1.3.2　無(wú)線幀結(jié)構(gòu)

NR無(wú)線幀長(zhǎng)度為10ms，由10個(gè)子幀構(gòu)成，每個(gè)子幀長(zhǎng)度為1ms，對(duì)應(yīng)1966080T_C。一個(gè)子幀可以包含一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙固定包含14個(gè)OFDM符號(hào)。與LTE最小調(diào)度周期為一個(gè)子幀不同，NR以時(shí)隙（slot）為調(diào)度單位，其時(shí)域長(zhǎng)度靈活可變。NR無(wú)線幀結(jié)構(gòu)如圖1-20所示。

NR的幀結(jié)構(gòu)以時(shí)隙（slot）為粒度，共支持4種時(shí)隙類型。

①Type 1：時(shí)隙中14個(gè)符號(hào)全下行，DL-only slot；

②Type 2：時(shí)隙中14個(gè)符號(hào)全上行，UL-only slot；

③Type 3：全靈活資源，配置為上行或下行，F(xiàn)lexible-only slot；

④Type 4：至少一個(gè)上行或下行符號(hào)，其余靈活配置（自包含時(shí)隙）。

表1-17給出了不同子載波間隔時(shí)，無(wú)線幀、子幀、時(shí)隙長(zhǎng)度和符號(hào)數(shù)間的關(guān)系。

正常CP情況下子載波帶寬配置與時(shí)隙長(zhǎng)度如圖1-21所示。

圖1-20　NR無(wú)線幀結(jié)構(gòu)

表1-17　不同SCS配置對(duì)應(yīng)時(shí)隙長(zhǎng)度（TS38.211表4.3.2-1）

注：μ為5G新引入的變量，不同取值對(duì)應(yīng)不同參數(shù)集合。

圖1-21　正常CP情況下子載波帶寬配置與時(shí)隙長(zhǎng)度

注：表示每個(gè)時(shí)隙符號(hào)數(shù)；表示每個(gè)無(wú)線幀時(shí)隙數(shù)；表示每個(gè)子幀時(shí)隙數(shù)。

NR無(wú)線幀結(jié)構(gòu)支持單周期和雙周期兩種配置方式，其配置參數(shù)由分配周期、下行時(shí)隙數(shù)、下行符號(hào)數(shù)、上行時(shí)隙數(shù)和上行符號(hào)數(shù)組成，由SIB1下發(fā)給UE。

    tdd-UL-DL-ConfigurationCommon -pattern1: {X, x1, x2, y1, y2}
    tdd-UL-DL-ConfigurationCommon -pattern2: {Y, x3, x4, y3, y4}

上下行時(shí)隙配置如圖1-22所示。

圖1-22　上下行時(shí)隙配置示意圖

NR支持的上、下行時(shí)隙配比有8:2、7:3、4:1和3:1四種，其對(duì)應(yīng)的無(wú)線幀結(jié)構(gòu)如下：

①2.5ms雙周期幀結(jié)構(gòu)（7:3，DDDSUDDSUU）；

②5ms單周期幀結(jié)構(gòu)（8:2，7D1S2U）；

③2.5ms單周期幀結(jié)構(gòu)（4:1，3D1S1U）；

④2ms單周期幀結(jié)構(gòu)（3:1，DSDU）；

⑤2ms單周期幀結(jié)構(gòu)（3:1，DDSU）；

⑥2.5ms單周期幀結(jié)構(gòu)（4:1，DDDDU）。

中國(guó)移動(dòng)4.9G、中國(guó)電信3.5G和中國(guó)聯(lián)通3.5G采用2.5ms雙周期幀結(jié)構(gòu)，中國(guó)移動(dòng)2.6G為了兼容LTE采用5ms單周期幀結(jié)構(gòu)。下面分別對(duì)幾種時(shí)隙配比的無(wú)線幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述（子載波帶寬30kHz）。

1．2.5ms雙周期幀結(jié)構(gòu)（7:3，DDDSUDDSUU）

2.5ms雙周期幀結(jié)構(gòu)僅用于FR1頻段。無(wú)線幀中每5ms里面包含5個(gè)下行時(shí)隙D、3個(gè)上行時(shí)隙U和2個(gè)特殊時(shí)隙S，如圖1-23所示。

特殊時(shí)隙采用10:2:2配置時(shí)，該模式可支持最多7個(gè)SSB塊（同步信號(hào)塊）。從容量上來(lái)看，該模式上下行時(shí)隙配比為7:3，能提供的上行吞吐率最大。

