5G NR原理
多天線MIMO技術分爲如下4類：發送分集、空間複用、波束賦形、多用戶MIMO。
Massive MIMO技術優點：
• 強散射環境之下用戶信道具有低相關性；
• 視距環境之下用戶信道空間自由度提高；
• 陣列增益明顯增加，干擾抑制能力提高；
• 波束分辨率變高，信道向量具有精細的方向性；
波束用4元組刻畫：方向角、傾角、水平波束寬度、垂直波束寬度。
高頻信道傳播損耗包括：自由空間傳播損耗、穿透損耗、衍射繞射損耗、雨衰和大氣影響
下行信號：同步信號：PSS\SSS；參考信號：DMRS、PT-RS、CSI-RS
上行參考信號：SRS\DMRS
物理廣播信道（PBCH）：承載部分系統信息（MIB）並在小區覆蓋區域內進行廣播。
物理下行控制信道（PDCCH）：用於攜帶下行控制信息（DCI），以發送下行調度信息、上行調度信息、時隙格式指示和功率控制命令等。
物理下行共享信道（PDSCH）：主要用於部分系統消息（SIB）的傳輸、下行鏈路數據的傳輸以及尋呼消息的傳輸。
物理隨機接入信道（PRACH）：用於發起隨機接入。
物理上行控制信道（PUCCH）：用於攜帶上行控制信息（UCI），以發送HARQ反饋、CSI 反饋、調度請求指示等L1/L2控制命令。
物理上行共享信道（PUSCH）：主要用於上行鏈路數據的傳輸，是下行鏈路上PDSCH的對等信道。
5G新編碼: 控制信道：polar；業務信道：LDPC。
空口：上行：CP-OFDM\ DFT-S-OFDM; 下行：CP-OFDM。上行dft-s-ofdm有較低的峯均比。
5G NR中定義的無線幀時域長度爲10ms，包含了10個長度爲1ms的子幀，每個無線幀依然可劃分爲兩個5ms半幀，第一個半幀包含子幀0-子幀4；第二個半幀包含子幀5-子幀9。
• μ取值的變化，引起了符號的長度可變，最終導致時隙的時長可變。
• 每個時隙中的OFDM符號可配置成上行、下行或flexible
• FFT採樣點數爲4096，子載波間隔用最大的480KHz
Numerology（μ）由子載波間隔SCS（subcarrier spacing）和循環前綴CP（cyclic prefix）定義
μ取值有5個，分別爲0、1、2、3、4，其中
0對應的是子載波間隔15kHz，每個子幀有1個slot；
1對應的是子載波間隔是30kHz，每個子幀有2個slot；
2對應的是子載波間隔是60kHz，每個子幀有4個slot；
3對應的是子載波間隔是120kHz，每個子幀有8個slot；
4對應的是子載波間隔是240kHz，每個子幀有16個slot。
因爲μ值不一樣，對應的子載波間隔不一樣，對應的slot不一樣，對應的symbol長度也不一樣，但是子幀的長度是1ms，
OFDM符號類型可以被定義爲下行符號（D）、靈活符號（X）或者上行符號（U）
2ms單週期：上行佔比：（2+14）/14*4=28.6%，下行佔比（10+14*2）/14*4
2.5ms單週期：上行
2.5ms雙週期：
FR1我們通常稱之爲Sub 6G，最大信道帶寬100MHz。FR2通常稱之爲Above6G，最大信道帶寬400MHz。5G NR支持16CC的載波聚合。
5G的資源傳輸單位爲RB(ResourceBlock)，在頻域佔用12個載波數，但在時域佔用的OFDM符號數不固定，通過系統動態確定。
RE（ResourceElement），時間上一個OFDM符號，頻域上一個子載波。
FR1和FR2最小保護帶寬計算公式：(CHBW x 1000 (kHz) - RB value x SCS x 12) / 2 - SCS/2。 CHBW:信道帶寬，SCS:子載波間隔
5G NR網絡關鍵技術
軟件定義網絡（SDN）是指從OpenFlow發展而來的一種新型的網絡架構，其核心理念是使網絡軟件化，使網絡能力充分開放，從而使得網絡能夠像軟件一樣便捷、靈活，提高網絡的創新能力。
SDN在應用中大體可劃分成三層體系結構，分爲應用層，控制層和基礎設施層：
NFV網絡功能虛擬化，虛擬功能網元（VNF）與硬件完全解耦，改變了電信領域軟件、硬件緊綁定的設備提供模式。能夠大幅提升電信網絡的靈活性、縮短業務的部署和推出時間、提升資源的使用效率。
5G NR接口協議gNodeB由CU和DU組成，CU和DU間接口爲F1接口，DU由BBU和AAU組成，一個DU中只有一個BBU，一個DU中有一個或者多個AAU，BBU和AAU間接口爲eCPRI接口，gNodeB通過NG-C接口和AMF連接，通過NG-U接口和UPF連接，gNodeB通過Xn接口和另外一個gNodeB進行連接，CU與5GC之間的連接爲NG接口。
