5G-R15版本特性描述(中)

lukaisi

Characteristics template for NR RIT of “5G” (Release 15 and beyond)

“5G” NR RIT的特性模板 (R15及未来版本)

(将全文分为三部分发布，此文为第二部分。包括移动管理、无线资源管理、帧结构、频率特性和双工技术以及天线特性等内容)

5.2.3.2.5     移动管理(切换)
5.2.3.2.5.1   描述一下相关的切换机制和过程

描述一下相关的切换机制和过程：

-    异系统切换，需要支持RTT/SRIA和至少与另一个IMT系统之间的切换。

-    系统内切换：

·  同频和异频

·  RIT内部或者SRIT内部不同成员RIT之间(Within the RIT or between component RITs within one SRIT (if applicable))

描述切换策略的类别(如UE或基站辅助的切换，切换测量的类别等)。

切换算法支持哪个其他的IMT系统(IMT-2020之外的系统)？

缩略语：

为了便于明白专用名词和缩写，首先介绍一下缩略语和其含义：

-       NR:NR无线接入

-       NG-RAN：NG无线接入网络(连接到5GC)

-       5GC：5G核心网络

-       gNB、NG-RAN节点向UE提供NR用户和控制面的终结点

-       ng-eNB：向UE提供NR用户和控制面的终结点的NG-RAN节点

-       en-gNB：NG-RAN节点提供向UE提供NR用户和控制面的终结点，在EN-DC中作为辅节点(Secondary Node)

-       eNB：E-UTRAN节点，连接到EPC

-       MN：主节点

-       SN：辅节点

-       MR-DC：多RAT双连接

-       NE-DC: NR-E-UTRA双连接(连接至EPC)

-       EN-DC: E-UTRA-NR双连接(连接至EPC)

-       NGEN-DC: NG-RAN E-UTRA-NR双连接(连接至5GC)

系统间切换：

支持5G核心网(5GC)和EPC之间的系统间切换。

-采用RAT间切换来支持NR中5GC和E-UTRA中EPC之间(between NR in 5GC and E-UTRA in EPC)的切换。

-采用CN类别改变的E-UTRA内切换来支持E-UTRA中5GC和E-UTRA中EPC之间(between E-UTRA in 5GC and E-UTRA in EPC)的切换。源eNB/ng-eNB决定并触发切换过程 (如经由同一个CN类别或者到其它CN类别)。在LTE内系统间切换时，LTE内系统内切换时，UE必须从切换命令中获知目标CN的类别

系统内切换：

1) NR内切换：适用于RRC_connected的UE的网络控制的移动性，可分为以下2类：

-  小区级移动性如切换需要由明确的RRC信令来触发。对于gNB之间的切换，需要在源gNB和目的gNB之间支持切换请求、切换确认、切换命令和切换完成等过程。切换完成阶段源gNB上的资源释放由目标gNB来触发。

-  波束级移动性不需要采用明确的RRC信令来触发，它由低层来处理，在特定时间点上RRC无需知道使用哪个波束。

切换过程中，在目标gNB和源gNB之间的数据转发、按序发送和重复避免都可以得到保证。

2) RAT间切换：支持NR和E-UTRA间5GC内部跨RAT的 (Intra 5GC inter RAT mobility)移动性。RAT间的测量仅限于E-UTRA，支持源RAT对目标RAT进行测量和报告相关的配置。支持gNB和ng-eNB之间的按序和无损(in-sequence and lossless)切换。支持NG-RAN节点间基于Xn和NG的RAT间切换。切换是经由Xn或者CN对UE来说是透明的。目标RAT接收到UE的NG-C上下文信息后，根据此信息来对UE配置完整的RRC消息和全配置(而不是delta)。

测量：

RRC_connected模式下，UE测量小区内的多个波束(至少1个)，测量结果(power values？电平值？)平均后获得小区质量。为此，配置UE对一组可检测的波束进行测量，即超过平均值的N个最好波束。采用2级滤波，在物理层提取波束质量信息，然后在RRC层从多个波束上获取小区质量信息。服务小区和非服务小区都采用同样的方式从波束测量来获取小区质量。如果gNB配置UE对X个最好的波束进行测量，则测量报告中将包含这X个最好波束的测量结果。

