Bản đồ học viễn thông: từ tín hiệu tới 5G NR và NTN

BẢN ĐỒ HỌC VIỄN THÔNG · VIETWIRELESS

BỨC TRANH TỔNG THỂ

Chọn một phần để nhảy thẳng tới danh sách bài chi tiết bên dưới.

Bản đồ này chỉ giữ vai trò định hướng: nó cho thấy các nhóm kiến thức nối với nhau như thế nào. Khi chọn một phần, trang sẽ cuộn tới đúng cụm bài tương ứng; từ đó bạn mới chọn bài cụ thể muốn đọc.

PHẦN I
Nền tảng tín hiệu
Signal → sampling → phase → số phức → $I/Q$ → Fourier/FFT → modulation.
Xem các bài ↓
PHẦN II
Từ tín hiệu tới liên kết vô tuyến
RF → channel → noise → multipath → correlation → OFDM → resource grid.
Xem các bài ↓
PHẦN III
UE bật lên và tìm cell 5G
Power on → synchronization → SSB → PSS → SSS → PBCH → MIB.
Xem các bài ↓
PHẦN IV
Từ MIB tới thông tin hệ thống
CORESET#0 → SearchSpace#0 → PDCCH → PDSCH → SIB1.
Xem các bài ↓
PHẦN V
UE bắt đầu truy nhập mạng
PRACH → RAR → Timing Advance → Msg3 → Msg4 → RRC connection.
Xem các bài ↓
PHẦN VI
Truyền dữ liệu sau khi kết nối
PDCCH → PDSCH → PUSCH → PUCCH → DMRS → channel estimation → equalization → HARQ → MIMO.
Xem các bài ↓
PHẦN VII
Receiver trong thực tế
Timing offset → CFO → SFO → phase noise → EVM.
Xem các bài ↓
PHẦN VIII
5G NR qua vệ tinh (NTN)
Propagation delay → Doppler → synchronization → Timing Advance → SIB19 → ephemeris → PRACH → mobility.
Xem các bài ↓

MỘT CÂU CHUYỆN XUYÊN SUỐT CỦA 5G NR

UE vừa bật nguồn thì chưa biết gần như bất cứ điều gì về cell.

Nó chưa biết chính xác OFDM symbol bắt đầu ở sample nào, carrier của gNB lệch bao nhiêu so với oscillator của nó, Physical Cell ID là gì, hay phải nhìn vào vùng resource grid nào để đọc system information. Trước khi nhìn riêng initial access, hãy bắt đầu từ bản đồ protocol toàn hệ thống: tìm cell, random access, RRC, NAS và PDU Session. Sau đó chúng ta mới đi sâu vào PSS, SSS, PBCH và từng bước của 5G NR.

UE POWER ON → CONNECTED

Power on→SSB→PSS / SSS→Sync→PBCH / MIB→SIB1→PRACH→Timing Advance→Connected

Đây là flow cấp cao. Mỗi mắt xích sẽ trở thành một bài riêng khi tới phần tương ứng.

DOWNLINK SYNC

gNB → UE

gNB phát theo timing và frequency reference của nó. UE dùng các signal đã biết để tìm cell, ước lượng timing và frequency offset, rồi align receiver của UE với downlink.

UPLINK SYNC

UE → gNB

Sau khi đã nghe được network, UE mới bắt đầu random access. gNB quan sát uplink timing và dùng Timing Advance để các UE phát sao cho tín hiệu tới gNB đúng thời điểm hơn.

Đọc bài tổng quan toàn bộ quy trình kết nối 5G NR →

PHẦN I · NỀN TẢNG TÍN HIỆU

Từ một đại lượng biến thiên theo thời gian tới các symbol phức.

Bài 01
Signal là gì?
Âm thanh → microphone → samples → time/frequency domain → FFT → $I/Q$ → resource grid.
Đọc bài →
Bài 02
Sampling, aliasing và Nyquist
Làm sao waveform liên tục trở thành samples, và điều gì xảy ra khi sampling quá chậm?
Đọc bài →
Bài 03
Amplitude, frequency và phase
Một sinusoid mang những tham số nào và phase có ý nghĩa gì?
Đọc bài →
Bài 04
Số phức và phasor
Vì sao biểu diễn bằng số phức lại tự nhiên trong signal processing?
Đọc bài →
Bài 05
$I/Q$ và complex baseband
$I$ và $Q$ biểu diễn amplitude và phase như thế nào?
Đọc bài →
Bài 06
Miền thời gian và miền tần số
Hai cách nhìn khác nhau của cùng một signal giúp ta thấy điều gì?
Đọc bài →
Bài 07
Fourier, DFT và FFT
Ta đang phân tích signal thành các thành phần tần số như thế nào?
Đọc bài →
Bài 08
Modulation: BPSK → QPSK → QAM
Bits trở thành các điểm constellation và complex symbols như thế nào?
Đọc bài →

PHẦN II · TỪ TÍN HIỆU TỚI LIÊN KẾT VÔ TUYẾN

Từ complex baseband tới một waveform đi qua không gian và quay lại receiver.

