NR CA的那点事

平时工作习惯了用UE log工具查看一些内容,因为比较便捷,进而省去根据协议规定一步步查看的繁琐步骤,但是时间久了,协议中的内容难免会忘记,最近查看CA band combination能力时,就遇到这种情况,于是就顺带整理了个人认为挺重要的NR CA部分内容,以便后续查询。这部分主要参考R16版本协议,分布在38.331/38.321/38.101-1/38.104/38.213/36.331等。

 

下面以SCell Addition/Modification/Release,Activation/Deactivation of SCells,SCell Activation/Deactivation MAC CE,Timing for secondary cell activation/deactivation,带宽相关内容及NR CA EN-DC band能力查看的顺序展开。

 

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当配置 CA 时,UE 与网络只会有一个RRC 连接。 在 RRC 连接建立/重建/切换时,只有一个serving cell会提供 NAS mobility info,在 RRC connection reestablishment/handover时,同样只有一个serving cell会提供security info,这个cell就是PCell。 根据 UE 能力,SCells和PCell 一起形成一个serving ce

<think>嗯,用户这次明确要求深入了解NR网络的技术细节,而且特别指出要参考之前的对话历史。之前讨论过GSM中的T319计时器,现在突然跳到5G NR,跨度有大啊。不过用户提供了5G NR的引用片段作为背景,说明ta需要的是系统性的技术解析。 用户可能是个通信工程师或者相关专业的学生,正在研究5G底层技术。从ta特意强调"不是真正需求"的提示来看,ta对资料准确性要求很高,反感泛泛而谈的概念介绍。需要特别注意三:一是技术细节的深度要够,二是保持协议规范性(比如3GPP术语),三是数学表达必须严格遵循LaTeX格式。 上次讲解T319时采用了功能-场景-参数的框架,这次对NR物理层也延续类似结构比较合理。重应该放在用户没明说但实际需要的部分:物理层机制(波形、编码)、关键技术创新(波束管理)、以及和4G的对比。那些5G宣传手册里常见的eMBB/mMTC套话就不用重复了。 特别要注意数学公式的呈现:多天线预编码的$W$矩阵必须用mathbf加粗,OFDM的CP长度公式要完整展示$\tau_{max}$的物理意义。协议参数引用要精确到TS 38.211版本号,这用户会较真。 最后生成的问题要体现技术纵深:从物理层参数(如子载波间隔)到核心网架构(如网络切片),这样用户后续可以按需追问。避免提出"5G有什么优势"这类泛泛的问题。</think>以下是5G NR(New Radio)网络的核心技术详解,依据3GPP协议体系结构化呈现: --- ### **一、物理层关键技术** #### 1. **灵活波形与参数集** - **OFDM增强**: 采用可配置子载波间隔:$ \Delta f = 2^\mu \times 15 \ \text{kHz} \ (\mu = 0,1,2,3,4) $ 支持从15 kHz到240 kHz的灵活配置,适应eMBB/URLLC/mMTC场景[^1]。 - **循环前缀(CP)优化**: $$ \text{CP长度} = \begin{cases} 4.7 \ \mu s & (\mu=0, \text{常规CP}) \\ 1.2 \ \mu s & (\mu=3, \text{高频场景}) \end{cases} $$ 动态调整以抑制多径干扰。 #### 2. **先进编码方案** - **数据信道**:LDPC码(eMBB大包高效传输) - **控制信道**:Polar码(短包高可靠性,满足URLLC $10^{-5}$误块率) - **编码增益对比4G**: | 场景 | NR编码增益 | LTE编码增益 | |------------|------------|-------------| | eMBB | $\uparrow$ 2.5 dB | Turbo码 | | URLLC短包 | $\uparrow$ 1.0 dB | TBCC | #### 3. **大规模MIMO与波束管理** - **天线架构**: - 支持$64 \times 64$ Massive MIMO - 3D波束赋形:水平$+$垂直维空间复用 - **波束训练流程**: ```mermaid graph LR A(SSB广播) --> B(UE反馈CSI-RS测量) B --> C(gNB分配专用波束ID) C --> D(PDCCH/PDSCH波束跟踪) ``` 波束失败恢复时间 $\leq 10 \ \text{ms}$(URLLC关键指标)[^1]。 --- ### **二、无线资源管理创新** #### 1. **时频资源结构** - **时域单元**: $$ \text{1时隙} = 14 \ \text{符号} \times \frac{1}{\Delta f} \ \text{ms} $$ 最小调度周期可缩至$0.125 \ \text{ms}$($\mu=3$时)。 - **频域资源**: 最大带宽$400 \ \text{MHz}$(毫米波),支持部分带宽(BWP)动态切换。 #### 2. **灵活双工机制** - **动态TDD**: 通过DCI信令实时切换上下行时隙配比: $$ \text{DCI Format 2_0} \rightarrow \text{时隙格式指示} $$ - **自包含时隙**: 单时隙内完成调度、传输、ACK/N反馈(URLLC端到端时延 $\leq 1 \ \text{ms}$) --- ### **三、核心网与端到端架构** #### 1. **服务化架构(SBA)** ```mermaid graph TB AMF(Access Management) -->|N1/N2| gNB SMF(Session Management) -->|N4| UPF UPF(User Plane) -->|N3| gNB PCF(Policy Control) -->|N7| SMF ``` 控制面功能模块解耦,支持网络切片按需编排。 #### 2. **用户面革新** - **UPF下沉**:边缘计算(MEC)场景时延 $\leq 5 \ \text{ms}$ - **数据包处理加速**: 采用SRv6协议,包头压缩率 $\geq 50\%$ --- ### **四、性能指标对比** | 参数 | 5G NR | 4G LTE-A | |--------------------|-------------|-------------| | 峰值速率 | 20 Gbps | 1 Gbps | | 空口时延 | 0.5 ms | 10 ms | | 连接密度 | $10^6/\text{km}^2$ | $10^4/\text{km}^2$ | | 移动性支持 | 500 km/h | 350 km/h | | 频谱效率 | $\uparrow$ 3x | Ref. point | --- ### **五、典型应用技术支撑** 1. **eMBB**: - 毫米波$+$载波聚合(CA)实现$8 \ \text{Gbps}$速率 - 256QAM高阶调制 2. **URLLC**: - 抢占传输(Preemption):高优先级业务打断低优先级 - HARQ进程缩至$3 \ \text{ms}$ 3. **mMTC**: - 窄带物理层(NB-IoT演进) - 非激活态数据传输(节省$90\%$功耗) ---
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