详细内容请参见TS38.300第9.2.3和9.3节。

5.2.3.2.5.2            高速(最高500Km/h)特性

高速(最高500Km/h)大量用户同时切换且保持较高切换成功率的过程描述。

信息后续提供。

5.2.3.2.6     无线资源管理

5.2.3.2.6.1            描述无线资源管理相关内容

如集中/分布式RRM、动态/灵活无线资源管理、有效负载均衡等方面的支持性。

通用：
NR执行无线资源管理功能，以确保可用无线资源的高效利用。RRM功能包括：

-  无线承载控制：包含无线资源配置过程的无线承载的建立、保持和释放。它与gNB/ng-eNB相关。

- 无线准入控制(RAC)：RAC对新的无线承载的建立进行允许和拒绝方面的控制工作。它考虑QoS请求、优先级、总体资源情况等。RAC位于gNB/ng-eNB中。

-  连接移动控制(CMC)：用于对空闲模式和连接模式下的UE数目进行控制。空闲模式下，小区重选算法有参数设定来控制。连接模式下，gNB采用切换和基于重定向的RRC连接释放等方式来控制UE的移动性。

-      动态/灵活的无线资源管理

NR采用分组调度来支持动态和灵活的无线资源管理，分组调度为用户数据和控制面数据分配资源和解除资源配置。

-      负载均衡(LB)

负载均衡用于处理多个小区间的话无负荷不均衡的问题。LB的用处在于影响负荷分配，以提高资源和QoS的利用率。NR中的LB采用切换、重定向和小区重选来实现。

5.2.3.2.6.2            RIT间互操作

描述SRIT内部成员RIT之间互操作的功能块和机制(如网络架构模型)。

多RAT双连接：

采用E-UTRA和NR实现多RAT双连接(MR-DC)，以支持E-UTRA和NR间的紧密互操作。支持以下类别的MR-DC：

E-UTRA和NR之间的紧密互操作由多个RAT间使用E-UTRA和NR的双连接(MR-DC)来支持。支持如下MR-DC类型：

- 采用EPC的MR-DC：E-UTRA-NR双连接(EN-DC)。gNB是主节点(MN)，gNB为辅节点(SN)。

-       采用5GC的MR-DC：

o   NG-RAN E-UTRA-NR双连接(NGEN-DC)：eNB为MN，gNB为SN。

o   NR-E-UTRA双连接(EN-DC)：gNB为MN，eNB为SN。

与LTE双连接相类似，MN负责切换，SN提供负荷分担，以提升总速率。

控制面架构：对于MR-DC操作，EN-DC下，eNB和gNB与5GC之间的通信经由X2-C接口进行；MR-DC下，eNB和gNB与5GC之间的通信经由Xn-C接口进行。 (ForMR-DC operation, eNB and gNB is communicated via X2-C interface for EN-DC andXn-C for MR-DC with the 5GC.)

用户面架构：MR-DC支持MCG、SCG和分离承载。对于分离承载，MN和SN都支持用于同一个无线承载的RLC(both MN and SN support RLC for the same radio bearer)。

详见TS37.340，也可参见5.2.3.2.13.1。

5.2.3.2.6.3            连接/进程管理

请描述空口的连接/进程管理机制。比如：

-      采用快速和动态转换来支持多种协议状态。

-      分配和释放资源的信令机制。

NG-RAN支持以下状态：

RRC空闲态：

-   PLMN选择；

-   系统信息广播；

-   小区重选移动性；

-   5GC发起的移动终结数据的寻呼；

-  5GC管理的移动终结数据区域的寻呼(Paging for mobile terminated data area is managed by 5GC)；

-   NAS配置的CN寻呼的DRX。

-   RRC非激活态：

-   系统消息广播；

-   小区重选移动性；

-   NG-RAN发起的寻呼(RAN寻呼)；

-   NG-RAN对RAN通知区(RNA)的管理；

-   NG-RAN配置的RAN寻呼的DRX；

-   为UE建立5G-NG-RAN连接(C面和U面)

