Các khía cạnh của RF
Phiên bản 16 NR được thiết kế để hoạt động ở hai dải tần số vô tuyến:
FR1 và dải tần số 2 (FR2) FR1 trải dài từ 410 MHz - 7.125 MHz, trong khi
FR2 trải dài từ 24.250 MHz - 52.600 MHz Dải tần từ 7.125 MHz – 24.250
Dải tần số 3 được xác định là MHz, trong khi dải tần từ 52.600 MHz đến 114 GHz được xem là dải tần số 4 trong các bản phát hành NR tương lai Phiên bản 16 hoạt động trên các băng tần NR trong FR1 và FR2, được liệt kê chi tiết trong bảng 3.6 và bảng 3.7.
Bảng 3.6: Các băng tần số hoạt động của Phiên bản 16 NR trong FR1.
Băng thông kênh UE cho phép hỗ trợ một sóng mang RF NR đơn trong cả đường lên và đường xuống tại thiết bị đầu cuối Từ quan điểm của trạm gốc, các băng thông kênh UE khác nhau có thể được sử dụng trong cùng một phổ để truyền và nhận dữ liệu từ các thiết bị đầu cuối kết nối.
Mối quan hệ giữa băng thông kênh, dải bảo vệ ở các rìa và cấu hình băng thông truyền dẫn tối đa (về số lượng RBs có thể sử dụng) được minh họa rõ ràng trong Hình 3.10.
Bảng 3.7: Các băng tần số hoạt động của Phiên bản
Việc đánh số và đặt các sóng mang trong NR n257, n258, n260, n261 được thực hiện theo quy trình cụ thể Các tần số tham chiếu RF được thiết kế dựa trên các kênh tần số vô tuyến tuyệt đối NR.
ARFCN) trong phạm vi (0 đến 2016666 cho FR1 và 2016667 đến 3279165 cho
Bộ quét kênh tần số toàn cầu FR2 định nghĩa là tập hợp các tần số RF tham chiếu dùng trong báo hiệu để xác định vị trí của các kênh RF, khối SS và các phần tử liên quan Giá trị NR-ARFCN là một phần quan trọng trong quá trình này.
N REF có thể được ánh xạ tới tần số tham chiếu RF là
REF ffs o trong đó, độ phân giải bộ quét tần số toàn cầu ∆F GLOBAL kHz ở FR2; F REF ffs = 3 GHz và o
Bộ quét kênh và bộ quét đồng bộ hoàn thành việc sắp xếp kênh RF Bộ quét kênh được định nghĩa là tập con các tần số tham chiếu RF từ bộ quét tần số toàn cầu, giúp xác định vị trí kênh RF trong đường lên và đường xuống Độ phân giải của bộ quét kênh là bội số của ∆F GLOBAL, với các giá trị như 15 kHz, 30 kHz và 100 kHz được quy định trong FR1.
Hình 3.10 Băng thông truyền dẫn lớn nhất và băng thông kênh.
Lớp MAC
Lớp MAC NR được cấu hình bởi RRC và có sự tương tác chặt chẽ với lớp vật lý, với mỗi nhóm tế bào UE được định nghĩa một thực thể MAC Điều này có nghĩa là trong trường hợp kết nối kép, sẽ có hai thực thể MAC hoạt động song song để xử lý tất cả các chức năng MAC cho các tế bào trong nhóm Cấu trúc MAC được thể hiện rõ ràng trong Hình 3.11, và tương tự như trong LTE, phân lớp MAC hỗ trợ nhiều chức năng quan trọng.
Ánh xạ giữa các kênh logic và các kênh vận chuyển;
Ghép kênh và tách kênh SDUs MAC giữa các kênh logic khác nhau cùng các khối vận chuyển khác nhau là quy trình quan trọng để truyền dữ liệu đến và từ lớp vật lý trên các kênh vận chuyển.
Lập lịch báo cáo thông tin;
Sửa lỗi thông qua HARQ;
Sự ưu tiên kênh logic.
Thực thể MAC xác định các kênh logic ánh xạ tới kênh vận chuyển và truyền thông tin này đến PHY Các kênh logic như kênh điều khiển tìm gọi, kênh điều khiển quảng bá và kênh lưu lượng chuyên dụng được ánh xạ tới các kênh vận chuyển tương ứng, như kênh tìm gọi (PCH), kênh quảng bá (PBCH) và kênh chia sẻ UL hoặc DL (PUSCH hoặc PDSCH) Lớp vật lý cung cấp kênh vận chuyển cho MAC, đặc trưng bởi cách thông tin được truyền qua giao diện vô tuyến RACH cũng được MAC sử dụng nhưng không ánh xạ tới kênh logic nào, mà chỉ phục vụ cho việc kiểm soát truy cập ngẫu nhiên (RA).
