![5G无线网络优化实践](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/958/44509958/b_44509958.jpg)
1.3.2 无线帧结构
NR无线帧长度为10ms,由10个子帧构成,每个子帧长度为1ms,对应1966080TC。一个子帧可以包含一个或多个时隙,每个时隙固定包含14个OFDM符号。与LTE最小调度周期为一个子帧不同,NR以时隙(slot)为调度单位,其时域长度灵活可变。NR无线帧结构如图1-20所示。
NR的帧结构以时隙(slot)为粒度,共支持4种时隙类型。
①Type 1:时隙中14个符号全下行,DL-only slot;
②Type 2:时隙中14个符号全上行,UL-only slot;
③Type 3:全灵活资源,配置为上行或下行,Flexible-only slot;
④Type 4:至少一个上行或下行符号,其余灵活配置(自包含时隙)。
表1-17给出了不同子载波间隔时,无线帧、子帧、时隙长度和符号数间的关系。
正常CP情况下子载波带宽配置与时隙长度如图1-21所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P38_12409.jpg?sign=1739543488-vuZ102Sy8kRkz7wUZDNo7mfLmlRvzR7j-0-2a352a0c132f297e96f71061733d3d0b)
图1-20 NR无线帧结构
表1-17 不同SCS配置对应时隙长度(TS38.211表4.3.2-1)
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-T38_198225.jpg?sign=1739543488-EvOoDAzZWCBhSmjTYaR4gAuQh96RcsSf-0-51b6ab0a2032d735b24cef7dcf039d9a)
注:μ为5G新引入的变量,不同取值对应不同参数集合。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P38_13006.jpg?sign=1739543488-eDuOhgTVgEYfZMZbLxqEo1DNp2vyoF3x-0-a4538bccf8611745a9a20c447da1e5eb)
图1-21 正常CP情况下子载波带宽配置与时隙长度
注:表示每个时隙符号数;
表示每个无线帧时隙数;
表示每个子帧时隙数。
NR无线帧结构支持单周期和双周期两种配置方式,其配置参数由分配周期、下行时隙数、下行符号数、上行时隙数和上行符号数组成,由SIB1下发给UE。
tdd-UL-DL-ConfigurationCommon -pattern1: {X, x1, x2, y1, y2} tdd-UL-DL-ConfigurationCommon -pattern2: {Y, x3, x4, y3, y4}
上下行时隙配置如图1-22所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P39_13430.jpg?sign=1739543488-OJ7V1ayKeKeUmLcb2gGEEzY5jhVFbjdH-0-2961f8f976fc39ff6b00645e20165de5)
图1-22 上下行时隙配置示意图
NR支持的上、下行时隙配比有8:2、7:3、4:1和3:1四种,其对应的无线帧结构如下:
①2.5ms双周期帧结构(7:3,DDDSUDDSUU);
②5ms单周期帧结构(8:2,7D1S2U);
③2.5ms单周期帧结构(4:1,3D1S1U);
④2ms单周期帧结构(3:1,DSDU);
⑤2ms单周期帧结构(3:1,DDSU);
⑥2.5ms单周期帧结构(4:1,DDDDU)。
中国移动4.9G、中国电信3.5G和中国联通3.5G采用2.5ms双周期帧结构,中国移动2.6G为了兼容LTE采用5ms单周期帧结构。下面分别对几种时隙配比的无线帧结构进行描述(子载波带宽30kHz)。
1.2.5ms双周期帧结构(7:3,DDDSUDDSUU)
2.5ms双周期帧结构仅用于FR1频段。无线帧中每5ms里面包含5个下行时隙D、3个上行时隙U和2个特殊时隙S,如图1-23所示。
特殊时隙采用10:2:2配置时,该模式可支持最多7个SSB块(同步信号块)。从容量上来看,该模式上下行时隙配比为7:3,能提供的上行吞吐率最大。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P40_13850.jpg?sign=1739543488-Xm5a0A3xhrce88nFlDvJw9IlDtc5ISC2-0-7c782eb7bf08fea21f2e0375ecd01d84)
