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5G从头开始

前言

第一章 移动通信行业“NB”和“WB”

1.1 5G“早产”的故事​

1.2 就怪开始的时候“调子”起得太高​

1.3 领头羊顶得有点晕​

1.4 貌合神离的O-RAN​

1.4.1 有多个人家声称闺中有女待嫁,自名“X-RAN"

1.4.2 对于O-RAN的态度,老司机们五味杂陈

1.4.3 SMO与AI是ORAN的拿手好戏,只是“PPT”味有点重

1.4.4 “7.2x”相当具有冲击力

第二章 5G ORAN项目是典型的DevOps/CICD/Agile的应用场景

2.1 5G这块蛋糕有被更细的切分的趋势

2.1.1 以ORAN为代表的“搅局者”

2.1.2 ORAN带来的新的市场和机会

2.2 新的参与者不希望在起跑线上“徘徊”

2.3 5G开发项目已经不看中“个人英雄主义”

2.4 DevOps和CICD正在盛行

2.5 Agile敏捷开发

2.6 5G项目中的DevOps/CICD/Agile

2.6.1 5G项目基于DevOps的团队建设

2.6.2 Agile在5G项目中的运转方式

第三章 5G和后5G——不仅仅是移动通信网络

3.1 从5G的初始设计目标说起

3.1.1 传统的移动通信行业的岗位需求

3.1.2 从4G到5G的演进

3.1.3 5G的“三朵云”

3.2 5G到后5G的实际道路与设计目标发生偏离

3.2.1 eMBB的现实:家里的长子,扛下全家经济重担

3.2.2 URLLC的落差:天赋异禀但“签证没办好”的奥运选手

3.2.3 mMTC的遭遇:“百万设备连接”还是停留在PPT里?

3.2.4 毫米波:理想的高铁,现实的短途电动车

3.2.5 关键场景的幻灭与转向

3.3 新5G生态徐徐展开

3.3.1 5G网络的“云原生”

