參數集
1 參數集定義
根據3GPP規範,對參數集的簡單定義是“子載波間隔類型”。在LTE中,不需要任何特定的術語來表示子載波間隔,因爲只有一個子載波間隔,但在NR中,有幾種不同類型的子載波間隔,如下表所示。
將表格可視化如下:
2 參數集和支持的信道
並不是每一種參數可以用於所有物理信道和信號。也就是說,有些特定參數集中的參數是隻用於特定類型的物理通道,,但是大多數參數集中的參數可以用於所有類型的物理通道。
3 RRC消息中的參數集
參數集選擇不是靜態的,不同的參數集(子載波間隔)可用於不同的情況和用途,不同情況和用途的子載波間隔在RRC報文的不同位置定義如下:
Message/ASN Sequence |
IE |
Description |
MIB |
subCarrierSpacingCommon |
Subcarrier spacing for SIB1, Msg.2/4 for initial access and SI-messages |
BandwidthPart-Config |
subcarrierSpacing |
Subcarrier spacing to be used in this BWP. It is applied to at least PDCCH, PDSCH and corresponding DMRS |
LogicalChannelConfig |
allowedSubCarrierSpacing |
|
ReferenceSignalConfig |
subcarrierSpacing |
|
CSI-RS-ResourceConfig-Mobility |
subcarrierSpacing |
subcarrier spacing of CSI-RS. It can take the same values available also for the data channels and for SSB |
RACH-ConfigCommon |
msg2-SubcarrierSpacing |
|
RACH-ConfigCommon |
msg3-SubcarrierSpacing |
|
RACH-ConfigDedicated |
rar-SubcarrierSpacing |
|
ServingCellConfigCommon |
subcarrierSpacingCommon |
Subcarrier spacing for SIB1, Msg.2/4 for initial access and SI-messages. Values 15, and 30 kHz are applicable for carrier frequencies < 6GHz; Values 60 and 120 kHz are applicable for carrier frequencies > 6GHz |
ServingCellConfigCommon |
subcarrierSpacingSSB |
Subcarrier spacing of SSB. Used only for non-initial access (e.g. SCells, PCell of SCG). If the field is absent the UE shall assume the default value of the band. |
BasebandParametersPerCC |
subCarrierSpacing |
4 爲什麼有不同的參數集
NR要覆蓋非常廣泛的工作頻率範圍(例如,低於3 GHz、低於6 GHz和毫米波(超過25 GHz))。但是由於物理實現上的原因,很難(幾乎不可能)使用單一的數據集(子載波間隔),可以覆蓋整個範圍而不犧牲太多的效率或性能。
在OFDM中,可以被集中到特定頻率範圍內的子載波的數量與頻譜效率(每秒多少比特可以被髮送)直接相關。可以在一個頻率範圍內集中的子載波越多(即使用的子載波間距越窄),可以傳輸(或接收)的數據就越多。
根據子載波間隔與OFDM符號長度的反比例關係,窄子載波間隔意味着較長的OFDM符號長度,使用較長的OFDM符號,我們可以爲CP(cyclick prefic)分配更多的空間,使用更長的CP,我們可以使信號更容易接受衰落信道。
在較低的頻率(如sub 3GHz,sub6GHz),沒有太多的寬帶頻譜留給這項新技術。爲了在這些有限的頻譜中儘可能多地集中子載波,需要儘可能地減小子載波間距,這就是爲什麼在NR中使用小副載波間距,如15KHz,30KHz,60KHz。
那麼,爲什麼不使用更小的子載波,比如10KHz,5KHz等等?因爲在OFDM中,保持子載波之間的正交性至關重要。發射信號會經過不同的衰落信道導致每個子載波的偏移,當發射機或接收機移動得更快時,偏移程度會更嚴重。所以使用的副載波間距越窄,對衰落的容忍度就越弱。
那麼就需要非常寬的比如120kHz或240kHz這樣的子載波間隔?它適用於毫米波等超高頻。隨着載波頻率越來越高,移動發射機或接收機的頻率偏移程度也越來越高(即,隨着載波頻率越來越高,多普勒展寬越來越大)。爲了承受這種寬範圍的頻率偏移,需要使用更寬的子載波間隔。
另一個原因是在毫米波中子載波間隔更寬。由於上述原因,將採用波束賦形(基於大規模多輸入多輸出(MIMO)的波束賦形),波束賦形技術中控制信號的相位非常關鍵,但是很難用較窄的子載波間隔控制信號的相位。
隨着頻率的增加,相位噪聲也會增加。因此,需要對相位噪聲進行更爲複雜的估計和校正機制。子載波間隔越寬,這種機制越容易實現。