34、5G毫米波物理层延迟的深度测量分析

5G毫米波物理层延迟的深度测量分析

1 5G物理层延迟的影响因素

1.1 调制与编码方案（MCS）的影响

用户设备（UE）会向基站（gNB）报告信道质量指示（CQI），gNB根据CQI确定调制方式（如QPSK、32QAM或64QAM）和编码率，这两者共同构成调制与编码方案（MCS）。较高的CQI通常会带来较高的MCS，意味着每个时隙能传输更多的信息位。但由于MAC层会对多个逻辑信道的数据进行复用，一个IP数据包可能会被分割成多个数据块，需要多个时隙才能完成传输，即使在理想信道条件下也会增加延迟。

1.2 混合自动重传请求（HARQ）机制

5G采用混合ARQ机制，结合前向纠错（FEC）编码和自动重传请求（ARQ）来纠正错误。当gNB或UE收到否定确认（NACK）时，MAC层负责重传数据块。在下行链路（DL）中，UE必须明确发送ACK或NACK；在上行链路（UL）中，gNB会隐式“NACK”损坏的数据，让UE重传。在信道条件较差时，传输的数据块容易损坏，需要重传，这会显著增加用户体验到的延迟。

1.3 连接状态下的不连续接收（CDRX）模式

4G和5G都支持UE的不连续接收（DRX）模式以管理功耗。在连接状态（CDRX）下，UE会经历活跃和睡眠周期以节省电量。只有在活跃时，UE才会搜索、接收或传输数据。如果应用会话的数据在UE睡眠时到达gNB，gNB必须等待UE的下一个活跃周期才能分配DL无线资源进行传输，从而进一步增加延迟。

1.4 移动性和切换

毫米波5G具有方向性，容易受到多种干扰因素影响，覆盖范围较短。UE的移动不仅会影响信道条件，还可能导致切换（HO），进一步