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1、5G NR NumerologyNR numerology应考虑子载波间隔、CP长度、帧结构中的时间间隔以及实现约束，例 如采样率，这种可扩展性可以简化系统的操作，并具有较宽的系统带宽和载频范围。NR 系统的numerology应具有可扩展性和较少的实现约束。在100GHz的不同载波频率下，它具有多个OFDM numerology,用于宽范围的系统带 宽。5G最大分量载波带宽不小于80MHzo在典型的eMBB部署场景中，NR系统的最大系统带 宽范围从700mhz载波频率的20mhz到30ghz和70ghz载波频率的1GHz。表1总结了典 型的eMBB部署场景。最大分量载波带宽应考虑numero
2、logy处理中的采样率和可能的 并行处理。对于较大的系统带宽(如1GHz),大分量载波带宽要求较高的采样率和中 继效率，但载波聚合中的载波数较少。如果分量载波太小，频谱会变得支离破碎，中 继效率低，但采样率相对较低。因此，为了获得足够的中继效率，最大分量载波带宽 应该适度大。分量载波带宽的另一个考虑因素是可伸缩性以及对OFDM波形的FTT (fast Fourier transform)引擎的影响。如果分量载波带宽以20mhz系统带宽的2倍功率缩放，LTE FFT引擎可以被重用或扩展。如果比例因子不是2的幕，则需要一个复合FFT引擎。复 合FFT引擎增加了 NR系统实现的复杂性和成本。因此，N
3、R系统的分量载波系统带宽被 提议从20mhz系统带宽以2的功率缩放。分量载波带宽系列应为20、40、80、160、 320MHzo表1：典型的eMBB部署方案总结(TR38.913)部署方案室内热点密集城区农村城区宏站同速场市载波频率4GHz,30GHz,70GHz,4GHz,30GHz700MHz,2GHz,4GHz2GHz4GHz30GHzMacro 4GHzBS-Relay: 4GHz/30GHzRelay-UE:4GHz/30GHz/70GHz最大系统T比d1GHzBW3()GHz1GHzBW70GHz200MHzBW4GHz1GHzBW3GHz200MHzBW4GHz20MHzBW7
4、()()MHz200MHzBW4GHz200MHzBW4GHz,1GHz BW30GHz200MHz BW4GHz1GHz BW30GHz/70GHzUE速度3 km/h3km/h fbr indoor30km/hforoutdoor120km/h for outdoor3km/h for indoor30km/h for outdoor,3km/h fbr indoor500km/h在不同的部署场景中，选择OFDM numerology来针对NR系统。子载波间隔、OFDM符号 长度和CP长度是NR系统设计中OFDM参数的主要考虑因素。NR OFDM波形numerology 中的其他考虑因素是
5、可伸缩性、采样率的向后兼容性和实现复杂性，例如FFT引擎。CP长度CP长度被设计为覆盖典型的无线信道时延扩展和传播时延，以最小化目标部署场景中 的信道间干扰。对于单播业务，传播时延是单个小区覆盖面积的功能。对于多播和广 播业务的SFN类型的操作，传播时延将扩展到多小区覆盖区域。CP长度会更长。扩展 CP也用于多播和广播服务。在较高的频率下，时延扩展将明显小于较低频率下的广域 部署。时延扩展小于1US甚至0. 2uso因此，在0FDM符号持续时间较短的情况下，可 以显著减小CP长度以保持CP开销合理。子载波间隔和OFDM符号长度选择子载波间隔的标准包括后向兼容采样率、可扩展性和频率误差引起的相位
6、噪声。 在LTE中，选择15khz的子载波间隔，使采样速率为30. 72ms/sec,向后兼容 UMTS/HSPA网络的3. 84ms/sec,以便于在多系统部署中实现。NR中的向后兼容子载波 间距也将简化非独立NR系统部署中的LTE/NR载波聚合，作为NR系统设计的初始阶 段。当NR系统支持宽范围的分量载波带宽和载波频率时，子载波间隔的可扩展性将简化实 现。UE和网络都可以使用相同的功能集来针对不同的系统配置进行可伸缩性。子载波间隔应足够大，以避免频率误差引起的信道间干扰（ICI）。频率误差是局部振 荡器频率不稳定和多普勒效应的结果。频率误差的程度是由多普勒效应导出的，多普 勒效应与载波频率
