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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