Частотно-временная сетка радиоинтерфейса сетей 5G. Расчет скорости ПД в 5G
ฝัง
- เผยแพร่เมื่อ 14 ต.ค. 2024
- В данном видео описана частотно-временная структура радиоинтерфейса сетей 5G, введены понятия ресурсного блока, поднесущей, frequency range (FR), ofdm-символ, показан пример оценки скорости ПД на радиоинтерфесе
спасибо!
Вера, спасибо большое за урок! Хотел бы уточнить один момент. В стандарте 3gpp 38.211 в пункте 4.4.2 Resource grid говорится, что ресурсная сетка имеет (12 * количество блоков в сетке) поднесущих, что логично. Имеется N (grid,x) (size,m) ресурсных блоков и N (sc) (rb) поднесущих в блоке. Вы говорите, что максимлаьное кол-во поднесущих = 4096 штук. Но если взять максимальное значение ресурсных блоков в сетке (38.331 RRC можно найти параметр maxNrofPhysicalResourceBlocks, который равен 275. В итоге получаем 12 * 275 = 3300 максимальное количество поднесущих в ресурской сетке. Можете прояснить, пожалуйста, этот момент, спасибо :)
В 38.211 в 4.4.2 есть абзац: "Values in the range 0 - 3299 represent the number of the DC subcarrier and the value 3300 indicates that the DC
subcarrier is located outside the resource grid."
В видеоуроке по MIMO вы вскользь упоминаете почему так, если можно, то расскажите чуть подробнее
Добрый день, Сегрей. Рада, что вам понравилось) что касается числа поднесущих максимального - 3300 и значения 4096..3300 - столько поднесущих реально содержат данные в частотной области. чтобы превратить их в сигнал во временной области (отсчеты), нужно сделать обратное преобразование Фурье. и все бы ничего, если бы это не было математически весьма затратной операцией. Существуют алгоритмы ускорения этого преобразования - быстрое преобразование Фурье, но тогда размер массива данных, подаваемых на вход такой функции должен быть равен степени 2ки. 3300 - это не степень 2ки, мы берем ближайшую степень - 4096 - и просто зануляем все неиспользованные поднесущие. То есть математически у нас 4096 поднесущих, а физически сигнал лишь на 3300..
@@VeraDrozdova1440 спасибо :)
Спасибо большое! Ёмко и по существу! При расчете скорости (14 мин. 32 сек) неясно зависит ли значение (Мбит/сек) от выбора диапазона (FR1/FR2)? Ведь при использовании mm диапазона скорости по идее д.б. выше? Переход в на несущую осуществляется уже после процедур описанных в видео?
1. Влияние FR. По сути, FR определяет разрешенные к использованию нумерологии. Да, скажем, в FR2 с 120кГц разносом между поднесущими длительность символа будет меньше, но при этом он пропорционально больше забирает полосы частот, поэтому если сравнить в идентичной полосе скорости в 1 секунде скорости ПД для мю=15кГц и для 120кГц - разницы не будет. 2. Перенос сигнала на несущую, осуществляется после модуляций отдельных поднесущих, IFFT и добавления циклического префикса.
@@VeraDrozdova1440 Спасибо за ответ. Не могу уложить в голове. Например, если рассмотреть два случая: передача сообщения сначала с использованием FR1, а потом потом этого же сообщения с использованием FR2.
1. В обоих случаях использовать интервал между поднесущими 60 кГц (длительность слота получается 0,25 мс) количество несущих 12, количество символов OFDM (во времени) 14, количество RB 10, модуляция QAM256. Скорость ДО переноса на несущую в обоих случаях будет одинакова 12*14*1000*10*8=около 12,81 Мбит за 1 сек, но разная за 0,25 сек.: 12*14*250*10*8=3,36 Мбит за 0,25 сек.
2. Тут и возникает неясность: "сформированный" на предыдущем шаге слот сразу поступает на модулятор для переноса на несущую...или нет? возможно этот слот ожидает 1 мс (пока не будут "готовы" еще три)?
3. Далее при переносе (преобразовании) в FR1 (это же тоже модуляция?) скорость будет меньше (т.к. частота меньше), чем при переносе в FR2? Или как? Т.е. процесс переноса в FR2 занимает меньше времени, чем в FR1? Если да, значит скорость при работе в FR2 выше, чем при работе в FR1 (при равных значениях интервала м/д поднесущими (60 кГц), количества несущих, количества символов в слоте, количества слотов, способа модуляции). Заранее благодарю за ответ.
@@КсенияУткина-д9э
Ксения, в данном случае вы сравниваете 2 нумерологии
1. В обоих случаях использовать интервал между поднесущими 60 кГц (длительность слота получается 0,25 мс) количество несущих 12, количество символов OFDM (во времени) 14, количество RB 10, модуляция QAM256.
Ваш расчет: 12*14*1000*10*8=около 12,81 Мбит но 1000 - это число слотов для нумерологии 15кГц, насколько я понимаю, а не для 60кГц. Но не суть, я не очень понимаю, зачем вы сравниваете скорость за 1 сек со скоростью за 0.25 сек?
