5G FR2定义的SCS为什么跟FR1不同？FR2为什么要引入PT-RS？

对于5G协议定义的不同SCS，从覆盖、时延、移动性三个方面对比，SCS越小CP越长覆盖越好，SCS越大多普勒频移占比越小移动性能越好、同时符号长度越短时延越小，详细如下图：

对于相噪只用于高频场景，系统如射频器件在各种噪声（随机性白噪声，闪烁噪声）等作用下引起的系统输出信号相位的随机变化，而使得调制星座图相位的旋转，即相位噪声。通常相位噪声随着载波频率的增加而增加，会导致晶振的相噪影响放大，进而影响调制的星座图的稳定性，如下图所示：

当相位变化速率相对于OFDM符号持续时间较慢时，相位噪声可以被建模为常数并且可以通过估计来补偿。反之当相位变化率相对于OFDM符号持续时间更快时，相位噪声的估计变得困难，校正也变得困难。因此，持续时间更短的OFDM符号即更大的SCS，越容易补偿相位噪声，这样更有效地对抗高频率载波引起的晶振相位噪声。

而5G用于此目的的参考信号是相位跟踪RS（PT-RS），高阶QAM对相噪更敏感，且用户调度RB数有限，PT-RS相噪导频会带来较大系统开销，需要在系统开销和增益之间权衡，PT-RS配置模板时域密度越大，开销越大，如下图所示PT-RS时域密度分布模板示例：

为了确定PT-RS信号的传播层，5G系统除了CQI、PMI、RI的指示反馈外，还额外增加了一个LI的反馈，即Layer Indicator层指示。LI在4G系统中没有，NR和LTE通过RI（Rank Indicator）来指示当前MIMO配置的数据流层数，在TS38.212协议中可以查找到LI的配置定义，详细如下截图：

从公式定义上看，在Antenna ports≧2时有效，LI的bitwidth指示LI对应到RI中的某一层。在协议RAN1 #91次会议中查找到R1-1721451提案中关于LI的相关信息，详细如下截图：

LI指示即用于高频FR2场景中指示PT-RS在哪个RI的层中发送。PT-RS信号的配置，是根据振荡器质量、载波频率、OFDM子载波间隔、用于信号传输的调制及编码格式来决定的。

另一方面，随着载波频率越来越高，由于使用大规模MIMO天线的尖锐波束形成以及在较高频率处的信号传播特性本身的影响，使得信号传播呈现较少的多径延迟扩展。因此，具有更长的CP在毫米波场景中变得不那么重要，所以在高频段只支持60kHz以上的子载波间隔。

同时协议定义FR2场景带宽定义最大400Mhz，为了适应毫米波的大带宽特征，按照每个载波调度最大275个PRB计算，200Mhz以上载波只能支持60kHz以上的子载波间隔，如下表所示：

由于快速傅里叶变换（FFT）尺寸的限制，实际支持的CBW值不仅取决于特定频段，而且取决于所使用的SCS。在NR SI阶段期间，RAN1已经确定每个NR载波的最大子载波数量的备选数量是3300，从物理层规范的角度来看R15中定义的FFT大小为6600，这些最大子载波数的候选者分别表示4K和8K FFT大小。从实现性方面来看，FFT功能块的裸芯片尺寸和功耗而言，4K FFT比8K FFT具有优势。

另一方面，对于给定的CBW，8K FFT可以允许比4K FFT更小的SCS值，这对于宽的CBW（200Mhz、400Mhz）是有益的，可在高频中获得增益。且正如前面所讨论的那样，由于具有较小的多径延迟扩展，在毫米波段对较小SCS的需求减弱。因此，由RAN4定义的最大CBW和支持的SCS对在载波中都不需要超过3300个子载波，且对于版本R15中的NR阶段I而言，FFT的大小是4K。

另外如上图中，5G系统要求最小支持24个PRB的带宽，因PBCH子载波频率上宽度最初定义速率匹配后占用24个RB，后面协议考虑到节省更多符号，将PBCH频域两端数据占用放置在SSS信号两侧空闲的符号，所以PBCH频域上更新为20RB。