2024年3月16日发(作者:墨曼语)
5G CA和SUL
在R15中,协议针对载波聚合(CA:Carrier Aggregation)没有太多的定义,
上行压根就不能支持载波聚合,下行也只能支持2个TDD载波聚合。而在R16中,
增加了4个FDD频段,支持3个载波CA,上行也可以载波聚合了。
与LTE类似,5G也分同频CA和异频CA,先看下R16支持那些band的CA。
表1: FR1同band连续CA
NR CA Band
CA_n1
CA_n7
CA_n40
CA_n41
CA_n46
CA_n48
CA_n66
CA_n71
CA_n77
CA_n78
CA_n79
表2: FR1同band非连续CA
NR Band
NR CA Band
(Table 5.2-1)
CA_n3
CA_n7
CA_n25
CA_n41
CA_n48
CA_n66
CA_n77
CA_n78
n3
n7
n25
n41
n48
n66
n77
n78
NR Band
n1
n7
n40
n41
n46
n48
n66
n71
n77
n78
n79
也就是说中移的n41内160Mhz可以进行载波聚合,电联的共200Mhz也能进行载
波聚合。
异band分2载波和3载波聚合,可聚合的组合比较多,这里提取了国内常用
band组合。
表3: FR1异band CA (two bands)
NR CA Band NR Band NR CA Band
CA_n1-n3
CA_n1-n7
CA_n1-n8
n1, n3
n1, n7
n1, n8
CA_n28-n40
CA_n28-n41
CA_n28-n77
NR Band
n28, n40
n28, n41
n28, n77
CA_n1-n28
CA_n1-n40
CA_n1-n41
CA_n1-n77
CA_n1-n78
CA_n1-n79
CA_n3-n7
CA_n3-n8
CA_n3-n28
CA_n3-n38
CA_n3-n41
CA_n3-n77
1
CA_n3-n78
1
CA_n3-n79
1
CA_n8-n39
1
CA_n8-n40
CA_n8-n41
n1, n28
n1, n40
n1, n41
n1, n77
n1, n78
n1, n79
n3, n7
n3, n8
n3, n28
n3, n38
n3, n41
n3, n77
n3, n78
n3, n79
n8, n39
n8, n40
n8, n41
CA_n28-n78
1
CA_n38-n78
1
CA_n39-n40
CA_n39-n4
CA_n39-n79
CA_n40-n41
CA_n40-n78
CA_n40-n79
1,4
CA_n41-n50
1
CA_n41-n66
CA_n41-n71
CA_n41-n78
CA_n41-n79
CA_n75-n78
CA_n76-n78
CA_n77-n79
CA_n78-n79
5
n28, n78
n38, n78
n39, n40
n39, n41
n39, n79
n40, n41
n40, n78
n40, n79
n41, n50
n41, n66
n41, n71
n41, n78
n41, n79
n75, n78
n76, n78
n77, n79
n78, n79
也就是说国内的主流band之间都能进行CA。
表4: FR1异band CA (three bands)
NR CA Band
CA_n1-n3-n8
CA_n1-n3-n28
CA_n1-n3-n41
NR Band
n1, n3, n8
n1, n3, n28
n1, n3, n41
NR CA Band
CA_n3-n28-n77
CA_n3-n28-n78
CA_n3-n40-n41
NR Band
n3, n28, n77
n3, n28, n78
n3, n40, n41
CA_n1-n3-n78
CA_n1-n7-n28
CA_n1-n8-n78
CA_n1-n28-n78
CA_n1-n40-n78
CA_n3-n7-n28
CA_n3-n7-n78
CA_n3-n8-n78
n1, n3, n78
n1, n7, n28
n1, n8, n78
n1, n28, n78
n1, n40, n78
n3, n7, n28
n3, n7, n78
n3, n8, n78
CA_n3-n41-n79
CA_n8-n39-n41
CA_n8-n41-n79
CA_n25-n66-n78
CA_n28-n40-n78
CA_n28-n41-n78
CA_n29-n66-n70
CA_n39-n41-n79
CA_n40-n41-n79
1,2
n3, n41, n79
n8, n39, n41
n8, n41, n79
n25, n66, n78
n28, n40, n78
n28, n41, n78
n29, n66, n70
n39, n41, n79
n40, n41, n79
下表是4band之间聚合(未删减)。4载波聚合没有中移的你41频段。
表5: FR1异band CA (four bands)
NR CA Band
CA_n1-n3-n7-n28
CA_n1-n3-n7-n78
CA_n1-n3-n8-n78
CA_n1-n3-n28-n78
CA_n3-n7-n28-n78
CA_n7-n25-n66-n78
NR Band
(Table 5.2-1)
n1, n3, n7, n28
n1, n3, n7, n78
n1, n3, n8, n78
n1, n3, n28, n78
n3, n7, n28, n78
n7, n25, n66, n78
不过网络是支持CA了,终端呢?
