Castle on a Cloud

在過去的 LTE 系統中, 主要有兩種不同的 REF signal, 也就是: PSS (Primary Synchronization Sequence) 和 SSS (Secondary Synchronization Sequence), 這兩個訊號除了進行同步之外, 也幫助 UE 搜索並辨識基地台, 相關資料, 可以參考:  https://note-on-clouds.blogspot.com/2017/12/lte-sync-cellsearching.html 除了 PSS 和 SSS 之外, 還有一種在傳輸中重複出現的訊號, 用以進行下行的通道估測, 稱為: Cell-Specific Reference Signal (CRS) CRS 訊號會按照一固定模式在 frame 中重複出現, 如下圖所示: 來自: C. Hoymann, D. Larsson, H. Koorapaty and J. Cheng, "A Lean Carrier for LTE," in IEEE Communications Magazine, vol. 51, no. 2, pp. 74-80, February 2013. 這樣的架構, 理所當然地讓基地台必須持續傳送 CRS 訊號, 雖然可以提供下行通道的良好估測, 但也使基地台無法省下傳送能源, 事實上, 對於基地台而言, 省電的議題一直以來都不是優先考慮的項目, 畢竟, 對於大基地台 (marco eNB) 的應用情境, 基地台通常是接電, 全功率服務, 同時, 考慮到覆蓋範圍, 基地台的休眠機制, 也未曾列入考量範圍. 然而, 針對 5G NR 的應用情境, 大量的小基地台加入提供異質的接取, 此時, 繁雜的 CRS 訊號不只造成基地台無法休眠, 進而產生能源的浪費, 也造成了小基地台之間嚴重的相互干擾, 因此, 在 5G NR 的 lean carrier 的機制中, 取消了 CRS 訊號的傳輸, 取而代之的, 加入了 extended synchronization signal (eSS), 如下圖所示: 來自: C. Hoymann, D. Larsson, H. Koorapaty and J. Cheng, "

在 5G NR 中, Numerology 這個詞語對應於 Frame Structure, 這個詞語的中文意義有點難以翻譯, 直譯為: 數秘術, 在 Wiki 百科中的定義為: 數秘術, 是指物象化成數字的占卜, 如姓名學是用筆畫數. 這個字詞的來源許久, 可以追朔到希臘哲學, 當時, 數學, 宇宙學, 對世界的解釋, 是被連結在一起的, 考慮到數學的簡潔性, 許多哲學學派, 如畢達哥拉斯學派, 就將數字和宇宙的美感連結在一起, 並嘗試用數字來解釋觀察到的一切, 這樣的嘗試, 等於是將現實世界的觀察, 塞入一個理想模型中, 考慮到真實世界的不完美性, 以及一些錯誤假設的模型, 這樣的詮釋漸漸走入神祕主義, 也從科學術語, 過渡成占卜術的術語, 現在常見的搜尋結果, 就和生命靈數, 姓名筆畫等, 有較多的連結, 這也是一種術語的不可共量性, 好吧, 雖然這裡有許多故事可以說, 但我們還是回到 5G NR 的系統, 在 5G NR 中, 定義了 5 種不同的子載波 (sub-carrier) 間隔, 分別是: 15 KHz, 30 KHz, 60 KHz, 120 KHz 和 240 KHz. 相較於 4G LTE 網路只有一種間隔 (15 KHz), 5G NR 考慮到不同的頻帶特性 (sub-6 GHz, 28 GHz) 定義不同的間隔, 如下圖所示: 來自:  https://www.slideshare.net/3G4GLtd/beginners-5g-numerology 在上圖中, 我們可以看到, 對應於不同的頻帶有不同的子載波間隔, 最小的數值為 15 KHz, 之後為 2^n 的倍率成長, 15 KHz 的選用主要是和 4G LTE 向下相容, 同時, 考慮到 4G LTE 所使用的頻帶為 700 MHz, 等效可以拿到的頻寬資源較少, 使用 15 KHz 可以增加頻帶的利用效率, 對於較高頻的通訊而言, 較大的子載波間隔可以提供較短的時間延遲, 並減少 FFT 電路設計上的要求. 關於 4G LTE 的相關文章, 可以參考: https://note-on-clouds.blogspot.com/2015/12/lte-frame-time.html 雖然子載波間隔改變,