Bài 09
Baseband → RF → antenna
$I/Q$ samples trở thành tín hiệu RF vật lý như thế nào?
Đọc bài →
Bài 10
Wireless channel
Signal bị attenuation, delay, phase rotation và fading như thế nào?
Đọc bài →
Bài 11
Noise, SNR và EVM
Receiver nhìn thấy chất lượng signal giảm đi bằng những đại lượng nào?
Đọc bài →
Bài 12
Multipath và delay spread
Vì sao nhiều bản sao của cùng signal có thể tới receiver ở các thời điểm khác nhau?
Đọc bài →
Bài 13
Correlation
Làm sao receiver tìm một sequence đã biết trong noise?
Đọc bài →
Bài 14
OFDM: bức tranh tổng thể
Vì sao chia bandwidth thành nhiều subcarriers lại hữu ích?
Đọc bài →
Bài 15
IFFT/FFT trong OFDM
Frequency-domain symbols trở thành time-domain samples và quay lại như thế nào?
Đọc bài →
Bài 16
Cyclic Prefix
CP giúp OFDM xử lý multipath theo cách nào?
Đọc bài →
Bài 17
Resource grid
Subcarrier, OFDM symbol, resource element và resource block liên hệ ra sao?
Đọc bài →
Bài 18
Numerology trong 5G NR
SCS, symbol duration, slot và frame thay đổi với numerology thế nào?
Đọc bài →

PHẦN III · UE BẬT LÊN VÀ TÌM CELL 5G

Từ một receiver chưa biết timing, frequency hay cell ID tới việc đọc được MIB.

Bài 19
Toàn cảnh quy trình kết nối 5G NR
8 giai đoạn, 44 bước minh họa: SSB, random access, RRC, NAS và PDU Session.
Đọc bài →
Bài 20
UE bật nguồn thì chuyện gì xảy ra?
Từ receiver chưa biết timing/cell ID tới PSS, SSS, PBCH và MIB.
Đọc bài →
Bài 21
Synchronization là gì?
UE align timing, carrier frequency và frame/SSB context trước khi decode như thế nào?
Đọc bài →
Bài 22
SSB là gì?
4 OFDM symbols × 240 subcarriers chứa PSS, SSS, PBCH và PBCH DM-RS được tổ chức ra sao?
Đọc bài →
Bài 23
PSS
Ba synchronization sequences, correlation peak và $N_{\mathrm{ID}}^{(2)}$ giúp UE tạo timing candidate như thế nào?
Đọc bài →
Bài 24
SSS và Physical Cell ID
Từ 336 $N_{\mathrm{ID}}^{(1)}$ hypotheses tới full PCI và cell-dependent PHY context.
Đọc bài →
Bài 25
Fine timing và frequency synchronization
Từ PSS/SSS candidate tới FFT-window timing, residual CFO correction và một receiver context sẵn sàng cho PBCH.
Đọc bài →
Bài 26
PBCH DM-RS
144 pilot RE, sequence theo PCI/SSB context và channel estimation cho PBCH.
Đọc bài →
Bài 27
PBCH
432 QPSK RE, 864 soft bits, Polar decoding, CRC-24C và khôi phục BCH payload.
Đọc bài →
Bài 28
MIB
Đọc SFN, common SCS, SSB offset và pdcch-ConfigSIB1 để chuẩn bị tìm CORESET#0, SIB1.
Đọc bài →

PHẦN IV · TỪ MIB TỚI THÔNG TIN HỆ THỐNG

Biết cell tồn tại chưa đủ. UE còn phải tìm nơi gNB gửi control và cấu hình chung.