Давайте посчитаем еще раз: 12 поднесущ х 14 символов в слоте х 4 слота в 1 мс х 1000 мс в сек х 8 бит в символе х 10 RB = 53,76 Мбит/с - и FR тут никак на это число не влияет, это скорость передачи данных в полосе 10RB x 60kHz * 12 subcarrriers= 7,2МГц, на какую бы несущую вы ее не разместили - FR1 или FR2.
2. Вопрос про модулятор несущей. На преобразование фурье IFFT данные передаются по символьно, размерностью в количестве поднесущих. Допустим, 4096 - это максимальный размер преобразования Фурье, тогда ровно столько мы отдадим на него комплексных чисел с выхода Moddulation mapper (кажется здесь это рассказывала th-cam.com/video/v_nGTKazBF0/w-d-xo.html ). после IFFT мы получим 4096 временных отсчетов, часть которых скопируется и добавится в начало в виде CP, и вот уже эту последовательность мы подадим на модулятор несущей, то есть модуляция происходит на длительности одного символа + циклического префикса.
3. Да. я понимаю ваше недоумение)) сигнал быстрее бежит, и, кажется, данные тоже бегут быстрее. Но в реальности все ведь зависит от ширины полосы частот, Вспомнить хотя бы Шеннона: C=BW*log(1+SNR), или Пропускную способность по найквисту: C=2BW*log(M), M - число уровней сигнала. Видно, что скорость ПД C зависит не от абсолютного значения частоты, а от ширины занимаемой сигналом полосы частот BW.
@@VeraDrozdova1440 Спасибо, за объяснение.
1. Да, тут сравнение 1 сек с 0,25 сек ни к чему.
2.Чем шире полоса, тем длительность символа меньше, тем скорость выше?
Например:
1. для 15 кГц: 12 поднесущ х 14 символов в слоте х 1000 мс в сек х 8 бит в символе х 10 RB = 13,44 Мбит/с.
2. для 60 кГц: 12 поднесущ х 14 символов в слоте х 4 слота в 1 мс х 1000 мс в сек х 8 бит в символе х 10 RB = 53,76 Мбит/с
т.е. скорость во втором случае 4 раза выше.
Каждый OFDM символ передается во втором случае в 4 раза быстрее.
3. А вот тут наступает тупняк (ничего не могу поделать, каша в голове). Ведь логично, что синусоиды в диапазоне 60 ГГц "крутятся" быстрее чем в диапазоне 6 ГГц.
Шеннон т Найквист все показали, но скрытно))) для меня. Допустим:
- полоса 100 МГц (нижняя граница 5900 МГц, верхняя граница 6000 МГц, несущая 5950 МГц);
- полоса 100 МГц (нижняя граница 59900 МГц, верхняя граница 60000 МГц, несущая 59950 МГц).
Скорости будут одинаковые?
И еще хотел бы узнать, что получается каждая Resource Grid формируется для каждой антенны? А как они будут передавать на оной и той же частсоте? Ведь антенны разнесены в пространстве, но не во времени и не по частоте. Получается они работают на один и тех же частотах? Или при переносе сигнала на несущую, которая где-то выше, там уже разделяются? (Извините, если мой вопрос может показаться глупым, плохо понимаю физику процессов, спасибо)
Пошел смотреть видео про MIMO, может вы там рассказываете про это :)
Да, это магия пространственной, кросс- и круговых поляризаций) сигнал передается в одно и то же время, в одной и той же полосе частот, но энергия в пространстве разнесена, как будто бы антенны смотрят в разные стороны и не мешают друг другу, habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/276/ab8/451/276ab84516dd759e1407618ba4b87da9.gif
@@VeraDrozdova1440 вау, интересно
@@VeraDrozdova1440 получается картинка показывать MIMO 2x2? А чтобы больше антенн получить, например 8х8, будет ещё 4 таких набора ортогональных штук (синих и красных как на картинке)?
@@Sergey-mq3ol да, они будут фазами/пространством разноситься, чтобы несильно пересекаться и мешать друг другу
@@VeraDrozdova1440 можете, пожалуйста, подсказать ключевые английские термины по этому вопросу, или где в стандартах об этом можно почитать?
С ofdm-символом похоже вы напутали. Вроде он в себе несёт информацию о всех поднесущих, а вы говорите что только об одной поднесущей
Я имела в виду не один символ во времени) а один модуляционный символ,правильнее сказать.спасибо за замечание.грешу оговорками
И еще непонятно (наверно только мне ))) какова "скорость модуляции" т.е. при расчете скорости у Вас принято, что символьная скорость равна 1 Бод..или нет? а если да, то, что если ее (символьную скорость) увеличить?
Добрый день, у меня при расчете берется сначала символьная скорость, то есть сколько OFDM-символов в секунду можно передать пользователю. А затем, чтобы пересчитать в биты, мне нужно модуляция. Если я возьму QPSK, то в один символ = "клеточку" условно можно поместить 2 бита данных, если QAM16 - 4 бита и т.д. Таким образом, домножив полученную символьную скорость на число бит, влезающих в один символ, мы получим уже битовую скорость.