目前NSA网络下,支持CA的终端有P40和三星的S20系列,苹果12也支持。在
SA组网下,目前暂无终端支持,都是用CPE进行测试,2F+2T的组合下,下行速
率可达4.5Gbps。
CA可以提升速率,SUL(Supplementary Ullink)也可以提升速率,而且还能增
强上行覆盖。
协议规定,UE可以在case1和case2之间切换。
图1:SUL时隙示意图
也就是说,由于5G是上行受限系统,在上行覆盖不佳的区域,可以借助低频覆
盖好的优势,在TDD模式下,发送上行的时隙中使用SUL频段进行业务传输。
图2:SUL覆盖使用示意图
而在R15中,SUL和NUL之间的切换属于硬切换,会导致速率掉坑现象,R16
中,SUL时隙提前Xus建立信令连接,使切换更平稳。
图3:SUL提前进行信令连接
承载SUL载波信息的消息如下(SA组网):
空闲态接入时,通过SIB1(System Information Block 1)承载。
连接态接入时,通过RRCReconfiguration消息承载。
下行链路承载在NUL载波,上行链路承载在SUL载波。由于NUL的子载波间隔为
30kHz,SUL载波的子载波间隔为15kHz,NUL载波与SUL载波的时隙数量比例是
2:1,因此调度时需要考虑不同时序的调度。
图4:SUL上下行时隙
NR引入了灵活的调度机制,协议引入k1和k2,以保证gNodeB和UE间的调度时
序不错乱,其中,k1用于确定下行数传的HARQ时序,k2用于确定上行调度时序,
k1和k2基于算法自动计算得到。gNodeB通过DCI(Downlink Control
Information)消息将k1和k2参数下发给UE。
在SUL场景下,下行数传的ACK/NACK反馈时序为N+k1。当UE在C-Band时隙N
收到下行数据时,会在C-Band时隙N+k1对应的Sub-3G上行子帧反馈
ACK/NAC。
图5:HARQ反馈机制
在SUL中,网络侧通过C-Band调度指示UE在SUL上调度的资源,调度时序为
N+k2。当UE在C-Band时隙N收到包含上行调度的DCI(downlink control
information)时,会在C-Band时隙N+k2对应的Sub-3G上行时隙发送上行数
据。
图6:上下行调度
2024年3月16日发(作者:墨曼语)
5G CA和SUL
在R15中,协议针对载波聚合(CA:Carrier Aggregation)没有太多的定义,
上行压根就不能支持载波聚合,下行也只能支持2个TDD载波聚合。而在R16中,
增加了4个FDD频段,支持3个载波CA,上行也可以载波聚合了。
与LTE类似,5G也分同频CA和异频CA,先看下R16支持那些band的CA。
表1: FR1同band连续CA
NR CA Band
CA_n1
CA_n7
CA_n40
CA_n41
CA_n46
CA_n48
CA_n66
CA_n71
CA_n77
CA_n78
CA_n79
表2: FR1同band非连续CA
NR Band
NR CA Band
(Table 5.2-1)
CA_n3
CA_n7
CA_n25
CA_n41
CA_n48
CA_n66
CA_n77
CA_n78
n3
n7
n25
n41
n48
n66
n77
n78
NR Band
n1
n7
n40
n41
n46
n48
n66
n71
n77
n78
n79
也就是说中移的n41内160Mhz可以进行载波聚合,电联的共200Mhz也能进行载
波聚合。
异band分2载波和3载波聚合,可聚合的组合比较多,这里提取了国内常用
band组合。
表3: FR1异band CA (two bands)
NR CA Band NR Band NR CA Band
CA_n1-n3
CA_n1-n7
CA_n1-n8
n1, n3
n1, n7
n1, n8
CA_n28-n40
CA_n28-n41
CA_n28-n77
NR Band
n28, n40
n28, n41
n28, n77
CA_n1-n28
CA_n1-n40
CA_n1-n41
CA_n1-n77
CA_n1-n78
CA_n1-n79
CA_n3-n7
CA_n3-n8
CA_n3-n28
CA_n3-n38
CA_n3-n41
CA_n3-n77
1
CA_n3-n78
1
CA_n3-n79
1
CA_n8-n39
1
CA_n8-n40
CA_n8-n41
n1, n28
n1, n40
n1, n41
n1, n77
n1, n78
n1, n79
n3, n7
n3, n8
n3, n28
n3, n38
n3, n41
n3, n77
n3, n78
n3, n79
n8, n39
n8, n40
n8, n41
CA_n28-n78
1
CA_n38-n78
1
CA_n39-n40
CA_n39-n4
CA_n39-n79
CA_n40-n41
CA_n40-n78
CA_n40-n79
1,4
CA_n41-n50
1
CA_n41-n66
CA_n41-n71
CA_n41-n78
CA_n41-n79
CA_n75-n78
