5G无线帧基本架构

5G无线帧基本架构

移动通信中,数据在无线网络上是以帧(Frame)为单位进行传输的,其实就是数据传输的时间单位而已。

帧一般占用的时间很短,比如LTE一个无线帧才10ms,子帧更是仅有1ms,这样便可以实现1s内给多个用户的数据分配不同的子帧去传输数据,由于子帧切换非常快(LTE TTI=1ms)用户感觉自己是在实时传输。

与LTE相同,5G无线帧和子帧的长度固定,从而允许更好的保持LTE与NR间共存。不同的是,5G NR定义了灵活的子构架,时隙和字符长度可根据子载波间隔SCS灵活定义。

无线帧=10(ms)

子帧=1(ms)

时隙=12/14个符号周期 (ms)

符号周期=1/SCS +CP长度 (ms)

与4G LTE相比,5G NR支持多种不同类型的子载波间隔。5G采用u这个参数来表述载波间隔,比如u=0代表等同于LTE的15kHz,其他的各项配置如下图所示。

根据公式 符号周期=1/SCS +CP长度,我们可以知道随着u的变化,符号周期成比例变化,相应的CP也成比例变化。即随着子载波间距的增大,时隙会变短。

当NR SCS=15khz时,此时NR时隙=14个符号=1ms

当NR SCS=30khz时,此时NR时隙=14个符号=0.5ms

当NR SCS=60khz时,此时NR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时隙=14个符号=0.125ms

当NR SCS=240khz时,此时NR时隙=14个符号=0.0625ms

LTE 按子帧进行调度不同的是,时隙是NR的基本调度单位,更高的子载波间隔导致了更小的时隙长度,因而数据调度粒度就更小,更适合于时延要求高的传输。

(此外5G定义了一种子时隙构架,叫Mini-Slot。Mini-slots主要用于超高可靠超低时延(URLLC)应用场景。Mini-Slot由两个或多个符号组成,第一个符号包含控制信息。

对于低时延的HARQ以及快速灵活的调度可配置于Mini-Slot上,Mini-Slot也可以用于模拟波束赋形以及非授权频谱的部署,目前仅一些5G终端支持Mini-Slot。)

当然并不是所有频段支持的SCS均相同,频段及支持的SCS如下:

5G时隙配置

和LTE相比,NR子帧具有灵活性和多样性:NR中引入了灵活时隙的概念,可以针对不同的UE进行动态调整,可以调整到符号级别。NR中Slot类型更多,支持更多的场景和业务类型。

时隙Slot基本构成:

Downlink,D,用于下行传输;

Flexible,X,可用于下行传输,上行传输以及GP(相当于LTE的特殊子帧S)

Uplink,U,用于上行传输

Slot类型

Type 1:全下行,DL-only slot,12/14个符号每个符号都用于下行

Type 2:全上行,UL-only slot,12/14个符号每个符号都用于上行

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