數(shù)據(jù)上、下行傳輸可以子幀為單位進(jìn)行動態(tài)切換;
· 子幀采用“自包含/self-contained”結(jié)構(gòu)。
自包含子幀的主要特點(diǎn):
· 自包含子幀可以是以下組合之一;· 1個(gè)子幀包含下行控制信令及下行數(shù)據(jù)傳輸;
· 1個(gè)子幀包含下行控制信令、下行數(shù)據(jù)傳輸及上行控制信令;
· 1個(gè)子幀包含下行控制信令及上行數(shù)據(jù)傳輸;
· 1個(gè)子幀包含下行控制信令、上行數(shù)據(jù)傳輸及上行控制信令。
以上技術(shù)特性與3GPP NR系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)基本吻合,即:更短的子幀、在同一子幀內(nèi)完成ACK/NAK反饋的自包含子幀結(jié)構(gòu)。
6、Physical Channel/物理信道
下行物理信道:xPDSCH、xPDCCH、xPBCH/ePBCH。
上行物理信道:xPRACH、xPUSCH、xPUCCH。
就邏輯功能而言,該標(biāo)準(zhǔn)的物理信道與LTE并無本質(zhì)區(qū)別。
7、Modulation/調(diào)制方式
上/下行鏈路支持以下調(diào)制方式:
· QPSK, 16QAM and 64QAM in the downlink and uplink。
與LTE-A/NR的設(shè)計(jì)不同,該標(biāo)準(zhǔn)并未采用更高階的調(diào)制方式,256QAM甚至1024QAM并未被采用。
8、Channel coding/信道編碼
采用LDPC碼,Turbo碼為可選。
更加有利于Pipeline并行處理、有利于縮短譯碼時(shí)延的LDPC碼終于走上前臺。在3GPP NR中仍在討論的Polar碼未被采用。
9、Beamforming/波束賦形
波束賦形在Verizon 5G標(biāo)準(zhǔn)中占有重要位置。
· 波束賦形分為模擬賦形與數(shù)字賦形:· 模擬賦形的波束方向可動態(tài)切換;
· 數(shù)字賦形以預(yù)編碼的方式實(shí)現(xiàn)。
下行傳輸最多支持8天線,允許至多8流傳輸,在MU-MIMO模式下,每用戶最多支持2流。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中:
· 定義BRS(Beam Reference Signal),每個(gè)BRS支持至多8個(gè)天線端口;· UE通過下行BRS完成RSRP測量,并完成BSI(beam state information)上報(bào)。
· BSI中包含BI(beam index)及對應(yīng)的BRS RSRP。
以上設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是通過模擬賦形與數(shù)字賦形的結(jié)合,完成空分多用戶接入。
與3GPP NR的設(shè)計(jì)思路不同,該標(biāo)準(zhǔn)并未實(shí)現(xiàn)更多天線端口數(shù)(>8)的擴(kuò)展。
10、總結(jié)
一個(gè)小而聚焦的標(biāo)準(zhǔn)。
包含了很多5G技術(shù)元素,包括更寬的帶寬、更短的幀長、自包含幀結(jié)構(gòu)、LDPC編碼,以及在MIMO賦形方式上的改進(jìn)等。
對應(yīng)的應(yīng)用場景也很聚焦,優(yōu)先場景之一是固定無線接入,即利用高頻段無線接入解決寬帶的“最后一公里”接入問題。
正因如此,在很多技術(shù)特性上做了相當(dāng)程度的簡化,如MIMO端口數(shù)的擴(kuò)展、更高階調(diào)制等。同時(shí),該標(biāo)準(zhǔn)對物聯(lián)網(wǎng)(mMTC & URLLC)的支持也未做更多涉及。
在3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行的過程中,一個(gè)3GPP主流成員聯(lián)合相關(guān)合作伙伴搶先發(fā)布自己的5G標(biāo)準(zhǔn),這在3GPP代際演進(jìn)的過程中未曾出現(xiàn)過,其對3GPP正在進(jìn)行的5G標(biāo)準(zhǔn)化的影響也是不言而喻的。
后續(xù)如何進(jìn)展,取決于產(chǎn)業(yè)界成員的視野及智慧,讓我們拭目以待。