CA_n76-n78
CA_n77-n79
CA_n78-n79
5
n28, n78
n38, n78
n39, n40
n39, n41
n39, n79
n40, n41
n40, n78
n40, n79
n41, n50
n41, n66
n41, n71
n41, n78
n41, n79
n75, n78
n76, n78
n77, n79
n78, n79
也就是说国内的主流band之间都能进行CA。
表4: FR1异band CA (three bands)
NR CA Band
CA_n1-n3-n8
CA_n1-n3-n28
CA_n1-n3-n41
NR Band
n1, n3, n8
n1, n3, n28
n1, n3, n41
NR CA Band
CA_n3-n28-n77
CA_n3-n28-n78
CA_n3-n40-n41
NR Band
n3, n28, n77
n3, n28, n78
n3, n40, n41
CA_n1-n3-n78
CA_n1-n7-n28
CA_n1-n8-n78
CA_n1-n28-n78
CA_n1-n40-n78
CA_n3-n7-n28
CA_n3-n7-n78
CA_n3-n8-n78
n1, n3, n78
n1, n7, n28
n1, n8, n78
n1, n28, n78
n1, n40, n78
n3, n7, n28
n3, n7, n78
n3, n8, n78
CA_n3-n41-n79
CA_n8-n39-n41
CA_n8-n41-n79
CA_n25-n66-n78
CA_n28-n40-n78
CA_n28-n41-n78
CA_n29-n66-n70
CA_n39-n41-n79
CA_n40-n41-n79
1,2
n3, n41, n79
n8, n39, n41
n8, n41, n79
n25, n66, n78
n28, n40, n78
n28, n41, n78
n29, n66, n70
n39, n41, n79
n40, n41, n79
下表是4band之间聚合(未删减)。4载波聚合没有中移的你41频段。
表5: FR1异band CA (four bands)
NR CA Band
CA_n1-n3-n7-n28
CA_n1-n3-n7-n78
CA_n1-n3-n8-n78
CA_n1-n3-n28-n78
CA_n3-n7-n28-n78
CA_n7-n25-n66-n78
NR Band
(Table 5.2-1)
n1, n3, n7, n28
n1, n3, n7, n78
n1, n3, n8, n78
n1, n3, n28, n78
n3, n7, n28, n78
n7, n25, n66, n78
不过网络是支持CA了,终端呢?
目前NSA网络下,支持CA的终端有P40和三星的S20系列,苹果12也支持。在
SA组网下,目前暂无终端支持,都是用CPE进行测试,2F+2T的组合下,下行速
率可达4.5Gbps。
CA可以提升速率,SUL(Supplementary Ullink)也可以提升速率,而且还能增
强上行覆盖。
协议规定,UE可以在case1和case2之间切换。
图1:SUL时隙示意图
也就是说,由于5G是上行受限系统,在上行覆盖不佳的区域,可以借助低频覆
盖好的优势,在TDD模式下,发送上行的时隙中使用SUL频段进行业务传输。
图2:SUL覆盖使用示意图
而在R15中,SUL和NUL之间的切换属于硬切换,会导致速率掉坑现象,R16
中,SUL时隙提前Xus建立信令连接,使切换更平稳。
图3:SUL提前进行信令连接
承载SUL载波信息的消息如下(SA组网):
空闲态接入时,通过SIB1(System Information Block 1)承载。
连接态接入时,通过RRCReconfiguration消息承载。
下行链路承载在NUL载波,上行链路承载在SUL载波。由于NUL的子载波间隔为
30kHz,SUL载波的子载波间隔为15kHz,NUL载波与SUL载波的时隙数量比例是
2:1,因此调度时需要考虑不同时序的调度。
图4:SUL上下行时隙
NR引入了灵活的调度机制,协议引入k1和k2,以保证gNodeB和UE间的调度时
序不错乱,其中,k1用于确定下行数传的HARQ时序,k2用于确定上行调度时序,
k1和k2基于算法自动计算得到。gNodeB通过DCI(Downlink Control
Information)消息将k1和k2参数下发给UE。
在SUL场景下,下行数传的ACK/NACK反馈时序为N+k1。当UE在C-Band时隙N
收到下行数据时,会在C-Band时隙N+k1对应的Sub-3G上行子帧反馈
ACK/NAC。
图5:HARQ反馈机制
在SUL中,网络侧通过C-Band调度指示UE在SUL上调度的资源,调度时序为
N+k2。当UE在C-Band时隙N收到包含上行调度的DCI(downlink control
information)时,会在C-Band时隙N+k2对应的Sub-3G上行时隙发送上行数
据。
图6:上下行调度