Hình 3.11 Ví dụ về cấu trúc MAC NR.
Lớp RLC
Lớp RLC hỗ trợ ba chế độ truyền dữ liệu: chế độ trong suốt (TM), chế độ không báo nhận (UM), và chế độ báo nhận (AM) Trong chế độ AM, giao thức yêu cầu tự động phát lại (ARQ) cho phép truyền lại SDU lớp RLC giữa các thực thể RLC ngang hàng Ở phía phát, lớp RLC cung cấp các gói cho lớp MAC bên dưới, bao gồm các PDU RLC từ RLC và các SDU MAC từ MAC.
Thực thể RLC được phân loại thành TM, UM hoặc AM dựa trên chế độ truyền và thường được cấu hình bởi RRC Các dịch vụ và chức năng chính của phân lớp RLC phụ thuộc vào chế độ truyền được sử dụng.
Chuyển giao PDU lớp trên;
Đánh số thứ tự độc lập với số thứ tự trong PDCP (UM và AM);
Sửa lỗi thông qua ARQ (chỉ AM);
Phân đoạn (AM và UM) và không phân đoạn (chỉ AM) của RLC SDU;
Sự lắp ghép lại của SDU (AM và UM);
Phát hiện sự trùng lặp (chỉ AM);
Loại bỏ SDU RLC (AM và UM);
Phát hiện lỗi giao thức (chỉ AM).
Hình 3.12 minh họa tổng quan về lớp RLC và các tương tác giữa việc truyền và nhận các thực thể RLC Một thực thể UM hoặc TM có thể được cấu hình để hoạt động như một thực thể truyền hoặc nhận, trong khi thực thể AM duy nhất có khả năng cấu hình cho cả hai chức năng truyền và nhận.
Hình 3.12 Mô hình tổng quan của phân lớp RLC.
Trong chế độ truyền dẫn TM, dữ liệu được gửi và nhận mà không có bất kỳ thay đổi nào ở các lớp trên và dưới, và không áp dụng đánh số thứ tự Ứng dụng của chế độ TM bị giới hạn bởi một số thông báo RRC như khối thông tin chính, thông tin hệ thống, thông báo tìm gọi và thông báo quản lý kết nối RRC Ngược lại, trong chế độ UM, việc đánh số thứ tự chuỗi 6 bit hoặc 12 bit được sử dụng, cho phép thực thể truyền và máy thu duy trì một cửa sổ ghép lại cho các PDU với số thứ tự cụ thể và lưu trữ chúng trong bộ đệm nhận.
Thực thể AM duy trì một cửa sổ truyền với SN 12 bit hoặc 18 bit, không gửi PDU dữ liệu có SN ngoài cửa sổ phát Đồng thời, thực thể AM cũng duy trì một cửa sổ nhận để xác định các PDU được lưu trữ trong bộ đệm nhận cho quá trình xử lý Thực thể RLC AM gửi các PDU STATUS đến thực thể RLC AM ngang hàng để cung cấp xác nhận tích cực hoặc tiêu cực cho các SDU RLC.
Lớp PDCP
Phân lớp PDCP có vai trò quan trọng trong việc xử lý các thông báo RRC trên mặt phẳng điều khiển và các gói IP trên mặt phẳng người dùng Nó được áp dụng cho thiết bị vô tuyến thông qua các kênh logic DCCH và DTCH, và không tương thích với các loại kênh logic khác Thiết bị vô tuyến này đảm nhận việc vận chuyển dữ liệu người dùng và tín hiệu từ mạng lõi, đồng thời được ánh xạ tới một dòng QoS bởi lớp SDAP.
Sự tương tác giữa các lớp RLC và PDCP được minh họa trong Hình 3.13, trong đó mỗi thực thể PDCP có thể liên kết với một, hai hoặc bốn thực thể RLC tùy thuộc vào đặc tính RB và chế độ RLC Đối với các kênh mang không tách, PDCP liên kết với một hoặc hai thực thể RLC UM hoặc một thực thể RLC AM Trong trường hợp các phần tử phân tách, PDCP có thể liên kết với hai hoặc bốn thực thể RLC UM hoặc hai thực thể RLC AM Hình 3.14 thể hiện một sự biểu diễn chức năng của lớp PDCP, lớp này hỗ trợ nhiều chức năng quan trọng trong hệ thống.