圖1-23　NR 2.5ms雙周期幀結(jié)構(gòu)

2．5ms單周期幀結(jié)構(gòu)（8:2，7D1S2U）

5ms單周期幀結(jié)構(gòu)僅用于FR1頻段，每5ms包含7個(gè)下行時(shí)隙D、1個(gè)特殊時(shí)隙S和2個(gè)上行時(shí)隙U。該模式可兼容現(xiàn)網(wǎng)2.6GHz TD-LTE，相對(duì)于LTE有3ms的時(shí)域偏移，如圖1-24所示。

圖1-24　NR 5ms單周期幀結(jié)構(gòu)

為了和LTE兼容，NR特殊時(shí)隙S需配置為6:4:4，可支持最多8個(gè)SSB塊。該模式下行時(shí)隙配比多，上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)少，有利于提高下行吞吐量，不足之處是調(diào)度時(shí)延較大。

3．2.5ms單周期幀結(jié)構(gòu)（3:1，3D1S1U）

2.5ms單周期幀結(jié)構(gòu)適用于FR1和FR2頻段。每2.5ms包含3個(gè)下行時(shí)隙D、1個(gè)特殊時(shí)隙S和1個(gè)上行時(shí)隙U，如圖1-25所示。

該模式下行時(shí)隙配置較多，有利于提高下行吞吐量。與5ms單周期幀結(jié)構(gòu)相比，該模式的不足之處是上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)增多，但可以降低調(diào)度時(shí)延。

圖1-25　NR 2.5ms單周期幀結(jié)構(gòu)

4．2ms單周期幀結(jié)構(gòu)（3:1，DSDU）

每2ms里面包含2個(gè)全下行時(shí)隙D、1個(gè)上行時(shí)隙U和1個(gè)特殊時(shí)隙S，其中特殊時(shí)隙配比可設(shè)為D:GP:U=10:2:2（可調(diào)整），上行時(shí)隙可設(shè)為D:GP:U=1:2:11（GP長(zhǎng)度可調(diào)整），如圖1-26所示。優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為時(shí)延短，但上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)過(guò)多，容易影響性能。

圖1-26　NR 2ms周期幀結(jié)構(gòu)

5．2ms單周期幀結(jié)構(gòu)（3:1，DDSU）

每2ms里面包含2個(gè)全下行時(shí)隙D、1個(gè)全上行時(shí)隙U和1個(gè)特殊時(shí)隙S，其中特殊時(shí)隙配比可設(shè)為D:GP:U=12:2:0（GP長(zhǎng)度可調(diào)整，且大于等于2），如圖1-27所示。

圖1-27　NR 2ms幀結(jié)構(gòu)

6．2.5ms周期幀結(jié)構(gòu)（4:1，DDDDU）

每2.5ms里面包含5個(gè)雙向時(shí)隙，其中4個(gè)下行為主時(shí)隙、1個(gè)上行為主時(shí)隙。上行時(shí)隙配比為D:GP:U=1:1:12。下行時(shí)隙配比為D:GP:U=12:1:1，如圖1-28所示。

圖1-28　NR 2.5ms幀結(jié)構(gòu)

為了降低空口時(shí)延，NR引入了自包含幀結(jié)構(gòu)，即一個(gè)時(shí)隙中同時(shí)有下行符號(hào)D、保護(hù)間隔GP和上行符號(hào)U，如圖1-29所示。自包含幀能顯著降低空口時(shí)延，適用于uRLLC業(yè)務(wù)。

圖1-29　NR自包含幀時(shí)隙結(jié)構(gòu)（示意圖）

格式1：主要用于下行數(shù)據(jù)傳輸。時(shí)隙由1個(gè)下行控制符號(hào)、11個(gè)下行數(shù)據(jù)符號(hào)、保護(hù)間隔GP和1個(gè)上行控制符號(hào)共14個(gè)OFDM符號(hào)組成。下行調(diào)度、數(shù)據(jù)傳輸和HARQ反饋可以在同一個(gè)時(shí)隙完成。

格式2：主要用于上行數(shù)據(jù)傳輸。時(shí)隙由1個(gè)下行控制符號(hào)、保護(hù)間隔GP、11個(gè)上行數(shù)據(jù)符號(hào)和1個(gè)上行控制符號(hào)共14個(gè)OFDM符號(hào)組成。上行調(diào)度和數(shù)據(jù)傳輸可以在同一時(shí)隙完成。