第四章 简单的目标和复杂的实现

4.1 5G的设计目标简单而具体 3

4.1.1 用户角度的网络接入需求和目标 3

4.1.2 网络侧需要考虑的问题 4

4.2 5G并不简单的技术实现 5

4.2.1 多天线空分复用以及频谱与带宽的迫切需求 5

4.2.2 多址技术演进 6

4.2.3 高阶调制与链路自适应 6

4.2.4 空中接口的稳定传输机制 6

4.2.5 广覆盖策略 7

4.2.6 能耗优化 7

4.2.7 网络安全性保障 7

4.2.8高速移动性支持 7

4.2.9 多用户并发与QoS保障 7

4.2.10 协议栈的分层协同设计 8

4.2.11 新的系统研发和平台体系更新和方法 8

4.2.12 用户体验提升 9

4.2.13 网络对传统网络的兼容性和对未来的网络的可扩展性 9

4.2.14 网络的互操作性 10

4.3 5G网络的业务需求和用户需求在网络上的明确目标 10

4.3.1接入问题(Access Management) 10

4.3.2 连接问题(Session Establishment) 11

4.3.3. 权限问题(Authorization) 11

4.3.4. 计费问题(Charging & Billing) 11

4.3.5. 安全性问题(Security and Privacy) 12

4.3.6. 移动性问题(Mobility Management) 12

4.3.7. 位置管理问题(Location and Tracking) 12

4.3.8. 资源分配问题(Radio Resource Management) 12

第五章 技术入门篇之一-5G网络架构和协议栈

本章完整课程链接:https://www.bilibili.com/cheese/play/ss399930032​

课程导引 3

5.1 业务和技术驱动导致网络架构的变化 3

5.1.1 传统的移动通信行业的业务需求 3

5.1.2 新业务场景的引入 4

5.1.2.1 5G的多业务场景-三朵云 4

5.1.2.2多切片场景的配置和实现基本策略 6

5.1.3 全IP网络 8

5.1.4 数据业务需求远远超过传统的语音业务 9

5.1.5 云化基础设施的强烈渗透 9

5.1.6 新型传输网络技术 10

5.1.7 更多的数据开发技术和系统开发的方法论的引入 11

5.1.7.1 数字开发技术演进 11

5.1.7.2 DevOps方法论 12

5.1.8 Open RAN新架构 13

5.1.9 自动化测试系统的引入 14

5.2 新型5G端到端总体架构 16

5.2.1 端到端网络架构 16

5.2.1.1 端到端的业务架构和逻辑 16

5.2.1.2 实际端到端网元组成以及接口 16

5.2.1.3 用户面网络沿袭传统结构但更简化 17

5.2.1.4 控制面复杂多样但体现SBA和开放互通 18

5.2.2 端到端协议架构 18

5.2.2.1 用户面总体协议架构 18

5.2.2.2 控制面总体协议架构 18

5.3 5G核心网的新架构 20

5.3.1 SBA架构理念和实现 20

5.3.1.1 5G SBA核心网初始设计目标 20

5.3.1.2 SBA架构的实现方式 21

  1. NF模块化+微服务架构(Microservices) 21

  2. 容器+Kubernetes编排(Cloud-Native Deployment) 21

  3. 5GC中的两类相关接口 22

  4. NFV/Cloud Native功能优化 25

5.3.1.3 从实际应用来看,SBA架构有没有明显变化? 25

5.3.1.4 具体到一些厂商的案例 25

5.3.1.5 必须的和可选的功能模块 26

5.3.2 5G业务在核心网中的功能实现 28

5.3.2.1 核心网用户面协议架构及功能需求 28

5.3.2.1.1 核心网用户面的功能需求 28

5.3.2.1.2 核心网用户面的网络架构 29

5.3.2.2 核心网控制面功能需求及协议架构 31

5.3.2.2.1 核心网控制面的功能需求 31

5.3.2.2.2 核心网控制面的网络架构 33

5.3.2.3 DN和N6接口以及默认数据流程 34

5.3.2.4 PCF/UPF/AF与业务计费 36

5.3.2.4.1 5G计费的基本逻辑 36

5.3.2.4.2 计费所涉及到的网络功能 37

5.3.2.4.3 计费相关的用户的业务属性 37

5.3.2.4.4 计费策略的下发过程 39

5.3.2.4.5 UPF 的计费完整流程 39

5.4 NG-RAN架构和协议模型 42

5.4.1 3GPP NG-RAN协议模型和结构 42

5.4.1.1 NG-RAN在整个5G端到端的位置 42

5.4.1.2 NG-RAN用户面功能需求及协议结构 42

5.3.1.2.1 用户面功能实现的具体需求: 42

5.3.1.2.2 用户面功能协议结构 42

5.3.1.2.3 RAN中协议层的功能具体分工 43

5.4.1.3 NG-RAN的控制面协议功能需求及协议结构 45

5.4.1.3.1 控制面与用户面的分离 45

5.4.1.3.2 配合核心网实现在RAN中用户面数据传输的管理和控制 46

5.4.1.3.3 接入侧控制面协议结构 47

5.4.1.4 3GPP NG-RAN的网络结构 49

5.4.1.4.1 网元构成 49

5.4.1.4.2 N1/N2/N3/F1-C接口的协议分割 50

5.4.1.4.3 无线资源动态调度scheduler以及与RRC的关系 50

5.4.2 Cloud RAN和ORAN协议模型 51

5.4.2.1 ORAN模型提出的历史背景和带来的变化 51

5.4.2.2 NG-RAN中的云原生的引入 53

5.4.2.3 eCPRI接口的明确定义(7.2x) 55

5.4.2.4 NG-RAN中智能化管理模块的引入 56

5.5 特定业务类型的端到端实现 58

5.5.1 5G核心网中的 PCF 与 AF 的作用 58

5.5.2 网络切片和不同QoS的业务的端到端实现 58

5.5.2.1 5G网络切片业务的行业现状 58

5.5.2.2 网络切片服务以及特定QoS业务需要全网支持 59

5.5.2.3 多切片网络的端到端的简单实现流程 60

5.5.3 VoNR和IMS的业务架构以及在IMS在5G核心端的位置 63

5.5.3.1 VoNR和VoLTE的行业使用现状 63

5.5.3.2 VoNR的基本架构 63

5.5.3.3 新型IMS域的基本架构 65

5.3.3.4 VoNR基本流程 65

第六章 技术入门篇之2——5G空口关键技术和物理层实现

Part-1:

本章详细课程第一部分:https://www.bilibili.com/cheese/play/ep1978144

6.1 频率带宽、数据速率和功率是永恒的主题… 5

6.1.1 移动应用对数据速率的需求… 5

6.1.2 理论上数据速率的决定因素… 5

6.1.2.1 香农定律是金科玉律… 5

6.1.2.2 如何解释数据速率与频段有明显的关系… 6

6.1.2.3 如何解释MIMO可以成倍地提高速率… 7

6.1.3 为什么不能通过更大地提高功率来提高速率… 8

6.2 频率资源争霸战… 10

6.2.1 频谱的肥缺所剩无几… 10

6.2.2 频段的重洗牌… 12

6.2.2.1 5G的频段划分源于4G… 12

6.2.2.2 5G频道号的定义NR-ARFCN… 14

6.2.2.3 Global栅格、channel栅格以及与信道频率属性的关系… 16

6.2.2.4 公共载波参考频率点-Point A… 17

6.2.2.5 载波带宽两边保护间隔的计算… 20

6.2.2.6 同步raster和SSB的频点… 20

6.2.3 更高的频率资源-sub6G… 23

6.2.3.1 sub-6G MidBand的范围… 23

6.2.3.2 C波段… 23

6.2.3.3 CBRS波段… 24

6.2.4 毫米波的使用和局限性… 25

6.2.5 5G网络的双工方式TDD还是FDD… 28

6.2.5.1 前5G时代的FDD和TDD之争… 28

6.2.5.2 5G NR的双工方式… 30

6.2.6 私有5G网络的频率策略… 30

6.2.7 SUL和SDL. 31

Part-2:

本章详细课程第二部分:https://www.bilibili.com/cheese/play/ss606055840

6.3 频谱利用率和频带灵活性的提高… 25

6.3.1 合理利用频域资源-OFDM多址接入… 25

6.3.1.1 数字符号调制… 25

6.3.1.2 频域上的单载波和多载波特性… 28

6.3.1.3 OFDM多址方式… 28

6.3.1.4 Numerology与子载波间隔… 29

6.3.1.5 上行SC-FDMA使用的目的和实际部署状态… 31

6.3.1.6 循环前缀CP的使用… 34

6.3.1.7 OFDM数字采样的基本属性… 34

6.3.1.8 5G物理层的基本时间单位… 36

6.3.1.9 终端如何获得Numerology信息… 37

6.3.2 合理利用时间资源-帧结构… 39

6.3.2.1 固定的无线帧时长10ms. 39

6.3.2.2 系统帧号的编号… 40

6.3.2.3 不同Numerology的帧结构… 41

6.3.2.4 上下行时隙和符号配比… 43

6.3.3理利用空间资源-多天线MIMO… 45

6.3.3.1 MIMO空分复用的香农定律解释… 45

6.3.3.2 空分复用基本模型… 46

6.3.3.3 空分复用的秩RANK的理解… 47

6.3.3.4 预编码矩阵预设多天线链路的相关性… 48

6.3.4 BWP的使用… 50

6.3.4.1 BWP的作用… 50

6.3.4.2 BWP的使用场景… 50

6.3.4.3 BWP基本应用流程… 50

6.3.4.4 特性… 51

6.4 无线接口的稳定性和可靠性… 51

6.4.1 自适应动态符号调制和信道编码AMC… 51

6.4.1.1 符号调制的基本方法和参数… 51

6.4.1.2 调制阶数和星座图… 52

6.4.1.3 业务信道的调制基本流程… 53

6.4.1.4 自适应的调制编码方案MCS-AMC… 54

6.4.1.5 CQI反馈和与MCS的映射… 55

6.4.1.6 解调参考信号和解调的过程… 55

6.4.2 3D MIMO和波束赋形… 56

6.4.2.1 3D MIMO和波束赋形的基本概念… 57

6.4.2.2 数字波束赋形的实现方式… 58

6.4.3 多种参考信号的使用… 60

6.4.3.1 5G中用到的所有参考信号分类… 60

6.4.3.2 下行参考信号… 60

6.4.3.3 上行参考信号… 63

6.4.3.4 参考信号的定义方式与物理层的映射… 64

6.4.3.5 参考信号的应用场景对照… 64

6.4.4 小区间同频干扰协调… 64

6.4.4.1 技术背景… 64

6.4.4.2 小区间干扰协调的技术分类和演进… 65

第七章 技术入门篇之3——5G空口物理信道及空口业务过程详解

Part-1:课程视频

第七章 5G信道结构及空口物理层业务过程详解 1
课题准备: 6
7.1 5G网络的信道架构 7
7.1.1 空口物理信道 7
7.1.1.1 空口物理信道的基本功能 7
7.1.1.2 空口信道与信号的对比 7
7.1.1.3 空口物理信道的依赖关系和时序 11
7.1.1.4 空口物理信道的一般处理流程 13
7.1.1.5 空口物理信道的物理层映射 15
7.1.2 逻辑信道 17
7.1.2.1 逻辑信道的基本概念 17
7.1.2.2 逻辑信道的分类和初始生成 17
7.1.2.3 逻辑信道与无线承载(RB,Radio Bearer)的关系 19
7.1.2.4 逻辑信道复用及复用规则 19
7.1.3为什么要定义逻辑信道和传输信道 21
7.2 从手机开机说起 24
7.2.1 手机开机搜索的基本逻辑 24
7.2.2 SSB 25
7.2.2.1 SSB资源位置 25
7.2.2.1.1 SSB频域定位 25
7.2.2.1.2 SSB时域定位 26
·7.2.2.2 同步信号SS 31
7.2.2.2.1 同步信号的定义和检测 31
7.2.2.2.2 PCI和NCI 33
7.2.2.3 PBCH 34
.2.2.3.1 PBCH的基本功能 34
7.2.2.3.2 PBCH的信道映射 34
7.2.2.3.3 PBCH的处理过程 35
7.2.2.3.4 PBCH的接收和解调 39
7.2.3 CORESET 0的功能和设置 39
7.2.3.1 Coreset 0是UE需要接收的第一个PDCCH信道资源 39
7.2.3.2 Coreset 0的时频域资源配置 40
7.2.3.2.1 Coreset 0时频域的总体映射的复用pattern 40
7.2.3.2.2 Coreset 0的频域资源定位 41
7.2.3.2.3 Coreset 0的时域资源定位 43
7.2.3.3 Coreset 0的检测 – Blind Detection 47
7.2.4 PDCCH信道总体概念 49
7.2.4.1 PDCCH的基本概念和目的分类 49
7.2.4.2 用不同的RNTI来表示不同类型的PDCCH 51
7.2.4.3 PDCCH搜索空间 52
7.2.4.4 PDCCH的多种格式 55
7.2.4.5 不同类型的PDCCH 55
7.2.4.6 PDCCH盲检的规则 56
7.2.4.7 PDCCH的物理层处理流程 57
7.2.4.7.1 DCI的CRC添加 58
7.2.4.7.2 基于RNTI的局部加扰 60
7.2.4.7.3 PDCCH的调制和信道编码 60

Part-2 课程视频

7.2.5 SIB1 61
7.2.5.1 SIB1在物理层的时频域的资源定位 61
7.2.5.2 SIB1的基本功能 62
7.2.5.3 SIB1的承载方式 65
7.2.6 PDSCH的总体概念 67
7.2.6.1 PDSCH的基本概念和基本功能 67
7.2.6.2 PDSCH承载的内容的分类 68
7.2.6.3 PDSCH在MAC层的传输块TB 69
7.2.6.4 PDSCH信道在物理层的处理逻辑和流程 73
7.2.6.4.1 总体流程 73
7.2.6.4.2 PDSCH的信道编码与HARQ 74
7.2.6.4.3 PDSCH的符号调制 78
7.2.6.4.4 PDSCH的码率匹配和链路自适应Link Adaptation 79
7.2.6.4.5 PDSCH的预编码与MIMO 82
7.2.6.4.6 PDSCH的资源映射和调度 86
7.2.6.4.7 符号级别的OFDM多址调制 93
7.2.6.6 PDSCH的信道测量 97
7.2.6.5.1 PDSCH的信道测量概述 97
7.2.6.5.2 QCL和TCI 98
7.2.6.5.3 PDSCH中CSI-RS与DMRS的关系 101
7.2.6.5.4 跟PDSCH有关的测量信号实例 103
7.2.6.5.5测试终端侧的信号测量示例 105

Part-3:课程视频 (coming soon)