gNB/ng-eNB主要功能包括：
• 無線資源管理：無線承載控制，無線准入控制，動態資源分配 連接態移動性控制;
• IP頭壓縮、數據加密和完整性保護;
• AMF選擇；
• 到UPF的用戶面數據路由;
• 到AMF的控制面路由;
• 連接建立和釋放;
• 尋呼消息和系統廣播消息的調度和傳輸;
• 測量和測量上報配置;
• 支持網絡切片，支持雙連接；
• QoS Flow 管理和到DRB的映射;
• 支持 UE RRC_INACTIVE態;
• NAS消息轉發。
AMF：負責終端接入權限和切換等，類似LTE的MME。功能包括：
• NG接口終止
• 移動性管理
• 接入鑑權、安全錨點功能
• 安全上下文管理功能
UPF：負責用戶數據處理，類似LTE的SGW+PGW。與LTE的MME/SGW/PGW類似，AMF/UPF體現了控制面和媒體面分離的思想。功能包括：
• intra-RAT移動的錨點
• 數據報文路由、轉發、檢測及QoS處理
• 流量統計及上報
SMF：實現會話管理功能，具體包括會話的建立、變更和釋放等。功能包括：
• UE IP 地址的分配和管理
• UPF 功能的選擇和控制
• PDU會話控制
NG-C接口用於連接NG-RAN與AMF，NG-U接口用於連接NG-RAN與UPF。
Xn接口協議也包括Xn-C和Xn-U，分別處理控制面數據和用戶面數據。
Uu接口如下：
左側控制面，右側用戶面
NR 控制面協議棧
• NAS：非接入層（Non-Access Stratum）。
• RRC 層：無線資源控制（Radio Resource Control）層。
• PDCP 層：分組數據匯聚協議（Packet Data Convergence Protocol）層。
• RLC 層：無線鏈路控制（Radio Link Control）層。
• MAC 層：媒體接入控制（Medium Access Control）層。
• PHY 層：物理層（Physical Layer）。
NR用戶面協議棧，自上而下依次爲以下幾層。
• SDAP 層：服務數據適應協議（Service Data Adaptation Protocol）層。
• PDCP 層：分組數據匯聚協議層。
• RLC 層：無線鏈路控制層。
• MAC 層：媒體接入控制層。
• PHY 層：物理層。
NR引入了3種RRC狀態，包括RRC_IDLE（空閒態）、RRC_INACTIVE（去激活態）和 RRC_CONNECTED（連接態）
SDAP層功能：傳輸用戶面數據；爲上下行數據進行QoS Flow到DRB的映射；在上下行數據包中標記QoS FLow ID：在數據包上加上SDAP頭，即標記QFI；
PDCP層的功能：執行 IP 頭壓縮以減少無線接口上傳輸的比特數；加密，解密和完整性保護。
RLC層的功能：傳輸上層PDU；編號；對RLC SDU的分割和重分割；重複檢測；對 RLC SDU的重組；ARQ糾錯；且有AM\UM\TM三種模式。
MAC層的功能：邏輯信道和傳輸信道之間的映射；複用和解複用；調度信息報告；通過HARQ機制進行糾錯；一個UE邏輯信道優先級處理。
PHY層的功能：
(1) CRC檢測和指示。通過循環冗餘檢驗碼的添加和檢測實現檢錯功能。
(2) FEC編碼/解碼。NR 實際採用 LDPC 碼和Polar 碼進行信道編碼，實現糾錯功能。
(3) HARQ軟合併。在接收方解碼失敗的情況下，保存接收到的數據，並要求發送方重傳數據，接收方將重傳的數據和先前接收到的數據進行合併後再解碼以獲取一定的分集增益，進而減少重傳次數和時延。
(4) 速率匹配。通過信息比特和校驗比特的選擇，匹配實際分配到的物理時頻資源。
(5) 信道映射。實現傳輸信道到物理信道的映射。
(6) 調製與解調。採用BPSK/OPSK/16QAM/64QAM/256QAM等調製方式提高信道的傳輸效率。
(7) 頻率和時間的同步。通過時頻同步保證信息的正確收發。
(8) 功率控制、測量和報告。
(9) MIMO處理。通過空分複用、分集等成倍提高系統容量。
(10)射頻處理。將基帶處理信號轉換爲射頻信號。
(11)PHY層信道映射。
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