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1-16所示。
图1-16 NR无线帧结构
NR的帧结构以时隙(slot)为颗粒度,共支持3种时隙类型。
● Type1:DL-only slot,时隙中14个符号全下行。
● Type2:UL-only slot,时隙中14个符号全上行。
● Type3:Flexible slot,灵活时隙,可用于上行或下行链路的数据传输。
不同SCS配置对应时隙长度见表1-18。
表1-18 不同SCS配置对应时隙长度
注:1.µ为子载波带宽配置索引。
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{X,Y}、下行时隙数{x1,x3}、下行符号数{x2,x4}、上行时隙数{y1,y3}和上行符号数{y2, y4}组成,由SIB1下发给UE。
(TDD上行下行公共配置 -模式1){X,x1,x2,y1,y2}。
(TDD上行下行公共配置 -模式2){Y,x3,x4,y3,y4}。
上下行时隙配置示意如图1-17所示。
图1-17 上下行时隙配置示意
目前,中国移动4.9GHz、中国电信3.5GHz和中国联通3.5GHz采用2.5ms双周期帧结构,中国移动2.6GHz为了兼容LTE采用5ms单周期帧结构。
(1) 2.5ms双周期帧结构(7 : 3,DDDSUDDSUU)
该帧结构仅用于FR1频段。无线帧中每5ms里面包含5个下行时隙、3个上行时隙和2个特殊时隙,NR 2.5ms双周期帧结构(SCS=30kHz)如图1-18所示。
特殊时隙采用10 : 2 : 2配置时,可支持最多7个SSB块(同步信号块)。容量上来看,该模式下行和上行时隙配比为7 : 3,能提供的上行吞吐率最大。
图1-18 NR 2.5毫秒双周期帧结构(SCS=30kHz)
(2) 5ms单周期帧结构(8 : 2,7D1S2U)
该帧结构仅用于FR1频段,每5ms里面包含7个下行时隙D、1个特殊时隙S和2个上行时隙U,即7D1S2U。可兼容现网2.6GHz TD-LTE,相对于LTE有3ms的时域偏移, NR 5ms单周期帧结构(SCS=30kHz)如图1-19所示。
图1-19 NR 5ms单周期帧结构(SCS=30kHz)
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,但是调度时延较大。
(3)自包含帧结构
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,以及ACK/SRS符号,可以在同一时隙内实现上行和下行调度,NR自包含帧时隙结构示意如图1-20所示。自包含帧能显著降低空口时延,适用于uRLLC业务。
在图1-20中,格式1主要用于下行数据传输。其时隙由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-ACK反馈可以在同一个时隙完成。
图1-20 NR自包含帧时隙结构示意
格式2主要用于上行数据传输。其时隙由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。需要说明的是,上行调度和数据传输可以在同一时隙完成。