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4G与5G网络到底有哪些区别—你知道吗?

来源:通信人才网 时间:2023-12-19 作者:通信人才网 浏览量:
帧结构比较


4G和5G相同之处

帧和子帧长度均为:10ms和1ms。

最小调度单位资源:RB


4G和5G不同之处

1);子载波宽度

4G固定为15kHz。

5G多种选择,15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz,且一个5G帧中可以同时传输多种子载波带宽。


2);最小调度单位时间

4GTTI, 1毫秒;

5Gslot ,1/32毫秒~1毫秒,取决于子载波带宽。

此外5G新增mini-slot,最少只占用2个符号。


3);每子帧时隙数(符号数)

4G每子帧2个时隙,普通CP,每时隙7个符号。

5G取决于子载波带宽,每子帧1-32个时隙,普通CP每时隙14个符号。


4G的调度单位是子帧(普通CP含14个符号);5G调度单位是时隙(普通CP含14个符号)。



5G设计理念分析


1);时频关系

基本原理:子载波宽度和符号长度之间是倒数关系,宽子载波短符号,窄子载波长符号;

表现:总带宽固定时,时频二维组成的RE资源数固定,不随子载波带宽变化,吞吐量也是一样的。


2);减少时延

选择宽子载波,符号长度变短,而5G调度固定为1个时隙(12/14个符号),调度时延变短。

当选择最大子载波带宽时候,单次调度从1毫秒(15kHz)降低到了1/32毫秒(480kHz),更利于URLLC业务。



5G子载波带宽比较


1);覆盖:窄子载波好

业务、公共信道:小子载波带宽,符号长度长,CP的长度就唱,抗多径带来的符号间的干扰能力强。

公共信道:例如PUCCH、PRACH需要在一个RB上传完,小子载波每RB带宽也小,上行功率密度高。


2);开销:窄子载波好

调度开销:对于大载波带宽,每帧中需要调度的slot单位会多,调度开销增大。


3);时延:宽子载波好

最小调度时延:大子载波带宽,符号长度小,最小调度单位slot占用时间短,最短1/32毫秒。


4);移动性:宽子载波好

多普勒频移忍受度:在频移一定情况,大带宽影响度小,子载波间干扰小。


5);处理复杂度:宽子载波好

FFT处理复杂度:例如15kHz时,优于FFT多,设备只能支持到275个RB(50MKz)。


5G常用子载波带宽

1);C-Band

eMBB当前推荐使用30kHz。

URLLC宽子载波带宽。

自包含:

4G单子帧要么只有下行,要么只有上行(特殊子帧除外),下行子帧传完后,才传上行子帧,3:1的比例下,下行发送开始3ms后,才开始发送上行反馈,时延比较大。

5G在每个时隙里面都引入与数传方向相反方向的控制信道,可以做到快速反馈降低(下行反馈时延和上行调度时延),例如30kHz时候,反馈可以做到0.5ms单位,其它大子载波带宽,可以做到更小时延。


TDD的上下行配比


1.TDD分析

1)、优势

资源适配:按照网络需求,调整上下行资源配比。

更好的支持BF:上下行同频互异性,更好的支持BF。

2)、劣势

需要GPS同步:需要严格的时间同步。

开销:上下行转换需要一个GAP,资源浪费。

干扰:容易产生站间干扰,例如TDD比例不对齐,超远干扰等。


2.从TDD-LTE看5G

TDD比例无创新:LTE和5G在TDD比例设计上都差不多,上下行比例可调。

动态TDD短时间不太可能:同一张网络只能一个TDD比例,否则存在严重的基站间干扰。

TDD比例会收敛:从LTE看,初期也是定义了很多的TDD比例,但最终都收敛到了3:1的比例(下行与上行的资源配比),5G应该也会如此。


同步:5G运营商之间同步,NR与TDD-LTE之间同步。



信道:传输高层信息


1. 公共信道

1) ;下行

a)PCFICH,PHICH

4G有此信道。

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