7.3 手机初始接入阶段的信道和信号 107
7.3.1 小区选择和小区重选 107
7.3.1.1 小区选择和小区重选基本规则 107
7.3.1.2 同步信号及测量 110
7.3.1.3 信号测量总结 112
7.3.2 随机接入信道和随机接入过程 113
7.3.2.1 初始接入阶段的随机接入的基本功能 113
7.3.2.2 随机接入的随机性 114
7.3.2.3 随机接入的基本流程 115
7.3.2.3.1 初始化的随机接入在手机内部的触发机制 115
7.3.2.3.2 选择一个Preamble和PRACH的时频时机 116
7.3.2.3.3 确定第一个Preamble的发送参数和重传参数 118
7.3.2.3.4 确定在哪一个SSB波束中发射 121
7.3.2.4 Preamble序列特性和时频域和码域需求 122
7.3.2.4.1 随机接入信道的时域特性和需求 122
7.3.2.4.2 随机接入信道的频域特性和需求 125
7.3.2.4.3 随机接入信道的码域序列特性 128
7.3.2.4.4 小区规划中针对Preamble的考虑 129
7.3.2.5 竞争性随机接入和非竞争性随机接入 133
7.3.3 初始化接入完整过程-RRCSETUP 135
7.3.3.1 RRCSetup的总体流程 135
7.3.3.2 具体流程分解 137
7.3.3.2.1 Msg2 - 随机接入响应 (RAR) 137
7.3.3.2.2 Msg3 - 发送RRC连接请求 140
7.3.3.2.3 Msg4 - 竞争解决 142
7.3.3.3 初始接入完成 143
7.3.4 PUSCH及其DMRS 145
7.3.5 PUCCH及UCI 145
7.3.6 SRS及上行MIMO策略 145

第八章 5G上网的先决条件

第八章 5G上网的先决条件——信令通道-part1
第八章 5G上网的先决条件——信令通道-part2
8.1 一个简单的类比——一次快递传送

详细内容移步视频链接:一个简单的类比——一次快递传送

以下内容详情移步视频链接:信令通道管理的两个司令部——AMF(NAS)和RRC及其过程

8.2 信令通道管理的两个司令部——AMF(NAS)和RRC

8.3 本次行程总策划——NAS过程

8.4 gNB中的地方法规——RRC

8.5 快递办理——无线接入

8.6 快递过程与服务沟通——建立和使用SRB

[

## 第九章 快速、稳定、安全和共享上网——业务通道

本章相应视频第一部分

9.1 快递公司收到了一个包裹,先做优先级评估 - QoS Flow

9.1.1 评估本次包裹内容是在快件协议定义的范围内 - PDU Session约定

9.1.2 快件寄送约定范围中可以有多种寄送模板 - TFT

本章相应视频第二部分

9.1.3 快件的寄送模板仅仅适用于物流总站向分站传递包裹

9.2 本地递送需要把通用的快件优先级转化成具体的运送方式 - QFI和DRB的转换

本章相应视频第三部分

9.2.1 本地第一道工序就是根据协议在包裹上打递送优先级的标签 - SDAP

9.2.2 具体实现由底层来完成

9.3 统一化的包裹(层三IP包)交给了5G的层二

9.4 安全性和完整性保护 - PDCP

9.5 选择不同级别的传递方式 - RLC

9.6 现场分派快件和调度 - MAC

9.7 万事俱备具体的快递递送 - 物理层和物理信道

9.8 整体来说京东快递要比其他快递相对快捷和可靠 - VoNR(VoLTE) vs 微信通话

第十章 阶段性服务提供的详细协议 - PDU Session

10.1 服务许可账号与基本约定 - SIM卡与IMSI

10.2 什么时候协商与签订详细服务协议 - PDU Session 建立和激活

10.2.1 首先要确定快递服务递送领域和方向 - DNN(APN)如何起作用

视频链接:APN是什么,在5G的终端接入互联网的过程中起什么作用,为什么Wifi不需要配置APN

10.2.2 不同的APN如何在gNB中传递和表现

本节内容视频链接:在PDU Session建立过程中APN/DNN/QoS从UE请求的服务到核心网和gNB的映射

10.3 详细服务协议到底包含哪些条款 - PDU Session 上下文

10.3.1 顺便聊一聊Slicing-切片

本小节视频链接: PDU Session上下文当中包含了目前不太重要的切片信息,BTW,简单聊聊5G网络当中的切片

本节以下内容视频链接:PDU Session上下文,到底包含哪些消息才能确保UE在网络层进行数据收发

10.3.2 DNN

10.3.3 QoS

10.4 PDU Session建立流程

见视频链接:5G PDU Session establishment call flow 分析,用户5G用户面通道建立,什么是 gNB CUPS

10.5 PDU Session建立后网络层的路由关系

本节内容见视频:PDU Session建立之后,如何打通从UE一直到Internet的网络层连接

10.5.1 UE IP allocated during PDU session processing

10.5.2 5G internal network domain

10.5.3 UPF route adding

第十一章 下行数据到达UPF

视频链接part1:https://www.bilibili.com/video/BV1994y137W4/

视频链接part2:https://www.bilibili.com/video/BV1M94y1G7xB/

11.1 用户数据包为何能找到UPF网关

11.1.1 在5G网络中驻留的手机发出过请求

11.1.2 典型场景:如果手机移除了5G网络

11.2 手机的三种典型的状态

11.2.1 手机连接态或INACTIVE状态

11.2.2 手机空闲态

11.2.3 手机非注册态

11.3 UDP和TCP数据到达UPF的区别对待

11.3.1 UDP和TCP的简单铺垫

11.3.2 用iperf测试TCP和UDP数据

11.3.3 UDP和TCP数据传送对照

第十二章 数据传输流水线中的最简单的贴标岗位-SDAP

视频链接:https://www.bilibili.com/video/BV1JC4y117Sj/
12.1 数据流基本无障碍从UPF到达SDAP

12.1.1 下行数据到达SDAP

12.1.2 SDAP-QFI映射与贴标

12.1.3 无缓存、无流控、无重排序和传输确认

12.2 QFI和DRB的映射

12.2.1 QFI信息通过用户面N3的GTP-U包头携带

12.2.2 QFI和DRB的映射规则

12.2.3 RQI (Reflective QoS Identifier)

12.2.4 TS 37.324 SDAP Spec

第十三章 5G PDCP层详解 (课程)

