5、波形设计与 5G NR 标准解读

波形设计与 5G NR 标准解读

1. 不同场景下的波形设计挑战

在无线通信领域，不同的传输场景给波形设计带来了诸多不同的挑战和限制。

非地面传输点涵盖了与低空平台、高空平台和卫星系统的通信，存在空对地（A2G）和空对空（A2A）通信链路。相较于 A2G 信道，A2A 通信信道的多径效应较小，非地面通信链路的延迟扩展和路径数量非常有限，因此多普勒频移比多普勒扩展更显著。为了限制峰均功率比（PAPR）并减少短帧的延迟，可以选择较少的子载波数量。同时，由于单抽头无线信道的特性，可使用较短的循环前缀（CP）持续时间来提高频谱效率。此外，非地面传输点对电池续航要求高，所以波形设计的计算复杂度应保持较低，以实现能源效率。

认知无线电旨在通过动态频谱接入技术提高频谱效率，与非授权频谱共存是其重要概念。良好的频谱约束、灵活的带宽使用和粒度是实现共存的主要要求。大量子载波有利于提高频谱灵活性，但子载波的频谱定位在认知无线电应用中至关重要，因为次用户的子载波不应干扰主用户的子载波。因此，带外辐射（OOBE）是认知无线电网络波形设计的主要关键性能指标（KPI）之一。

协作多点（CoMP）和集中式无线接入网（RAN）技术用于从公平性角度提高系统容量和小区边缘用户吞吐量，但会增加系统复杂性。增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低延迟通信（URLLC）可被视为适用于 CoMP 和集中式 RAN 的应用组。5G 新空口（NR）波形目前未采用这些技术，但未来可能会为 5G 之后的通信开发协调波形设计。

2. 5G NR 标准下的波形框架

5G 通信系统的物理层设计旨在实现更好的灵活性，以支持多样化的需求。经过 3 年的讨论，在 2018 年 3GP