-   保存在NG-RAN和UE中的UE AS上下文

-   NG-RAN了解UE所属的RNA。

-   RRC连接态：

-   为UE建立5G-NG-RAN连接(C面和U面)；

-   保存在NG-RAN和UE中的UE AS上下文；

-   NG-RAN了解UE所属的小区；

-   UE来/去单播数据的传送；

-   包含测量的网络控制的移动性。

RRC状态间转换：

-   从RRC_IDLE到 RRC_CONNECTED: RRC连接建立

-   从RRC_CONNECTED到RRC_IDLE: RRC连接释放

-   从RRC_INACTIVE到RRC_CONNECTED: RRC 连接恢复

-   从RRC_CONNECTED到RRC_INACTIVE: RRC 连接抑制

-   从RRC_INACTIVE到RRC_IDLE: RRC 连接释放(TBC，待定)

-   从RRC_IDLE到RRC_INACTIVE:不支持

详见TS38.300。

5.2.3.2.7     帧结构

描述上下行帧结构：

-    帧长度；

-    每帧中包含的时隙数；

-    TDD每帧中转换点的数目和位置；保护间隔和保护比特的数目；

-    每个时隙中用户有效载荷信息；

-    子载波间隔；

-    控制信道结构和复用；

-    功控比特率。

帧结构相关的信息如下：

‐帧长度，子载波间隔和时隙：

一个10ms长的无线帧包括10个子帧，每个子帧长度1ms。每个子帧中所包含的时隙数取决于子载波间隔。每个时隙由14个OFDM符号组成(如果是扩展循环前缀则为12个OFDM符号)。

-     15 kHz SCS: 1 ms 时隙长度, 每个子帧中包含1个时隙。

-     30 kHz SCS: 0.5 ms时隙长度, 每个子帧中包含2个时隙。

-     60 kHz SCS: 0.25 ms时隙长度, 每个子帧中包含4个时隙。

-     120 kHz SCS: 0.125 ms时隙长度, 每个子帧中包含8个时隙。

-     240 kHz SCS: 0.0625 ms时隙长度(仅用于同步，不包含数据)。

数据传送可以基于时隙来进行调度，也可以基于部分时隙来进行，其中部分时隙在一个时隙中会多次传送。对于通常的(normal)循环前缀，所支持的部分时隙和调度间隔为2、4和7个符号。对于扩展循环前缀，所支持的部分时隙和调度间隔为2、4和6个符号。

时隙结构中，每个时隙中支持0、1或者2个DL/UL转换点，每个时隙的链路方向可以独立且动态选择。典型情况下，可以分配一个符号作为保护间隔，但也可以采用不同的符号数甚至整个时隙作为保护间隔。

‐下行控制信道结构：

每个调度周期内，下行控制信令与数据进行时频复用。控制域可以扩展到分配开始的起始的1~3个OFDM符号上，数据传送可以灵活分配1~14个符号，包括控制域中未被控制信令所使用的时/频部分。

‐上行控制信道结构：

上行控制信令可以与同一个UE的数据进行时域复用，如果UE没有上行数据传送，上行控制信令还可以与其它UE的控制和数据进行时域和频域复用。上行控制信令由数据进行承载(piggy-backed)，如UE有数据传送，则它与PUSCH上的数据一起传送。

‐功控比特率：

没有定义功控速率，但是功控命令可以在任何时隙中进行发送，因此，功控速率与子载波间隔相关。不同的子载波间隔下，如15/30/60/120 kHz时，功控速率分别为1/2/4/8 kHz。

5.2.3.2.8     频率特性和双工技术

5.2.3.2.8.1            频谱共享和灵活的频率使用

RIT/SRIT支持灵活的频率使用和/或频谱共享？请详述。

描述如何根据上/下行话务不一致性(asymmetry)灵活分配成对和非成对频谱资源的能力。

-         NR支持灵活的频谱使用，机制如下：

· 可以聚合多个成员载波(CC)来得到6.4GHz的传输带宽。聚合载波在频域上可以是连续的，也可以是不连续的，包括在不同频率上的分配(频率聚合)。

· 除此之外，在一个成员载波(CC)内，支持上/下行BWP(带宽部分)。CC的带宽可以分为多个BWP。从网络侧来看，不同BWP可以与不同的参数集(numerologies，即子载波间隔和循环前缀)。UE支持的带宽特性较小时，可以采用小的BWP所对应的参数基来工作。采用这种方法，支持不同BWP的UE可以采用较大的BWP载波。NR支持UE的BWP自适应以便省电和进行参数集转换。如果UE不需要支持整个带宽，那么网络就可以工作在激活带宽上，而不用工作在较大的带宽上，从而根据话务需求优化无线资源的使用，降低来自/去往其它系统的干扰。

