5G NR的物理资源详解：频域与时域资源的组织方式
5G NR的物理资源详解：频域与时域资源的组织方式
5G NR（New Radio）作为第五代移动通信技术的核心，其物理资源的组织和管理方式与4G LTE相比有了显著的改进。本文将详细介绍5G NR的频域资源和时域资源，包括频带、带宽、BWP（带宽部分）、公共资源块、中心频点等关键概念，并对比5G NR与4G LTE在带宽、参数集等方面的差异。
5 G NR的频域资源
5G NR的频域资源主要包括频段、频带、SCS. BWP、栅格、带宽等 。SCS，BWP和带宽可以根据用户的需求进行配置。
频带(Band)
5G NR支持两种频段范围(FR ) ,即FR1和FR2。通常FR1表示6 GHz以下的范围，称为Sub 6 GHz。而FR2一般表示6 GHz以上称为毫米波频段范围。对于不同的FR，应用的场景不同可以分为若干的频带(Band)，系统带宽和子载波间隔都有所不同。FR1和FR2设备通常以Band的代号来表示所支持的频段。
带宽
5G NR中FR1带宽最大可配置100 MHz，而FR2带宽最大可配置400 MHz （提供极高速率的数据传输），同时NR允许UE只工作在系统带宽的一部分，例如20MHz,主要考虑有以下两点
- 终端能力的限制：支持大带宽对UE的功耗和成本等都是比较大的挑战，由于实现能力的限制，部分UE可能选择仅支持较小的带宽传输
- 节能的考虑：即使UE能支持带带宽传输，在不必要时（如业务量不高时），UE可以关闭部分射频通道以降低功耗。
而4G LTE最大的带宽为20 MHz，相比之下5G NR的可操作性远远大于4G LTE,可以根据需要进行设置。在带宽配置方面还有参数集(Numerology)的限制，可变的参数集是5 G NR相对于4G LTE最明显的一个不同之处，可以使得带宽的设置更加灵活。
BWP（带宽部分）
在5 G NR中还引入了新的BWP概念，BWP是整体配置带宽的一部分。基站按照当前接入设备的能力来配置BWP，对于设备来讲只能看到当前活动的BWP而不能看到整体的带宽，相对于4G LTE来说更多了灵活性。在整个带宽上可以配置多个BWP，但每个BWP所配置的是一致的，也即每个BWP的SCS是一致的。在上下行传输中，每个UE最多可以配置4个BWP，但是只能同时激活使用一个BWP。例如在FR1的100 MHz带宽中可以配置三个BWP，分别为BWPO.BWP1. BWP2，其中BWP1带宽为40 MHz, SCS为15 KHz; BWP2带宽为10MHz, SCS为15 KHz; BWP3为20MHz, SCS为60 kHz .3个BWP的带宽和SCS都是可以不同的，这样引入BWP的概念有以下几个优点:
(1) UE可以支持小带宽，便于设备开发，同时可以节电，节约能源。
(2)可以通过配置不同的BWP支持不同参数集的频域调度，同时可以支持不连续的频谱配置。
(3)可以根据业务的需求优化资源配置，降低系统间的干扰。
(4)支持前向兼容，4G LTE也可以在5G NR的频带中配置。
公共资源块（CRB）
从整个系统的角度来看，只需要对该BWP内的PRB进行定义和编号即可。但从整个系统的角度来看，不同UE配置的BWP不同，甚至有可能是部分重叠的，同一个PRB在不同UE的BWP范围内的编号可能是不同的。为了实现对BWP的配置和管理，需要在整个带宽内对PRB进行统一索引，因此NR在系统带宽内定义了公共资源块（CRB）,CRB从系统带宽内的一个参考点开始编号，该参考点被称为point A。在系统带宽内，不同子载波间隔的CRB构成的CRB之间独立，也就是说，对于每种子载波间隔，其CRB0的子载波0都是和pointA对齐。
CRB除了用于对BWP进行配置外，还可用于一些参考信号的序列生成，比如解调参考信号（DMRS）以CRB为参考生成DMRS序列可以保证不同UE即使配置的BWP不同，其在相同的PRB上生成的序列也是相同的，保证DMRS端口的正交性。
中心频点Point A
在5G NR中弱化了中心频点的概念，引入相对的中心频点Point A的概念。由于5G NR相对于4G LTE带宽大大增加，需要一个公共的基点，用于指示频域位置，这个参考的基点就是Point A。任何频移都是相对于Point A的偏移。在Point A的基础上有了资源栅格的概念(Resource Grid，对于不同的天线端口、传输方向、参数集和载波来说，其对应的Resource Grid可以按照需求和能力进行自由配置。
5 G NR的频域资源
时域帧结构
对于时域帧结构，5 G NR与FDD和TDD中对帧结构的规定是相同的。无线帧的长度为l Oms，子帧的长度为lms}即1个无线帧包含10个子帧，一般编号成0一9。一个无线帧可以分为两个半帧，半帧的长度为5ms.5G NR中描述的帧结构如图2-2所示。其中一个子帧的时域长度与参数集的配置有关，故没有写出具体的数值。
5G NR的时域资源主要包括时隙、符号、CP、周期等概念。对于5 G NR的时域资源，基本单位为Tc，表示时域的长度。