5G波形评估

在5G波形评估方面，协议一致同意四种模拟情况，均使用链路级仿真：

Case 1a，1b：单一numerology case

• 1a:下行

• 1b：上行，只有一个窄带UE位于宽频带边缘。假设整个频带上没有宽带滤波器。

Case 2:DL混合numerology case

Case 3:UL单一numerology case （异步传输）

Case 4:UL混合numerology case （同步传输）

如图1所示，Case1a是下行单一numerology 情况。

用户频谱效率用下面这个公式进行计算：

在这种情况下，假设一个UE。它表示在一个载波的整个带宽上只有一个numerology 符号的情况。这个单一numerology case的目的是评估新波形本身引起的固有符号间干扰（ISI）和载波间干扰（ICI），以及各种数值的系统保护带开销。

在图（1a)(1b)中，Gsys是系统的保护带，并且依赖于波形的OOB。

在模拟中，CP-OFDM的numerology 与LTE系统相同，FB-OFDM被切割和加窗，如图1-1所示。在不损失通用性的前提下，在带WOLA的CP-OFDM（W-OFDM）中，时域边缘的形状是长度为1/2 CP长度的升余弦窗。

在如图（2）所示的Case2中，位于“目标”子带的边缘或全频带内的目标用户（使用numerology 1）受到干扰子带的干扰（使用numerology 2）。Gsubband是相邻子带之间的保护带宽度，其值取决于波形的OOB性能。

如图(c)所示，Case3是上行numerology 情况（UE之间具有异步接收）。

在这种情况下，假设有三个UE。中间一个是目标UE，并且在“目标”UE的两侧存在两个具有不同功率偏移的干扰UE。仅评估目标UE，而其他两个UE是干扰源。

如图(d)所示，Case4是上行混合numerology 情况（UE之间具有同步接收）。

在这种情况下，假设有三个UE。中间一个是目标UE，并且在“目标”UE的两侧存在两个具有不同数字和功率偏移的干扰UE。

与Case3相同，仅评估目标UE，而其他两个UE是干扰源。

 case 3 和case 4  建议的参数如表1：

·过滤/窗口配置

在求值过程中，华为给出了三种求值的滤波器顺序（256和512）。在实际系统中，滤波器阶数可以根据部署要求灵活配置，滤波器阶数越高，频谱定位性能越好。对于W-OFDM，窗边长度决定了其OOBE（Out-of-Band Emission）性能和ISI鲁棒性。从OOBE的角度来看，窗口边缘越长越好，但这会导致衰落信道中的ISI越大。在评估中，评估了四个窗口边缘长度（[18，48]个采样点，它们响应[1/4，2/3]CP持续时间），以便在OOBE和ISI稳健性之间找到最佳的权衡。

·信道模型

在基于滤波和加窗的新波形的两种情况下，衰落信道中的ISI可能会变得更高，因为与丰富的多径扩展卷积的端到端滤波器/窗响应夸大了固有ISI。链路级信道EPA和ETU已经在3GPP中使用了很长时间。在图1中，TR 38.900的新信道模型TDLs与EPA和ETU进行了比较。结果表明，TDL-A的均方根时延扩展（DS：delay spread）为30ns，与EPA的均方根时延扩展（EPA的均方根时延为45ns）非常相似；ETU的均方根时延扩展（ETU的均方根时延为991ns）与TDL-C的均方根时延扩展（DS）为1000ns相似。因此，TDL-A（DS=30ns）和TDL-C（DS=1000ns）被用作EPA和ETU性能评估的替代品。

考虑到保护带开销、时域开销和BLER，Case1a的频谱效率评估如下：

对于TDL-C（DS=1000ns）信道模型，W-OFDM由于其ISI问题，在64QAM的频谱效率方面比OFDM基线差。

• W-OFDM和f-OFDM的时域开销都可以忽略不计，并且即使考虑到短子帧长度和自包含子帧结构，也不会引入任何额外的时域开销。这也适用于其他情况。

• 在宽带情况下，即使在丰富的多径扩频信道中，f-OFDM也没有因码间干扰而造成的性能损失，获得了良好的OOBE的好处。

• 在窗边长度为2/3cp（48点）的情况下，W-OFDM由于有效的CP长度缩减，在丰富的多径信道中对高MCS（例如64QAM）的性能下降。如果放弃OOBE性能，可以通过减小窗口边长来减小ISI的影响。因此，窗口边缘长度必须在ISI和OOBE之间保持平衡。

• 考虑到保护带开销、时域开销和BLER性能，f-OFDM在频谱效率方面优于W-OFDM，因为在任何衰落信道中，f-OFDM具有更高的频谱利用率和更好的ISI鲁棒性。

 

Case1b的频谱效率评估如下：

Case2考虑到零保护带，频谱效率评估如下：，

根据基于滤波和加窗的新波形的仿真结果表明，f-OFDM和W-OFDM的频谱收窄性能都得到了很大的改善，这是支持NR混合数的一个关键因素。这两种波形的性能都很好，f-OFDM在频谱效率方面优于W-OFDM。