5G NR vs 4G LTE

5G vs 4G

如上圖所示，5G和4G相比增加了多種numerology、毫米波、大規模多輸入多輸出、波束管理、LDPC、Polar、SDAP，并修改了上行波束、幀結構和HARQ重傳的内容。對于SDN和NFV不屬于空口的範疇，有興趣的同學可以自行學習。

多種numerology

簡單的講就是根據不同的子載波間隔（SCS）産生一組不同的參數，比如CP和一個symbol的長度。在LTE裡隻有一個numerology即SCS是15Khz，但是NR裡有多種不同的SCS，後面會詳細介紹。不同的numerology會有不同的幀結構，甚至不同的實體信道、實體信号也能使用不同的numerology。或者不同的BWP裡面可以使用不同的numerology。在這種情況下，每個資源元素/資源塊和實體無線電頻率之間的轉換變得複雜。為了處理這種情況，我們根據頻率範圍定義一個特定的參考子載波間隔。

幀結構

在5G中一個子幀的長度還是1ms，一個子幀中可以有1、2、4、8、16個slot，取決于SCS的大小。每一個slot是14個symbol。Slot是最小排程單元。

毫米波

在NR中毫米波的頻率大于6Ghz。

大規模MIMO

由于毫米波的穿透性比較差且衰減很快。是以，為了更好的利用好毫米波讓信号傳輸在一個窄的波束裡面，需要用好massive MIMO技術和beamforming技術。

波束管理

波束管理是一組在UE和gNB之間選擇、維護和改變波束以保持穩定連接配接的過程。這一過程将是毫米波範圍内NR操作的關鍵部分。

LDPC/Polar編碼

在LTE裡信道編碼主要是用卷積碼和turbo編碼方式，但是5G裡面主要是用LDPC和Palar信道編碼方式。

SDAP層

SDAP是在PDCP上添加的一個全新的層。SDAP的主要作用是為每個資料流應用複雜的QoS。

下面這些内容在上圖中沒有畫出來，也是5G中比較重要的改動。

複雜的RRC信令

LTE相對于WCDMA，RRC參數變得精簡了不少。但是在5G中RRC信令開始變的複雜化，原因是因為NR設計的非常靈活，可以支援不同的numerology和各種使用場景（例如eMBB、eMTC、URLLC），而這些靈活的使用場景将導緻時頻域資源的排程更加複雜，進而使相關配置的RRC參數變得複雜化。

RRC/DCI互相作用

在LTE中，除了非周期CSI報告過程中的CSI請求域外，RRC中的參數和DCI中的參數幾乎是獨立的。但是在NR中DCI和RRC中的互相作用變得更加常見，如下例所示。

DCI 0_0、DCI 0_1的時域資源配置設定

DCI 1_0、DCI 1_1的時域資源配置設定

局部帶寬

在NR中，有一種機制來定義給定頻帶内的頻率區域的一部分，并讓UE和gNB在該頻率區域内通信。這個頻帶片段被稱為BWP（局部帶寬）。總的來看，BWP與LTE中的窄帶概念類似。但是BWP可以用比窄帶更靈活的方式來定義。後面會有單獨的文章來講BWP。

靈活的UL/DL配置

盡管在NR中，一些FDD模式的操作被定義為低于6ghz（FR1），但大部分部署可能是由TDD模式完成的。特别是在毫米波中，隻定義了TDD模式。在TDD操作中，我們需要定義下行使用哪個時隙，上行使用哪個時隙。在LTE-TDD中，這裡隻定義了7種不同的模式，但是在NR中，DL/UL模式可以通過RRC參數以更靈活的方式配置。

基于CBG的HARQ重傳

在5G中支援很大的TB size，一旦資料在傳輸過程中出現錯誤再重傳整個資料就會耗費很大的性能，是以5G引入基于CBG（Code Block Group）的單/多比特HARQ回報機制，其本質上是将一個TB分成多個小的CBG,這些CBG均可由UE解碼，并且UE會為每個CBG發送HARQ回報。如果配置了基于CBG的傳輸，僅需要重傳未成功接收的CBG，而不需要重傳整個TB。

上面的知識點後面都會有更詳細的文章來詳細講解，當然除了上面所講到的知識點外，5G還引入了許多其它的概念，比如CORESET 0和SSB等等，這些都讓5G比4G的排程更加動态和靈活。後面會有專門的文章來講解。