-   NR支持与LTE的频率共享。NR和LTE的工作载波可以重叠或者相邻。从网络侧看，在重叠载波上，NR用户和LTE用户可以通过动态调度或者半静态配置，采用频域复用(FDM)或者时域复用(TDM)方式，实现共享/共存。当LTE和NR频谱重叠时，资源可以被LTE DL载波和NR DL载波共享，或者被LTE UL载波和NR UL载波共享。NR和LTE的OFDM符号周期可以同步(aligned)。系统允许LTE和NR的子载波同步，以便更加有效地实现重叠资源的共享。

NR采用灵活的频谱资源分配来解决上/下行话务不均衡(asymmertry)的问题，如允许对成频谱上的FDD操作、全部或者部分成对频谱上采用不同的传送方向、非对称频谱下时间资源上的传输方向非动态改变的TDD操作、非对称频谱下大多数时间资源上的传输方向可以动态改变的TDD操作等。DL和UL的数据传输方向每个时隙都可以动态设定(per-slot basis)。

5.2.3.2.8.2            信道带宽的可扩展性

信道带宽的可扩展性：

描述RIT/SRIT如何支持信道带宽扩展性以及支持哪些带宽类型。

描述RIT/SRIT如何支持>100MHz可扩展带宽(scaleable)的扩展(extension)。

描述对于高频工作时的>1GHz的带宽如何进行扩展。考虑例如：工作带宽的可扩展性，采用单个或者多个RF载波的扩展性。

描述是否存在多个连续(或不连续)频段的聚合功能及其特性。考虑例如多个信道聚合以支持更高的用户比特率。

一个成员载波(CC)支持扩展带宽，在450MHz~6000MHz范围内，支持5, 10, 15, 20, 25, 40,50, 60, 80, 100MHz频率范围(请参看TS38.101种不同频段所支持的实际带宽)，其保护带宽约占8%~5%。通过多个CC的聚合，可以支持高达6.4GHz的传输带宽，以提供更高速率。CC在频域可以连续或者不连续。UE所使用的CC的数目可以根据瞬时数据速率而随着时间进行变化。

5.2.3.2.8.3            RIT/SRIT支持的频段

RIT/SRIT支持的频段有哪些？请列举出来。

根据ITU-RM.2411-0的要求，支持下面所列的频段。不排除未来引入其它ITU-R所标定的频段。3GPP技术也对其它频率分配和频段进行了定义。

450 – 6000 MHz:

24250– 52600 MHz:

5.2.3.2.8.4            部署连续网络所需的最小频谱

部署连续网络所需的最小频谱是多少？包括保护频带(MHz)。

对称频谱所需的最小频带为2x 5 MHz。非对称频谱最少为5MHz。

5.2.3.2.8.5            3dB下降点带宽

3dB下降点处所测量到的最大和最小带宽是多少？

3dB带宽不是规范的一部分，但是：

-   99%信道带宽的最小值是(单个CC的占用带宽)：

o  450~6000MHz之间为5MHz。

o  24250~52600 MHz之间为50MHz。

-   99%信道带宽的最大值是(单个CC的占用带宽)：

o  450~6000MHz之间为100MHz。

o   24250 ~52600 MHz之间为400MHz。

多个CC可以聚合来获得6.4GHz的传输带宽。

5.2.3.2.8.6            双工技术

采用什么样的双工技术 (如TDD、FDD或者半双工FDD) ？

对以下问题进行描述：

-     对称频谱采用哪种双工方式？请对细节进行说明。

-     非对称频谱采用哪种双工方式？请对细节进行说明。

细节举例如下：

-     全双工和半双工FDD下，最小(上/下)频率间隔是多少？

-     全双工和半双工FDD下，发送与接收的隔离是多少？在UE或基站侧需要双工器吗？

-     TDD模式下，(上/下)最小时间间隔是多少？

-     对于TDD，DL/UL比率是否可变？所支持的上下行比率是多少？如果TDD的上下行比率可变，邻小区的共存因素是什么？

NR支持对成和非对称频谱，允许在对称频段上进行FDD操作，支持在全部或者部分频谱上进行不同方向的传送，支持非对称频谱下时间资源上的传输方向非动态改变的TDD操作，支持非对称频谱下大多数时间资源上的传输方向可以动态改变的TDD操作等。DL和UL的数据传输方向每个时隙都可以动态设定(per-slot basis)。