本章5G PDCP层课程全名是:5G PDCP层功能和流程全解析。课程链接:

https://www.bilibili.com/cheese/play/ss10519

13.1 数据到达PDCP实体
13.1.1 SDAP到PDCP的信息传达

13.1.2 PDCP实体(Entity)的映射

13.2 受限的数据传递(delivery)
13.2.1 按序递送(in-order delivery)

13.2.2 PDCP PDU的编号SN (Sequence numbering)

13.3 PDCP PDU递送的基本流程
13.3.1 刚进入流水线的还是SDAP PDU即PDCP SDU

13.3.2 首先贴上一个动态计时器——discardTimer

13.3.3 再in-order进入buffer,把该PDU关联上COUNT和PDCP实体中的TX_NEXT

13.3.4 头压缩

13.3.4.1 基本概念

13.3.4.2 5G规范定义的ROHC算法

13.3.4.3 ROHC的优缺点

13.3.4.4 如何配置和生效

13.3.5 完整性保护和验证

13.3.5.1 为什么要做完整性保护

13.3.5.2 完整性保护算法选择

13.3.5.3 完整性保护key

13.3.5.4 完整性保护实现方式

13.3.5.5 完整性保护的验证(Verification)

13.3.6 加密(Cyphering或者Encryption)

13.3.6.1 为什么需要加密

13.3.6.2 加密算法选择

13.3.6.3 加密使用的Key

13.3.6.4 加密的实现方式

13.3.6.5 解密

13.3.7 通过PDCP实体中的动态值TX_NEXT计算出SN添加到PDCP的SDU,更新TX_NEXT

13.3.7.1 什么是TX_NEXT

13.3.7.2 如何动态变化并影响到PDDCP SN

13.3.8 形成PDCP PDU并交付到RLC层

13.3.9 接收端PDCP PDU的接收和恢复

13.3.9.1 PDCP PDU丢失和乱序

13.3.9.2 解出PDCP PDU的SN并计算出HFN和COUNT

13.3.9.3 解密和完整性保护验证

13.3.9.4 RX_NEXT及其作用

13.3.9.5 重排序Reordering的具体实现流程

13.4 PDCP数据(PDU)的异常递送(Delivery)和传输(Transmission)
13.4.1 发送端的SDU discard和discardTimer

13.4.1.1 SDU discard的发生条件

13.4.1.2 PDCP Status Report的内容

13.4.1.3 PDCP实体的重建

13.4.1.4 PDCP数据的恢复

13.4.2 PDCP的流控和DDDS

13.4.2.1 PDCP层的流控

13.4.2.2 DDDS的作用

13.4.2.3 具体的PDCP流控的流程

13.5 PDCP层参数汇总及参数设置
13.5.1 一般参数

13.5.2状态变量(State variables)

13.5.3 常量(Constants)

13.5.4 定时器(Timers)

第十四章 5G RLC层用户面数据流程详解

本章5G RLC层课程全名是:5G RLC层用户面数据流程详解。课程链接:

https://www.bilibili.com/cheese/play/ss17560

14.1 数据到达RLC层实体
14.1.1 RLC的实体与实体的建立

14.1.2用户数据从PDCP实体分别到达RLC实体

14.1.1.1 DRB的建立及区分

14.1.1.2 为什么需要多个SRB和多个DRB

14.1.3 RLC实体(Entity)中的Buffer以及流控的考虑

14.2 RLC层的SN编号
14.2.1 为什么在PDCP SN基础上还需要重新编号

14.2.2 针对不同的SRB和DRB单独编号(没有优先级之分)

14.2.3 RLC PDU SN编号的策略

14.2.3.1 TM

14.2.3.2 UM

14.2.3.3 AM

14.3 RLC PDU在发送阶段的处理流程
14.3.1 RLC层数据量的匹配和流控

14.3.1.1 负责向PDCP层提供数据量信息

14.3.1.2 计算来自于MAC层的数据资源信息

14.3.1.3 RLC层的流控

14.3.2 TM数据

14.3.3 UM数据

14.3.3.1 发送端RLC UMD SDU数据特征

14.3.3.2 接收PDCP PDU数据并存入buffer

14.3.3.3 RLC UM SDU的分段 (segmentation)与SN编号

14.3.4 AM数据

14.3.4.1 发送端RLC AMD数据的整体过程

14.3.4.2 接收到PDCP AM PDU数据并存入buffer

14.3.4.3 RLC AM SDU的分段与SN编号

14.3.4.4 AM PDU编号的具体流程

14.3.4.6 RLC的PDU的ARQ及重传处理

14.3.4.6.1 检测来自对端的状态报告

14.3.4.6.2 Polling的作用和规则

14.3.4.6.3 重传

14.4 RLC PDU在接收端的处理流程
14.4.1 RLC接收端的 TM 数据

14.4.2 RLC接收端UM数据

14.4.2.1 总体目标和一般规则

14.4.2.2 没分段的RLC PDU的处理

14.4.2.3 经过了分段的RLC PDU的处理

14.4.3 RLC接收端AM数据

14.4.3.1 总体目标、规则和流程(14.3.4.1节已经介绍)