7、成正比。幕缩放因子为2的15khz的子载波间隔或15khz的倍数与LTE和HSPA的采样率向后兼 容。向后兼容和可伸缩性对于降低实现复杂性都很重要。由于NR系统将定义一个新的 帧结构，因此在新的帧结构中需要考虑可扩展性。NR系统的帧结构设计为71.48us的 小帧，满足URLLC 0. 5ms的延迟要求，在不考虑1ms边界的情况下，可以很容易地实 现时间间隔内幕为2的可扩展性。因此，15khz子载波间隔可以实现OFDM波形采样率 的后向兼容和可扩展性。OFDM系统的子载波间隔的选择应考虑子载波间干扰的抑制和FFT复杂度的降低。减轻 子载波间干扰；子载波间隔应足够大，以最小化频率误差的影响。在L
8、TE系统中，在 保证系统性能的前提下，频率误差的容忍度小于5%o频率误差容限基于子载波间隔上 多普勒效应（fi）引起的最大频率误差来计算（ 约为0.65kHz/15kHz=0.043,假 设2GHz载波频率下的最大移动速度为350km/ho在NR系统设计中，为了保证系统性 能，频率误差率也应控制在5%以下。表2显示了 NR系统在表1和表1中选定的eMBB 方案中的建议子载波间隔。表2：跟随LTE, 5G潜在子载波间隔LTE5G5G5G5G5G5G5G载波频率2GHz4GHz4GHz4GHz30GHz30GHz30GHz70GHz最大UE速度350km/h30km/h100km/ h500km/
9、h30km/hlOOkm/h500km/h30km/h多普勒频率（fD）kHZ0.650.120.381.860.842.7913.951.95fD/A f0.0430.0080.02480.056/0.016/0.050.033/0.008378子载波间隔15151515/6015/6015/6060/24060/240从表2可以看出，高移动性（500 km/h）或更高载波频率（30ghz和70ghz）需要大的 子载波间隔。在低速（即500km/h4GHz）以及中速中频情况（如100km/h30GHz或 30km/h70GHz）时，可以要求60kHz的子载波间隔。在极端情况下，可以需要额外的
10、 子载波间隔240kHz,艮股 如TR38.913,在高速列车场景中，使用30GHz载波频率中继 通信。额外的大子载波间隔一般也有利于降低320MHz等大分量载波带宽的FFT复杂 度。实际相位噪声是由本振子的频率不稳定和多普勒效应引起的。相位噪声是接收机频率 误差的来源。如果子载波间隔的比例因子为2的幕，则如果系统带宽也按前面讨论的 幕缩放，则可以重用FFT引擎。例如，可以使用240 kHz （16*15kHz）的子载波间隔用 于与相同2048 FFT引擎的320 MHz （16*20 MHz）的系统带宽。与具有15kHz子载波间 隔的2048 FFT引擎相比,60kHz的子载波间距可用于低载
11、波频率（例如4GHz）,系统 带宽为20 MHz,并使用512 FFT引擎。在子载波间距和系统带宽上，2的幕可扩展性 可以简化NR系统的实现。基于上述讨论，提出了三组在子载波归隔、系统带宽和子帧时间间隔上具有2个可扩 展性的OFDM numerology,如表3所示。表 3:全套 NR numeroIogy 集Set 1Set 2Set 3子载波间隔15 kHz60kHz240 k Hz分量载波带宽（MHz）1.4, 3,5, 10, 20 MHz20, 40, 80 MHz20, 40, 80, 160,320 MHzOFDM符号长度（美 国）66.67us16.67us4.17 us循环前
12、缀4.8 us1.2 us0.3 us每个子帧的OFDM符 号数1416子帧长度（毫秒）0.0715 ms0.0715 ms0.0715 ms帧长度（毫秒）10 ms10 ms10 ms注思FFT大小128, 256,512, 1024,2048512,1024, 2048128, 256,512, 1024, 2048载（波）频（率 ）频率较低，覆盖范围较广（如：2GHz）频率较低，覆盖范围 较广（4GHz 30GHz）频率较低，覆盖范围较广（30GHzUE速度高达 350km/h 2GHz高达 500km/h 4GHz高达 100km/h 30GHz高达 500km/h 30GHz 低速至中速 freq30GHz
