5G/NR 帧结构
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在学术界和3GPP中对帧结构进行了长时间的讨论，现在我们就NR（5G）无线电帧的外观达成了非常明确的协议。在本页中，我将描述3GPP规范（38.211）中规定的NR帧结构。如果您对这些长期讨论和历史记录感兴趣，这些规范出于个人兴趣和研究而出现，请参阅5G帧结构候选页面。
1 Numerology – 子载波间隔
2 Numerology – slot时隙
3 Numerology – 支持的信道
< 38.300-Table 5.1-1: Supported transmission numerologies and additional info.>
Numerology | Subcarrier Spacing (kHz) | CP type | Supported for Data (PDSCH, PUSCH etc) | Supported for Sync (PSS,SSS,PBCH) | PRACH |
N/A | 1.25 | No | No | Long Preamble | |
N/A | 5 | No | No | Long Preamble | |
0 | 15 | Normal | Yes | Yes | Short Preamble |
1 | 30 | Normal | Yes | Yes | Short Preamble |
2 | 60 | Normal,Extended | Yes | No | Short Preamble |
3 | 120 | Normal | Yes | Yes | Short Preamble |
4 | 240 | Normal | No | Yes |
4 OFDM Symbol Duration（OFDM符号持续时间）
Parameter / Numerlogy (u) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
Subcarrier Spacing (Khz) | 15 | 30 | 60 | 120 | 240 |
OFDM Symbol Duration (us) | 66.67 | 33.33 | 16.67 | 8.33 | 4.17 |
Cyclic Prefix Duration (us) | 4.69 | 2.34 | 1.17 | 0.57 | 0.29 |
OFDM Symbol including CP (us) | 71.35 | 35.68 | 17.84 | 8.92 | 4.46 |
5 Numerology – 采样时间
可以根据Numerogy（即，子载波间隔）不同地定义采样时间，并且在大多数情况下使用两种类型的定时单元Tc和Ts。
- Tc = 0.509 ns
- Ts = 32.552 ns
6 Radio Frame Structure-无线帧结构
如上所述，在5G / NR中，支持多个numerologies（像子帧间隔的波形配置），并且无线电帧结构根据数字学的类型而略微不同。然而，无论数字学如何，一个无线电帧的长度和一个子帧的长度是相同的。无线帧的长度始终为10 ms，子帧的长度始终为1 ms。
那么应该有什么不同以适应不同numerology的物理属性？anwer是在一个子阵列中放置不同数量的slot。数字学还有另一个不同的参数。它是slot中的符号数。但是，slot中的符号数不会随numerology而变化，只会随slot配置类型而变化。对于slot配置0，slot的符号数始终为14，对于slot配置1，slot的符号数始终为7。
现在让我们来看看每个numerology和slot的无线电帧结构的细节。
< Extended CP, Numerology = 2 >
7 Slot Format
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，如果针对DL或UL配置子帧（等同于NR中的时隙），则子帧内的所有符号应当用作DL或UL。但是在NR中，时隙内的符号可以通过以下各种方式配置。
- 我们不需要使用时隙内的每个符号（这可以是LAA子帧中的类似概念，其中仅一部分子帧可以用于数据传输）。
- 单个时隙可以分成多个连续符号段，可用于DL，UL或Flexible。
理论上，我们可以考虑在时隙内DL符号，UL符号，灵活符号的几乎无限数量的可能组合，但3GPP在时隙内仅允许61个预定义符号组合，如下表所示。这些预定义的符号分配称为Slot Format。（有关如何在实际操作中使用这些slot格式的详细信息，请参阅slot格式组合页面）。
<38.213-Table 11.1.1-1: Slot formats for normal cyclic prefix>
D : Downlink, U : Uplink, F : Flexible
为什么我们需要这么多不同类型的slot格式？显然，这不仅仅是让你的工作变得困难:)。特别是对于TDD操作，使NR调度变得灵活。通过应用时隙格式或按顺序组合不同的时隙格式，我们可以实现各种不同类型的调度，如下例所示（这些示例基于5G NEW RADIO：为未来设计（爱立信技术评论））
8 Resource Grid
NR的资源网格定义如下。如果您只是看一下图片，您会认为它几乎与LTE资源网格相同。但是物理dimmension（即，子载波间隔，无线电帧内的OFDM符号的数量）在NR中根据数字学而变化。
下行链路和上行链路的资源块的最大和最小数量定义如下（这与LTE不同）
< 38.211 Table 4.4.2-1: Minimum and maximum number of resource blocks.>
下面是表格，我将表4.4.2-1的下行链路部分转换为频率带宽，以便了解UE / gNB需要支持单载波的最大RF带宽。
u | min RB | Max RB | sub carrier spacing (kHz) | Freq BW min (MHz) | Freq BW max (MHz) |
0 | 24 | 275 | 15 | 4.32 | 49.5 |
1 | 24 | 275 | 30 | 8.64 | 99 |
2 | 24 | 275 | 60 | 17.28 | 198 |
3 | 24 | 275 | 120 | 34.56 | 396 |
4 | 24 | 138 | 240 | 69.12 | 397.44 |