14.4.3.2 RLC AMD或Control PDU到达RLC层的有效性评估

14.4.3.3 进入buffer中的RLC的PDU的处理

14.4.3.3.1 针对乱序和有分段的AM PDU的处理举例

14.4.3.3.2 针对丢包和t-Reassembly超时的情况的AM PDU的处理举例

14.4.3.3.3 STATUS report的生成

14.4.3.3.4 STATUS report的递交间隔需要进行限制——t-StatusProhibit

14.4.3.4 RLC层的ARQ于MAC层的HARQ的简单对比

14.5 RLC层的相关参数汇总
14.5.1 内部临时参数

14.5.2 可配置的常量和变量

14.6 RLC层必要性探讨
14.6.1 对TM data而言直接忽略

14.6.2 对UM data而言主要时进行分段重组和流控

14.6.3 对AM data而言需要进行分段重组、流控和ARQ

14.6.3.1 分段是因为从底层来的资源状态信息

14.6.3.2 流控也是因为底层来的资源状态信息

14.6.3.3 相对于MAC层的HARQ,ARQ的必要性

14.7 RLC层其他话题预告

第十五章 5G的MAC层用户数据面过程详解

注意:本章视频讲解部分已经更新为课程,发布在B站的课堂模块。后续的其他章节的课程也大多数以这种形式正式地和集中地在课堂发布,请大家支持。
本章5G MAC层课程全名是:5G的MAC层用户面数据流程详解

课程导引部分视频:

https://www.bilibili.com/cheese/play/ss17560

15.1 数据到达MAC层实体
15.1.1 MAC层实体entity

15.1.2 MAC层SDU及逻辑信道

15.1.3 (下行)用户数据层间流控

15.1.4 级联(concatenate)的考虑

15.1.5 为什么没有MAC层的SN编号

15.2 从逻辑信道到传输信道
15.2.1 逻辑信道是怎样的格式

15.2.2 MAC SDU级联形成PDU

15.2.3级联的PDU形成传输块TB和传输信道

15.3 传输信道承上启下
15.3.1 TB的形成是调度器(scheduler)动态调度的结果

15.3.2 将用户数据汇入某个TB当中——(逻辑)信道复用

15.3.2.1 为什么要信道复用——MAC CE+MAC SDU

15.3.2.2 哪些逻辑信道可以复用-优先级考虑

15.3.2.3 TB和MAC SDU/CE的结构和大小

15.3.2.3 为什么需要携带MAC CE

15.3.3 TB的生成

15.3.3.1 MAC层调度器Scheduler负责调度

15.3.3.2 TB和CB (code block 码块)

15.3.3.3 TBS的计算

第十六章 从MAC层的DCI到物理层的PDCCH接收

本章5G MAC层课程全名是:5G网络DCI盲检和PDCCH物理层的接收

16.1 用户数据到来触发DCI 3

16.1.1 下行用户数据到来 3

16.1.2 k0以及k1、k2 4

16.1.2.1 基本概念 4

16.1.2.2 为什么需要定义k0,k1,k2 4

16.1.2.3 如何定义 5

16.1.3 涉及到的DCI的类型 6

16.1.3.1 MIB中相关信息 6

16.1.3.2 COROSET0和SIB1 9

16.1.3.3 下行用户数据使用的DCI 11

16.1.3.4 上行用户数据使用的DCI 12

16.1.4 SPS用户数据 13

16.1.4.1 SPS如何实现 13

16.1.4.2 SPS如何触发和激活 16

16.1.4.3 SPS优缺点 16

16.2 DCI的格式和内容 16

16.2.1 为什么需要定义这么多的DCI格式 18

16.2.1.1 format 0_0 和format 1_0 19

16.2.1.2 format 0_1 和format 1_1 22

16.2.1.3 两个TB与单个TB的DCI比较 25

16.2.2 聚合等级 26

16.2.2.1 为什么需要不同的聚合等级 26

16.2.2.2 如何选择不同的聚合等级 27

16.2.2.3 权衡聚合等级的灵活性与盲检的复杂性 30

16.2.3 DCI中HARQ和重传的相关定义 30

16.2.4 DCI中功率控制的定义 30

16.3 PDCCH信道物理层特性 30

16.3.1 用于PDCCH检测的标识RNTI 30

16.3.1.1 为什么需要多种RNTI 30

16.3.1.2 RNTI是物理层用户的唯一身份标识 31

16.3.1.3 RNTI加扰的CRC校验 32

16.3.2 PDCCH信道的物理层基本特性 32

16.3.3 PDCCH信道在物理层的映射 34

16.3.3.1 PDCCH在无线帧的时频定位 34

16.3.4.2 PDCCH Candidates 34

16.3.3.3 Candidate的起始位置 34

16.4 UE总体的DCI盲检流程 37

16.4.1 为什么要进行PDCCH盲检 37

14.4.1.1 UE自身对DCI的特定需求DCI格式集和RNTI类型 38

16.4.1.2 聚合等级的范围UESS或CSS 38

16.4.1.3 DCI 长度统一化 38

16.4.2 在特定的时机,发起对特定的DCI的接收过程 38

16.4.3 必要信息收集 39

16.4.4 按照上述所有信息进行盲检,针对每一个candidates首先进行信道解码 39

第十七章 5G物理层用户数据LDPC信道编码过程详解

注意:本章视频讲解部分已经更新为课程,发布在B站的课堂模块。后续的其他章节的课程也大多数以这种形式正式地和集中地在课堂发布,请大家支持。
B站课堂链接:https://www.bilibili.com/cheese/play/ss30015