图1-23 NR 2.5ms双周期帧结构
2.5ms单周期帧结构(8:2,7D1S2U)
5ms单周期帧结构仅用于FR1频段,每5ms包含7个下行时隙D、1个特殊时隙S和2个上行时隙U。该模式可兼容现网2.6GHz TD-LTE,相对于LTE有3ms的时域偏移,如图1-24所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P40_14101.jpg?sign=1739543488-8obcIFhYIquwwJYWP2R0WP1dd70sYlfH-0-355e00341af406dc20b30e4a3ea1bfb4)
图1-24 NR 5ms单周期帧结构
为了和LTE兼容,NR特殊时隙S需配置为6:4:4,可支持最多8个SSB块。该模式下行时隙配比多,上下行转换点少,有利于提高下行吞吐量,不足之处是调度时延较大。
3.2.5ms单周期帧结构(3:1,3D1S1U)
2.5ms单周期帧结构适用于FR1和FR2频段。每2.5ms包含3个下行时隙D、1个特殊时隙S和1个上行时隙U,如图1-25所示。
该模式下行时隙配置较多,有利于提高下行吞吐量。与5ms单周期帧结构相比,该模式的不足之处是上下行转换点增多,但可以降低调度时延。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P41_14511.jpg?sign=1739543488-AohBPfDpJknRhLim629KlObjq1ziNdcW-0-e90934317319412f28c22eedf4888770)
图1-25 NR 2.5ms单周期帧结构
4.2ms单周期帧结构(3:1,DSDU)
每2ms里面包含2个全下行时隙D、1个上行时隙U和1个特殊时隙S,其中特殊时隙配比可设为D:GP:U=10:2:2(可调整),上行时隙可设为D:GP:U=1:2:11(GP长度可调整),如图1-26所示。优势表现为时延短,但上下行转换点过多,容易影响性能。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P41_14679.jpg?sign=1739543488-MkHqmRyZDJPuHDA7Az4se60zYCuMImht-0-cc1b37bb35210ac3cc4c901a1400804d)
图1-26 NR 2ms周期帧结构
5.2ms单周期帧结构(3:1,DDSU)
每2ms里面包含2个全下行时隙D、1个全上行时隙U和1个特殊时隙S,其中特殊时隙配比可设为D:GP:U=12:2:0(GP长度可调整,且大于等于2),如图1-27所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P41_15387.jpg?sign=1739543488-OdUgym1l5CWEkNzoSsm4vJYhOiD275Zr-0-fd39526e9ea410275fe6fdbc881c2eb9)
图1-27 NR 2ms帧结构
6.2.5ms周期帧结构(4:1,DDDDU)
每2.5ms里面包含5个双向时隙,其中4个下行为主时隙、1个上行为主时隙。上行时隙配比为D:GP:U=1:1:12。下行时隙配比为D:GP:U=12:1:1,如图1-28所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P42_16103.jpg?sign=1739543488-0wVUwZf3Km0QfagNKdKjfPNWkFHKRK2j-0-c13e5bbdcae7cf8eb29c2d02292d09ab)
图1-28 NR 2.5ms帧结构
为了降低空口时延,NR引入了自包含帧结构,即一个时隙中同时有下行符号D、保护间隔GP和上行符号U,如图1-29所示。自包含帧能显著降低空口时延,适用于uRLLC业务。
![](https://epubservercos.yuewen.com/318EF0/23721576101960906/epubprivate/OEBPS/Images/Figure-P42_16639.jpg?sign=1739543488-6e3WeMdAcllYjAKXx1c37oU1ePL9Dgrg-0-b9f4d405119f91c9da448b6549659621)
图1-29 NR自包含帧时隙结构(示意图)
格式1:主要用于下行数据传输。时隙由1个下行控制符号、11个下行数据符号、保护间隔GP和1个上行控制符号共14个OFDM符号组成。下行调度、数据传输和HARQ反馈可以在同一个时隙完成。
格式2:主要用于上行数据传输。时隙由1个下行控制符号、保护间隔GP、11个上行数据符号和1个上行控制符号共14个OFDM符号组成。上行调度和数据传输可以在同一时隙完成。