Bài 29
CORESET#0 và SearchSpace#0
Tra TS 38.213 từ MIB: CORESET RB/symbol/offset, SearchSpace monitoring slots và SFN parity.
Đọc bài →
Bài 30
PDCCH là gì?
REG, CCE, aggregation level và blind decoding để UE nhận DCI scheduling SIB1.
Đọc bài →
Bài 31
DCI cơ bản
DCI 1_0, SI-RNTI: giải mã RIV, time allocation, MCS và PDSCH resources để tìm SIB1.
Đọc bài →
Bài 32
SIB1 nằm ở đâu?
UE đi từ PDCCH tới PDSCH để tìm SIB1 như thế nào?
Sắp tới
Bài 33
SIB1
Cell broadcast những cấu hình chung nào cần cho bước truy nhập tiếp theo?
Sắp tới
Bài 34
Cell selection và camping
Khi nào UE xem một cell là phù hợp để camp?
Sắp tới

PHẦN V · UE BẮT ĐẦU TRUY NHẬP MẠNG

Downlink đã nghe được. Bây giờ UE cần tạo một uplink mà gNB có thể phát hiện và align.

Bài 35
Random Access tổng quan
Từ PRACH tới khi UE có thể gửi uplink có scheduling.
Sắp tới
Bài 36
PRACH là gì?
Vì sao initial uplink cần một physical channel và waveform riêng?
Sắp tới
Bài 37
PRACH preamble
Sequence detection cho phép gNB phát hiện UE như thế nào?
Sắp tới
Bài 38
SSB ↔ PRACH occasion
UE nối beam/SSB đã thấy với cơ hội phát PRACH như thế nào?
Sắp tới
Bài 39
Random Access Response
gNB trả lời Msg1 và cấp tài nguyên cho bước tiếp theo ra sao?
Sắp tới
Bài 40
Timing Advance
gNB làm cho uplink từ các UE ở khoảng cách khác nhau tới đúng timing như thế nào?
Sắp tới
Bài 41
Msg3 và Msg4
Random access hoàn tất và contention được giải quyết như thế nào?
Sắp tới
Bài 42
RRC Setup
Từ initial access tới một UE có connection context.
Sắp tới

PHẦN VI · TRUYỀN DỮ LIỆU SAU KHI KẾT NỐI

Khi UE đã vào mạng, các physical channels bắt đầu phối hợp để truyền control và data.

Bài 43
Bức tranh PHY khi UE đã connected
PDCCH, PDSCH, PUSCH và PUCCH nằm ở đâu trong một scheduling cycle?
Sắp tới
Bài 44
PDSCH
Downlink user data và các transport blocks được mang thế nào?
Sắp tới
Bài 45
PUSCH
UE truyền uplink data theo grant như thế nào?
Sắp tới
Bài 46
PUCCH
ACK/NACK, Scheduling Request và CSI được gửi ở đâu?
Sắp tới
Bài 47
DMRS
Receiver lấy reference nào để estimate channel cho một transmission?
Sắp tới
Bài 48
Channel estimation
Từ DM-RS tới $\widehat H[k,\ell]$ , interpolation và channel grid cho equalizer.
Đọc bài →
Bài 49
Equalization
Từ $Y[k]$ và $H[k]$ quay về estimate của transmitted symbols như thế nào?
Sắp tới
Bài 50
HARQ
Khi decoding thất bại, retransmission và combining hoạt động ra sao?
Sắp tới
Bài 51
MCS và link adaptation
Network cân bằng throughput và reliability bằng modulation/coding như thế nào?
Sắp tới
Bài 52
MIMO và beamforming
Nhiều antenna mở thêm những khả năng gì cho link?
Sắp tới

PHẦN VII · RECEIVER TRONG THỰC TẾ

Receiver ngoài đời không nhận một signal hoàn hảo đúng sample và đúng carrier.

Bài 53
Timing offset
FFT window đặt sai vị trí ảnh hưởng OFDM như thế nào?
Sắp tới
Bài 54
Carrier Frequency Offset
Oscillator mismatch và Doppler tạo CFO ra sao?
Sắp tới
Bài 55
CFO estimation và correction
Receiver có thể ước lượng và bù rotation do frequency offset như thế nào?
Sắp tới
Bài 56
Sampling Frequency Offset
Clock ADC lệch tạo ra sai số tích lũy theo thời gian như thế nào?
Sắp tới
Bài 57
Phase noise
Phase không ổn định làm constellation và OFDM bị biến dạng ra sao?
Sắp tới
Bài 58
EVM
Khoảng cách giữa symbol lý tưởng và symbol đo được nói gì về chất lượng tín hiệu?
Sắp tới

PHẦN VIII · 5G NR QUA VỆ TINH (NTN)

Khi cùng NR PHY đi qua satellite, delay và Doppler làm nhiều giả định quen thuộc thay đổi.