17.1 MAC层的TB到达物理层

17.1.1 TB在物理层的整体处理流程

17.1.2 NR物理层相关规范

17.1.2.1 3GPP规范

17.1.2.2 ORAN工作组和相关规范

17.1.2.3 FAPI规范

17.1.3 物理层数据处理的高复杂性和高负荷性

17.1.3.1 物理层功能复杂

17.1.3.2 物理层速率需求大

17.1.3.3 精确同步需求 PTP

17.1.3.4 物理层网元结构的优化

17.2 用户数据传输的前向纠错-LDPC

17.2.1 前向纠错和ARQ的结合

17.2.1.1 基本概念

17.2.1.2 LDPC码的纠错原理和特性

17.2.2 LDPC编码的关联步骤和配置

17.2.3 LDPC码的基础矩阵HBG及相关参数

17.2.3.1 LDPC编码器的基本计算逻辑

17.2.3.2 BG1和BG2基矩阵结构

17.2.4 LDPC码字生成

17.2.4.1 编码矩阵的构建步骤

17.2.4.2 码块与TBS的计算实例

17.2.4.3 0填充

17.2.4.4 打孔操作和速率匹配

17.2.4.6 比特位重复、移位和冗余版本方案

17.2.4.7 冗余版本RV

第十八章 5GNR物理层混合自动重传HARQ详解
注意:本章视频讲解部分已经更新为课程,发布在B站的课堂模块。后续的其他章节的课程也大多数以这种形式正式地和集中地在课堂发布,请大家支持。
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5G课程系列总目录:https://www.bilibili.com/read/cv20932353/

课程前言… 2

18.1 基于LDPC编码的HARQ判决和反馈… 2

18.1.1 上下行用户数据的CRC校验… 2

18.1.1.1 接收端用户数据的解码… 2

18.1.1.2 CB与CBG… 3

18.1.1.3 码块CB和传输快TB的CRC校验… 6

18.1.1.4 校验结果通知MAC层调度器… 6

18.1.2 多进程HARQ… 7

18.1.2.1 单进程的时间间隔… 7

18.1.2.2 多进程的必要性… 17

18.1.2.3 多进程HARQ的相关参数… 18

18.1.3 下行多进程用户数据HARQ码本及HARQ流程… 20

18.1.3.1 HARQ-ACK码本的基本概念… 20

18.1.4.2 Type-1 Codebook 半静态码本… 22

18.1.4.3 Type-2 Codebook 动态码本和DAI 22

18.1.4.4 使用PUCCH反馈HARQ-ACK码本… 25

18.1.4.5 使用PUSCH反馈HARQ-ACK码本… 25

18.1.4 上行多进程用户数据的HARQ流程… 26

18.1.4.1 上行数据传输流程的时序关系… 26

18.1.4.2 上行HARQ反馈的隐式方法… 26

18.2 数据重传… 31

18.2.1 下行数据重传… 31

18.2.2 上行数据重传… 32

18.2.3 MSG3的传输错误处理… 33

18.2.3.1 MSG3不需要HARQ机制… 33

18.2.3.2 MSG3相关重传的参数… 33

第十九章 5G用户数据加扰调制和多天线处理流程详解

第十九章 5G用户数据加扰调制和多天线处理流程详解(上)

第十九章 5G用户数据加扰调制和多天线处理流程详解(下)

B站课堂链接:5G用户数据加扰调制和多天线处理流程详解(上)

5G用户数据加扰调制和多天线处理流程详解(下)

5G课程系列总目录:https://www.bilibili.com/read/cv20932353/

19.1 用户下行数据经LDPC编码后的加扰

用户数据的加扰要在信道编码之后,也就是在进行LDPC后的码字bit流上进行加扰。

19.1.1 用户数据加扰的目的

19.1.1.1 加扰的基本概念

19.1.1.2 5G信道用到的加扰的作用

1:序列均衡:要求序列不能出现长0或者1,面向时钟嵌入的总线可以保证时钟恢复避免失步;减少直流分量更好的实现交流耦合;

2:序列随机化:避免传输信号具有周期性。在多路传输中造成串扰;

3:在通信领域加扰技术可以实现加密,扩频,划分频道等应用

19.1.2 扰码的生成

(TS 38.211 Section 5.2.1 和7.3.1.1)

19.1.2.1 Generic PN creation

19.1.2.2 Sequence Initialization

根据扰码的应用场景,x1(n)的初始化序列x1(0-30)都是相同的,包括后续的序列的所有取值都跟特定的场景参数无关。

但x2(n)与扰码的应用场景有关。

19.1.3 PDSCH的加扰

19.1.3.1 加扰的流程

19.1.3.2 模2加运算

19.1.3.3 初始化值Cinit的计算和对于扰码的影响

19.1.4 接收端的解扰

解扰实际上最简单的逻辑就是再在接收bit流技术山做一次用原来扰码的mod2加,抵消发送端的加扰的影响。

19.2 下行用户数据的符号调制

19.2.1 符合调制的概念

19.2.1.1 符号调制的作用

是数字调制的概念,与OFDM调制以及模拟调制和频率搬迁不是一个概念。

符号调制就是从bit流对应到数字调制符号的过程。

19.2.1.2 调制阶数和星座图

19.2.2 更多的调制阶数的选择

原因:

  1. 更高的数据速率的需求

  2. 无线接口抗干扰技术的应用

  3. 动态MCS及Link Adaptation

19.2.3 IQ数据

复数信号是基于复坐标系或称为复平面里的相互正交和独立的实坐标轴和虚坐标轴的。

19.2.4 PDSCH符号调制的实现

19.2.4.1 PDSCH调制的基本流程

19.2.4.2 R16中定义的Qm

TS 38.211 7.3.1.2

19.2.5 调制参数的调度

(在十七章相关信道编码中有相关介绍)

19.2.5.1 动态调度和LA的实现方式

19.2.5.2 调制和编码方案(MCS)

为什么调制和编码需要结合在一起进行调度呢?