Truyền dữ liệu (mặt phẳng người dùng hoặc mặt phẳng điều khiển);
Bảo trì của SN PDCP;
Nén và giải nén tiêu đề bằng giao thức ROHC;
Mã hóa và giải mã;
Sự bảo vệ tính toàn vẹn và xác minh tính toàn vẹn;
Loại bỏ SDU dựa trên bộ định thời;
Định tuyến cho các thiết bị tách;
Hình 3.13 Cấu trúc của lớp PDCP.
Hình 3.14 Chức năng của lớp PDCP.
Sắp xếp lại và chuyển giao theo thứ tự;
Chuyển giao không thứ tự;
Điều khiển tài nguyên vô tuyến
Điều khiển tài nguyên vô tuyến lớp 3 có vai trò quan trọng trong việc vận chuyển các thông báo NAS và cấu hình tham số kết nối vô tuyến cho UE Các dịch vụ và chức năng chính của phân lớp RRC bao gồm việc quản lý kết nối và tối ưu hóa tài nguyên vô tuyến.
Quảng bá thông tin hệ thống liên quan đến AS và NAS;
Tìm gọi được bắt đầu bởi 5GC hoặc NG-RAN;
Thiết lập, bảo trì và phát hành kết nối RRC giữa UE và NG-RAN, bao gồm:
Bổ sung, sửa đổi và giải phóng tập hợp sóng mang;
Bổ sung, sửa đổi và giải phóng kết nối kép trong NR hoặc giữa E-UTRA và NR.
Chức năng bảo mật bao gồm sự quản lý khóa;
Thiết lập, cấu hình, bảo trì và giải phóng các thiết bị vô tuyến báo hiệu (SRBs) và các thiết bị vô tuyến dữ liệu (DRBs);
Các chức năng di động bao gồm:
Chuyển giao và truyền nội dung;
Lựa chọn tế bào UE và tái lựa chọn và kiểm soát sự lựa chọn và tái lựa chọn tế bào;
Tính di động giữa các RAT.
Chức năng quản lý QoS;
Báo cáo đo lường UE và kiểm soát báo cáo;
Phát hiện và phục hồi từ lỗi liên kết vô tuyến;
Truyền tin nhắn NAS đến/từ NAS từ/đến UE.
Một UE có thể ở trạng thái RRC_CONNECTED hoặc RRC_INACTIVE khi một kết nối RRC được thiết lập Nếu không có kết nối RRC nào, UE sẽ ở trạng thái RRC_IDLE Các trạng thái RRC này có thể được mô tả chi tiết hơn.
Một DRX UE riêng biệt có thể được cấu hình bởi các lớp trên, cho phép UE điều khiển tính di động dựa trên cấu hình mạng UE giám sát kênh tìm gọi để tìm gọi CN thông qua nhận dạng di động S-tremporary 5G (5G-S-TMSI), thực hiện các phép đo tế bào lân cận và (tái) lựa chọn tế bào Ngoài ra, UE cũng nhận được thông tin hệ thống và có khả năng gửi yêu cầu SI nếu được cấu hình.
Việc tiếp nhận không liên tục (DRX) của thiết bị người dùng (UE) có thể được cấu hình để tiết kiệm công suất thông qua các lớp trên UE điều khiển tính di động dựa trên cấu hình mạng và lưu trữ nội dung AS cùng khu vực thông báo dựa trên RAN được cấu hình bởi lớp RRC Thiết bị giám sát kênh tìm gọi để tìm gọi CN sử dụng 5G-S-TMSI, thực hiện đo lường tế bào lân cận và (tái) lựa chọn tế bào UE cũng thực hiện cập nhật khu vực thông báo dựa trên RAN theo định kỳ và khi di chuyển ra ngoài khu vực thông báo đã được cấu hình, đồng thời nhận thông tin hệ thống và có khả năng gửi yêu cầu SI nếu được cấu hình.
Hình 3.15 Cơ cấu trạng thái UE và chuyển tiếp trạng thái giữa NR/5GC, E-
UTRA/EPC và UTRA/5GC.
Khi kết nối 5GC-NG-RAN được thiết lập cho thiết bị người dùng (UE), nội dung AS UE sẽ được lưu trữ trong NG-RAN và UE, bao gồm cả hai mặt phẳng C và U.
RAN xác định tế bào mà UE thuộc về và giám sát kênh tìm gọi, đồng thời kiểm soát các kênh điều khiển liên quan đến kênh dữ liệu chia sẻ để xác định lịch trình dữ liệu Nó cung cấp thông tin phản hồi, chất lượng kênh, thực hiện báo cáo đo đạc và đo đạc tế bào lân cận, cũng như nhận thông tin hệ thống Các chuyển đổi trạng thái RRC cho UE NR kết nối với NR RAN hoặc E-UTRA được minh họa trong Hình 3.15.