Bài 59
Từ terrestrial NR tới NTN
Bài tổng quan về những vấn đề mới khi đường truyền đi qua satellite.
Sắp tới
Bài 60
Propagation delay
Khoảng cách lớn tác động tới timing, scheduling và protocol timers như thế nào?
Sắp tới
Bài 61
Doppler trong NTN
Chuyển động satellite tạo frequency shift và variation lớn ra sao?
Sắp tới
Bài 62
NTN synchronization
UE duy trì timing và frequency alignment trong một geometry thay đổi như thế nào?
Sắp tới
Bài 63
NTN Timing Advance
Uplink timing phải bù propagation delay lớn và biến thiên như thế nào?
Sắp tới
Bài 64
SIB19
UE nhận NTN-specific assistance information từ system information như thế nào?
Sắp tới
Bài 65
Ephemeris và satellite position
Biết satellite ở đâu giúp tính delay và Doppler như thế nào?
Sắp tới
Bài 66
NTN Random Access
PRACH và uplink acquisition thay đổi ra sao khi delay/Doppler lớn?
Sắp tới
Bài 67
Moving satellite, beam và handover
Khi satellite hoặc beam di chuyển, UE duy trì service continuity như thế nào?
Sắp tới

Chọn một phần để nhảy thẳng tới danh sách bài chi tiết bên dưới.

Nền tảng tín hiệu

Từ tín hiệu tới liên kết vô tuyến

UE bật lên và tìm cell 5G

Từ MIB tới thông tin hệ thống

UE bắt đầu truy nhập mạng

Truyền dữ liệu sau khi kết nối

Receiver trong thực tế

5G NR qua vệ tinh (NTN)

UE vừa bật nguồn thì chưa biết gần như bất cứ điều gì về cell.

gNB → UE

UE → gNB

Từ một đại lượng biến thiên theo thời gian tới các symbol phức.

Signal là gì?

Sampling, aliasing và Nyquist

Amplitude, frequency và phase

Số phức và phasor

I/QI/QI/Q và complex baseband

Miền thời gian và miền tần số

Fourier, DFT và FFT

Modulation: BPSK → QPSK → QAM

Từ complex baseband tới một waveform đi qua không gian và quay lại receiver.

Baseband → RF → antenna

Wireless channel

Noise, SNR và EVM

Multipath và delay spread

Correlation

OFDM: bức tranh tổng thể

IFFT/FFT trong OFDM

Cyclic Prefix

Resource grid

Numerology trong 5G NR

Từ một receiver chưa biết timing, frequency hay cell ID tới việc đọc được MIB.

Toàn cảnh quy trình kết nối 5G NR

UE bật nguồn thì chuyện gì xảy ra?

Synchronization là gì?

SSB là gì?

PSS

SSS và Physical Cell ID

Fine timing và frequency synchronization

PBCH DM-RS

PBCH

MIB

Biết cell tồn tại chưa đủ. UE còn phải tìm nơi gNB gửi control và cấu hình chung.

CORESET#0 và SearchSpace#0

PDCCH là gì?

DCI cơ bản

SIB1 nằm ở đâu?

SIB1

Cell selection và camping

Downlink đã nghe được. Bây giờ UE cần tạo một uplink mà gNB có thể phát hiện và align.

Random Access tổng quan

PRACH là gì?

PRACH preamble

SSB ↔ PRACH occasion

Random Access Response

Timing Advance

Msg3 và Msg4

RRC Setup

Khi UE đã vào mạng, các physical channels bắt đầu phối hợp để truyền control và data.

Bức tranh PHY khi UE đã connected

PDSCH

PUSCH

PUCCH

DMRS

Channel estimation

Equalization

HARQ

MCS và link adaptation

MIMO và beamforming

Receiver ngoài đời không nhận một signal hoàn hảo đúng sample và đúng carrier.

Timing offset

Carrier Frequency Offset

CFO estimation và correction

Sampling Frequency Offset

Phase noise

EVM

Khi cùng NR PHY đi qua satellite, delay và Doppler làm nhiều giả định quen thuộc thay đổi.

Từ terrestrial NR tới NTN

Propagation delay

$I/Q$ và complex baseband