19.2.5.3 CQI反馈和与MCS的映射

调度器和LA算法会根据UE上报的CQI来计算出下一次下行数据传输的MCS。规范中也有多个CQI与MCS的对应表格,根据不同的系统配置和需求进行灵活选择。

19.2.6 PDSCH的解调

19.2.6.1 相干解调和解调参考信号

19.2.6.2 解调参考信号和解调过程

  1. 信道估计的基础

  2. 时间和频率同步

19.3 5G下行用户数据的多天线过程

19.3.1 多天线技术的应用场景

19.3.1.1 MIMO空分复用

19.3.1.2 Beamforming波束赋形

Massive MIMO

3D-MIMO

19.3.2 MIMO技术的基本原理

https://www.bilibili.com/video/BV1X5411T77o/?vd_source=2b72fcc3835291472da2743d71001857

19.3.2.1 香农公式原则

19.3.2.2 空分复用的理论基础

19.3.2.2.1 MIMO系统模型

19.3.3.2.2 MIMO空口传输系数H

19.3.2.3 空分复用的秩RANK的理解

19.3.2.4 预编码矩阵预设多天线链路的相关性

19.3.2.5 UE端通过CSI参考信号进行信道估计

19.3.4.6 MIMO的动态调度与CSI反馈

一般情况下,CSI-RS会以一定的默认规则和一定的周期性,作为公共的参考信号发给所有的用户:

19.3.3预编码与预编码矩阵

19.3.3 1 预编码矩阵的拆分

为了将beamforming和空分复用在预编码矩阵的影响中区分开来,我们的逻辑分析方法是将这个预编码矩阵拆分成两个部分:

W=W1W2

其中W1被称作是所谓wideband and long term channel properties, W2被称为是Frequency-selective(subband) and short-term channel properties.

19.3.3.2 预编码矩阵典型结构

19.3.3.3 预编码索引参数的特定作用

19.3.3.4 矩阵索引参数与PMI参数之间的对应关系

这里的W的索引值l,l’,m,m’实际上就与PMI的最终反馈信息中的i1组(i1,1, i1,2等)即W1直接相关

19.3.3.5 PMI的索引值的取值范围跟天线配置的关系

预编码矩阵的生成还需要分两种码本模式 codebook mode 1和codebook mode 2.

总的说,codebook mode 1构成W相对简单和直接,而codebook mode 2需要定义更多的i2的取值(特别是对于1~2层的传输场景),并且对引用的i_1,1和i_1,2值作用在最终的矩阵元素上进行扩展。

19.3.3.5.1 i1,1,i1,2和i1,3

19.3.3.5.1 i2

19.3.3.6 PMI参数改变波束即空分复用传输系数的简单演示

19.3.3.6.1 PMI参数与波束的关系

PMI参数中的i_1,1实际上是横向波束分布的主要参数。由于横向分布的所有天线阵子是由相互空间正交的(±45度)的两组天线阵子构成,所以原则上认为横向形成2个同步变化的但又相互独立的两个波束,这两个波束在手机端被看成是指向这个UE的同方向的波束对,但从构成空分复用的预编码角度来说,是相互独立的空间参数。由于这两个波束是同步变化的,所以就可以用同一个i_1,1参数来构建。

http://www.slide4math.com/ 上有用matlab编写的演示代码

19.3.3.6.2与预编码相关的PMI参数

与预编码相关的PMI参数就是i2,也就是W公式中其索引参数中的n

19.3.3.7 Type I和Type II Codebook

19.3.4 多天线技术在5G中的实现方式

19.3.4.1 UE端的CSI测量和反馈信息生成

在用户面数据开始传输之前,UE通过之前接入阶段所使用的CSI-RS来进行信道估计和测量,并获得初始数据传输的相应的CSI反馈报告。

19.3.4.2 PMI和RI等CSI信息的反馈

UE会根据当前多天线的场景配置和通过测量计算出来的PMI即RI等,结合其他的反馈信息,比如CQI,SR,HARQ等,以UCI的形式反馈给gNB。UCI根据需要和配置可以由PUCCH或PUSCH来承载。比如,PMI部分会把UE的评估结果相对应的索引值i1,1,i1,2,i1,3,i2等按规定的顺序对应到信道当中。

19.3.4.3 分层分码字传输和层映射

CSI反馈到gNB的调度器之后,调度器会根据这些参数,以及其他的一些调度输入参数,比如用户的数据请求等确定是否采用用户反馈中所建议的PMI和RI。

19.3.4.4 预编码的实现过程

19.3.4.4.1 预编码前DM-RS的插入

层映射之后和预编码之前,需要根据层数,在每层数据中插入DM-RS,DM-RS的端口数量跟层数相同。

19.3.4.4.2 预编码过程

19.3.4.4.3 CSI-RS的生成和插入天线端口

预编码之后需要根据配置和调度插入CSI-RS,也就是在上图的r0~rp-1的每一路符号上插入不同的彼此正交的CSI-RS序列。

CSI-RS的生成规则和方法在下一章中介绍。

19.3.4.5 参数及配置

19.3.4.5.1 PMI、RI、LI、CQI等

19.3.4.5.2 天线端口数量、beam数量、O1、O2

19.3.4.5.3 codebook mode, codebook Type

19.3.4.5.4 DM-RS/CSI-RS序列和初始化取值

19.3.5 简单了解实验环境下的MIMO与测试

19.3.5.1 尽量提升MIMO各路径的独立性

19.3.5.2 RF连接模式的MIMO测试

19.3.5.3 信道仿真器

19.3.5.4 MTP

http://www.jsqmd.com/news/1275954/

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