话说蜉蝣君头一次看到5G参数集的英文“Numerology”的时候,莫名地感到有些诡异。这个单词看起来有些邪性,必然和数字有某种神秘的联系。
翻出词典一查,意思大概是“命理学”。这个命理学是对数字和其他事物之间某种神秘关系的一种信仰,通常与超自然现象,占星术和类似的占卜术有关。
命理学
且慢,这难道不是5G技术中的概念吗?怎么还和算命沾上边了?
这大概源自于西方文明起源时对于数字的痴迷。哲学家圣奥古斯丁(公元354–430年)曾写道:“数字是神为人类提供的通用语言,用以证实事实。”希腊哲学家毕达哥拉斯被称为西方命理学之父。他认为一个人的姓名揭示了这个人的外在本质,这就是他们展现给外界的个性。根据毕达哥拉斯系统,可以将每个字母分配给一个1到9的数字,这样一个人的名字也就被映射成了数字,然后,这样数字就能预示人生和命运了。
毕达哥拉斯
其实在中国,古人也热衷于玩这些基于数字的把戏,比如常见的算命:就是把人的出生的时间换算成生辰八字,然后结合一些神秘的规则和五行联系起来,从而推测出这个人的运势,连生卒年月,子孙几人都能算得清清楚楚。在制定5G标准时,或许这些专家也打心眼里认为5G这些技术标准也不过是基于数字的游戏,或者认为这些数字和5G之间的关系是神秘的,因此用了Numerology这个词。不过,我们还是把它翻译为了“参数集”。顾名思义,就是5G多组参数的集合,相比英文简单易懂多了,翻译的智慧功不可没。话说5G的“参数集”的诞生,是因为5G的梦想过于宏大,不得已而为之。5G要支持大带宽,高可靠,低延时的各种业务,使用的频谱从不到Sub1G到Sub6G,直至近100GHz的毫米波,像4G一样只使用一套参数确实难以支持。“参数集”的核心,就是子载波间隔的不同。LTE最大可支持20MHz带宽,其上划分为多个子载波,间隔为15KHz。也就是4G只支持这一种参数集。相比之下5G就复杂多了,支持的带宽可以从5MHz到400MHz。在频域上其子载波间隔是15KHz的整数倍,可以为30KHz,60KHz,120KHz,240KHz,甚至480KHz,频段越高,子载波宽度越大。如下图所示。
5G的子载波间隔
于此同时,子载波宽度越大,在时域上时隙的长度也就越短。这样一来就保证了无论采用哪种参数集,频域和时域资源的乘积都是一致的。
5G子载波间隔和时隙长度的关系
由于5G还继承了4G在帧结构上的主要特征:每10毫秒一个无线帧,其中每毫秒一个子帧。无线帧这个概念在5G中已无实际意义,仅仅是长度为10毫秒的标尺,但是子帧的概念却至关重要。每个子帧都是1毫秒,根据子载波间隔的不同,内含的时隙数量不同。比如15KHz子载波下,每个子帧含1个时隙,该时隙的长度和子帧相同,也是1毫秒;在30KHz子载波下,每个子帧含2个时隙,每个时隙的长度是0.5毫秒,如下图所示。
5G帧结构
就这样,不同的参数集的时隙长度虽然不同,却在子帧这个级别达成了一致。而15KHz这个子载波宽度,联通了5G和4G,表明了它们一脉相承的关系。
正是这些数字的游戏,赋予了5G部署的灵活性,为实现万物互联的目标奠定了技术基础。由此可见,“Numerology”这个命名是精妙的,古人也诚不我欺。