5G学习(二)--无线帧

基本概念

无线帧/帧(frame)：基本数据发送的周期(10ms) = 10 x subframe
子帧(subframe)：上下行子帧的分配单位（1ms）= N x slot（根据子载波大小会有不同个数的slot）
时隙(slot)：数据调度和同步的最小单位 = 14(或者12，根据是否有CP) x symbol
符号(symbol)：调制的基本单位
符号 = 1 / 子载波间隔（SCS）
循环前缀(CP)

帧结构

由上图可以清楚的看到，帧结构是不断细分的，由最初的frame->subframe->slot->symbol。
在5G中无线帧结构分为固定部分和灵活部分，在固定部分与LTE相同，从而允许更好的保持LTE与NR间共存。这样的固定结构，利于LTE和NR共同部署模式下时隙与帧结构同步，简化小区搜索和频率测量。在灵活部分，5GNR定义了灵活构架，时隙和字符长度可根据子载波间隔灵活定义。
NR支持多种不同类型的子载波间隔（LTE中只有一种类型的子载波间隔，15kHz）。NR参数集总结在下图中。



上面的几张图都是说明5G灵活部分的帧结构随着子载波间隔不同而划分出不同的结构(子载波间距的增大，OFDM符号会变短)。

当NR SCS=15khz时，此时NR的1子帧=1个时隙=14个符号=1ms

当NR SCS=30khz时，此时NR的1子帧=2个时隙=14个符号=0.5ms

当NR SCS=60khz时，此时NR的1子帧=4个时隙=12/14个符号(12对应扩展CP，14对应普通CP)=0.25ms

当NR SCS=120khz时，此时NR的1子帧=8个时隙=14个符号=0.125ms

当NR SCS=240khz时，此时NR的1子帧=16个时隙=14个符号=0.0625ms

不同频段的Nomerology

时隙结构

不同于LTE里面的TDD帧结构定义了7种上下行时隙配比无线帧模式，以及9种特殊子帧导频时隙DwPTS、UpPTS的时长，NR并没有预先定义严格的上下行配比以及特殊子帧配比，代之以灵活的广播通知模式，在广播消息里告知上下行结构模式，在一个上下行发射周期内（Transmission Periodicity），通过告知下行时隙个数（nrofDownlinkSlots），下行符号个数（nrofDownlinkSymbols），上行符号个数（nrofUplinkSymbols），上行时隙个数（nrofUplinkSlots）来确定上下行时间结构，通过改变下图中的各项参数，使得NR帧结构可以适应更为灵活的业务结构。

时隙格式指示如何使用单个时隙中的每个符号。它定义哪些符号用于上行链路，哪些符号用于特定时隙内的下行链路。在LTE TDD中，如果为配置了子帧（相当于NR中的时隙），则子帧中的所有符号都应用作上行或下行。但是在NR中，时隙内的符号可以通过以下各种方式配置。

每个时隙中的符号不一定都使用

时隙中的符号可以分成多个部分，每个部分都可以用于上行、下行或灵活时隙

以eMBB（增强型无线宽带）场景，30KHz子载波间隔为例，下图例举实现中3种常用的帧结构。
D：DL Slo’t ; U：UL Slot ; S：Special Slot ; GP：Guard period ;

• 第一种：
  2.5ms双周期结构，在5ms里面有两个不同类型的周期，第一个2.5ms为DDDSU，第二个2.5ms为DDSUU，合在一起为：DDDSUDDSUU。这种类型有两个连续上行时隙，意味着能够接收更远的随机接入申请，有利于提升上行覆盖。
  
• 第二种：
  2.5ms单周期结构，以2.5ms为周期，重复发射模板DDDSU。这种类型下行时隙多，有利于增大下行吞吐量。
  
• 第三种：
  ２ms单周期结构，以2ms为周期，重复发射DSDU。这种模式上下行转换较为均衡，有效减少网络时延。但上下行切换频繁，需要在上行时隙中牺牲一部分符号做切换。
  
  这么多不同类型的时隙格式是为了使NR调度更加灵活，特别是对于TDD操作。通过应用时隙格式或按顺序组合不同的时隙格式，可以实现以下示例中的各种不同类型的调度。

参考

参考文章
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