-       FDD工作模式下，支持全双工FDD。

·  全双工FDD下，终端和基站侧都需要双工器。

·  全双工FDD下，所需发射/接收隔离是UE的函数：Tx发射mask(Rx频率上的发射电平)、Tx-Rx频率间隔、Tx-Rx双工滤波器间隔、Tx和Rx配置(RB位置、RB功率和RB分配)，以及所需的Rx 灵敏度降低(desense)的因素。对于所支持的频段，还包括3GPP定义的最小(上/下) Tx到Rx频率分离和最小Tx-Rx频段差异(gap)等参数。

-         对于全部和部分对称频谱，不同传送方向上的UE和基站侧都需要双工器。对称频谱所学的频率间隔(separation)与双工FDD相同。支持对TDD下DL/UL资源设定进行配置。

-         对于TDD操作，支持可变DL/UL资源设定，范围从无线帧10/0到0/10，其中10/0表示10个下行时隙但没有上行时隙，0/10表示没有下行时隙但是有10个上行时隙。也支持纯下行时隙和纯上行时隙。数据的上下行传送方向可以以时隙为单位动态设定。使用相同频率的邻小区可以使用相同或者不同的DL/UL资源设定配置。

·       对于基站和终端都不需要双工器。

TDD保护时间可配置，以满足不同部署场景的要求。

5.2.3.2.9     先进天线特性的支持

5.2.3.2.9.1            多天线系统(如大规模MIMO)的支持性

全面描述UE和gNB对多天线系统(如大规模MIMO)的支持性，描述多天线系统对性能的影响，如是否具有以下特性：空间复用技术、空间发射分集技术、波束成型技术(如模拟、数字、混合)等。

NR中的多天线系统在UE和基站侧都支持下列MIMO发送机制：

-     支持基于DMRS的开环、闭环和半开环空间复用技术。DL和UL都支持基于码本和非码本的发射方式。

-     支持空间发射分集，其分集机制对规范来说是透明的。

-     支持包括数字和模拟波束赋形的混合波束赋形技术。也支持周期性和非周期性波束refinement的波束管理技术。

5.2.3.2.9.2            收发天线的特性

UE和gNB支持多少振子的收发天线？振子间距是多少(波长)？

NR下行支持{1, 2, 4, 8, 12, 16, 24, 32}个天线端口，上行支持{1, 2, 4} 个天线端口。

NR规范灵活支持可变的天线间隔、天线振子数、天线端口布局和天线虚拟化技术。

5.2.3.2.9.3   天线配置

提供自评估中的天线的配置细节。

信息将随着自评估结果来提供。

5.2.3.2.9.4    如果支持空间复用(MIMO)，那么是否支持以下特性？

如果支持空间复用(MIMO)，那么是否支持：

-    单码字(SCW)和/或多码字(MCW)；

-    开环和/或闭环MIMO；

-    协作(cooperative) MIMO；

-    单用户MIMO和/或多用户MIMO。

NR支持空间复用，它具有以下选项：

下行方向上，1~4层时支持单个码字，5~8层时支持2个码字。

上行方向上，仅支持1~4层时单个码字。     

NR支持开环和闭环MIMO模式。对于数据解调，接收机不需要了解发射端的预编码矩阵。也支持不同传输模式下的转换。

支持单用户和多用户MIMO。对于单用户MIMO，下行支持最多8个正交DM-RS端口，上行支持4个DM-RS端口。对于多用户MIMO，支持最多12个DM-RS端口，单用户最多支持的DM-RS端口数目为4个。

NR支持协作(coordinated)多点传输/接收，可用于实现不同形式的协作MIMO发射机制。

5.2.3.2.9.5      其他天线技术

RIT/SRIT是否支持远端天线和分布式天线等天线技术。

NR支持远端天线和分布式天线等天线技术。

5.2.3.2.9.6      提供自评估中所使用天线倾角。

信息将在自评估结果中提供。

下篇：

5G-R15版本特性描述(下)

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