5G基础参数及帧结构

一 基础参数

1. 基本时间单元Tc=1/(△f_max*N_f)，△f_max=480000,N_f=4096.
2. 最基本的资源单位RE，代表频率上一个子载波以及时域上一个符号。
3. RB（资源块）为频率上连续12个子载波。
4. NR支持5种子载波间隔配置。（子载波带宽 / 基于CP的开销问题 / 是否引入扩展CP）

• 6GHz以下频段采用15/30/60kHz的子载波间隔（只有60kHz时可以采用扩展CP）
• 6GHz以上频段采用120kHz及以上的子载波间隔

二 帧结构

1. 采用10ms的帧长度，一个帧中包含10个子帧。5个子帧组成一个半帧，编号0-4和5-9的子帧分别处于不同的半帧。
2. 基本帧结构以时隙slot为基本颗粒度。正常CP情况下，每个时隙包含14个符号；扩展CP情况包含12个符号。
3. 子载波间隔变化，时隙的绝对时间长度随之改变，每帧/每子帧包含的时隙个数也有差别。每帧所包含的时隙数是10的整数倍，随着子载波间隔变大，每帧/每子帧内的时隙数增加。
4. 每个时隙的符号被分为三类：下行符号D，上行符号U，灵活符号X。灵活符号包含上下行转换点，支持每个时隙包含最多2个转换点。
5. 帧结构配置采用半静态无线资源控制RRC配置和动态下行控制信息DCI配置相结合的方式进行灵活配置。前者支持大规模组网，易于规划协调，终端省电；后者可以支持更动态的业务需求来提高网络利用率。
   RRC配置支持小区专用(CS)和UE专用(UES)的RRC配置方式。DCI配置支持由时隙格式指示(SFI)直接指示和DCI调度决定两种方式。

A. 半静态帧结构配置

• LTE

1. 标准中预先定义了7种不同的上下行时隙配置，也定义了每种时隙配置中的特殊子帧。这些配置在终端接入系统前就被识别，确定在每5/10ms周期内哪些是上行资源，哪些是下行资源，哪些是用于下行到上行转换的间隔（GP）。
2. 每个重复周期内，首先是一个含有同步信号的系统信息下行子帧，然后接一个包含下行到上行转换点的特殊子帧，之后是上行子帧。若下行子帧多于上行子帧时，后又跟着下行子帧。
3. 问题: 下行资源到上行资源的转换间隔和结合相对受限。在面对“远端基站干扰”时，下行可以妥协规避干扰的余地受限。

• NR

1. 基于周期的配置方式，每个周期只有一个下行到上行的转换点。
   ① 保证每个周期内下行资源连续，上行资源连续；
   ② 独立的上下行资源配置指示；
   ③ 无需额外的GP指示。

2. 上下行响应时延的灵活性。
   ①为了支持不同时延响应的要求，需要支持不同的周期配置，不仅限于LTE的5
   /10ms周期；
   ②通过双周期下行和上行资源配置方式，提供更灵活的周期组合和上下行资源配置组合。

3. 友好的前向兼容性
   需要有足够数量的配置保证小区级的上下行资源配置，在此基础上支持UE级的上下行资源配置。小区级和UE级的上下行资源指示，最小颗粒度均为符号级。
   UE级的上下行资源配置信息主要作为测量配置。

B. 动态DCI上下行配置

两种实现方式：

• 通过DCI格式2_0（专门用作SFI时隙格式指示）实现。
• 直接通过DCI0_0/0_1/1_0/1_1的上下行数据调度直接实现。

C. 不同配置的优先级

RRC高层配置和DCI物理层配置均可以实现对帧结构的修改。DCI配置支持由时隙格式指示(SFI)直接指示和DCI调度决定两种方式。冲突时优先级不同。

• 半静态上下行配置的上下行不能被修改，灵活符号可以被测量配置、动态SFI、DCI配置更改。
• 测量配置中的上下行配置可以被动态SFI、DCI配置更改。一旦更改，半静态测量相关的行为都会被终止。
• DCI配置的数据发送不能与的上下行冲突，但是可以对SFI配置的灵活部分进行修改。

D. 帧结构决定过程

根据优先级规则，基站进行小区级和UE侧的帧结构配置。小区级的半静态配置提供基础的框架性结构，UE专用半静态配置和DCI级别配置在小区及半静态配置基础上进行进一步的灵活配置。

E. 帧结构分析

• 对于6GHz以下频段，采用15k、30k、60kHz子载波间隔配置；对于6GHz以下频段，采用120k、240kHz子载波间隔配置。
• 采用大的子载波间隔，符号长度缩短。根据目前标准规定，子载波间隔扩大一倍，符号长度基本缩短一半。
• 在数据传输时延方面，大的载波间隔具有优势。子载波间隔和CP长度及保护间隔有关，相应的这些开销增大。