5GNR帧结构

无线帧


[5G NR的时频资源 - 知乎](https://zhuanlan.zhihu.com/p/401709078)
[5g支持的调制方式与编码技术有哪些_5G为什么这么快？_罗宾老师的博客-CSDN博客](https://blog.csdn.net/weixin_29901799/article/details/113040878)

NR无线帧长度定义为10ms，一个无线帧包含10个子帧（Subframe），每个子帧长度为1ms。

与LTE之间的区别：NR的子帧仅作为计时单位，不作为基本的调度单元，帧和子帧不过是度量时间的标尺而已，在5G系统中并没有实际的作用，目的是支持更加灵活的资源调度方式，

一个子帧进一步分割为若干个时隙，具体的个数取决于子载波的间隔。无论子载波间隔多大，一个时隙都包括14个OFDM符号，也就是说，子载波间隔越大，即频率越高，一个时隙包括的符号一下就没了，实际的时间长度越短。

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OFDM符号是时域的最小单位，用户的数据正是在这一个个符号上发送的。每个符号根据调制方式的不同，可以携带不同数量的比特。

物理过程：用户数据–CRC添加–码块分段–码块连接–速率匹配–交织–加扰–QAM调制–功控–MIMO编码–资源映射–天线输出

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

Type 3：全灵活资源，Flexible-only slot，每个符号灵活多变

Type 4：至少一个上行或下行符号，其余灵活配置，有多种配置，如下

NR系统支持四级时隙配比的配置方案，依次从第一级到第四级，其中第一级和第二级采用半静态配置，在网管中配置后保持恒定，第三级和第四级可以实现动态配置也可以采用半静态配置。

第一级别：Cell-specificRRC信令半静态配置。

通过SIB1：UL-DL-configuration-common和UL-DL-configuration-common-Set2下发

第二级别：UE-specificRRC信令半静态配置

高层信令：UL-DL-configuration-dedicated中下发

第三级别：UE-groupSFI信令动态配置。在DCIformat2_0之中下发

第四级别：UE-specificDCI信令动态配置。在DCI format 0，1之中下发

帧结构

主流的FDD帧格式：对于FDD模式来说，由于下行和上行采用不同的频率，下行频率上所有的子帧都用于下行，上行频率上所有的子帧自然也都用于上行。

主流的TDD帧格式：TDD帧格式 = 若干个下行时隙 + 1个灵活时隙 + 若干个上行时隙。在上述的TDD帧结构中，可以有3种类型的时隙：下行时隙(D)，上行时隙(U)，以及灵活时隙(S)。其中，下行时隙可以有多个，每个时隙中的14个符号全部配置为下行；上行时隙也可以有多个，每个时隙中的14个符号全部配置为上行。灵活时隙只有一个，作为下行和上行的转换点，其内部的部分符号用作下行，部分符号用作上行，上下行符号之间还可以配置不发送数据的间隔符号。

重点！！：TDD在实现上要比FDD复杂，但是目前5G的主流频段都用的是TDD模式

典型的TDD帧结构：

option1和option2使用的2.5m来自于E1线路标准，其中我国对应是每一帧为125us，这里一共20帧，就是2.5ms，是通过时隙来分隔的

典型帧结构 option1：2.5ms双周期帧结构

DDDSUDDSUU DDDSUDDSUU
两个周期，上半周期与下半周期不一样
20个时隙，其中D下行时隙，U上行时隙，S特殊时隙
下行时隙由下行符号构成，上行时隙由上行符号构成，特殊时隙由下行+上行+特殊符号构成。
S时隙默认10:2:2；可以根据组网覆盖需求和干扰情况配置为9:3:2/8:4:2/12:2:0

典型帧结构 option2：2.5ms单周期帧结构

DDDSUDDDSU DDDSUDDDSU
与上面的不同在于两个周期，上半与下半相同
S时隙默认10:2:2；可以根据组网覆盖需求和干扰情况配置为9:3:2/8:4:2/12:2:0

典型帧结构 option3：2ms单周期帧结构

DDSUDDSUDDSUDDSUDDSUDDSU
S时隙默认12:2:0；可以根据组网覆盖需求和干扰情况配置为9:3:2/8:4:2/10:2:2

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三种帧结构覆盖分析
- 2.5ms单/双周期帧结构最大支持7个SSB波束
- 2ms单周期帧结构最大支持5个SSB波束发送
- 2.5ms双周期=2.5ms单周期>2ms单周期
- SSB同步广播块，SSB个数越多，波束越窄，覆盖能力越强
三种帧结构时延分析

时延差异不大，均可满足eMBB场景的4ms时延指标
三种帧结构容量分析
- 下行容量：2.5ms单>2ms单>2.5ms双
- 上行容量：2.5ms双>2ms单>2.5ms单
- 灵活配置
三种帧结构抗干扰分析
- GP保护间隔
- 干扰距离：GP时间C光速
- URLLC场景NR典型帧结构：全自包含时隙–高可靠低时延
- 中国移动eMBB帧结构：5ms单周期帧结构DDDDDDSUU

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时频资源

定义：在频域内，无论子载波间隔是多少，都可以将连续的12个子载波定义为一个物理资源块(PRB)。子载波间隔越大，一个PRB对应的实际带宽越大，及在一个PRB内定义的参考信号图样将适用于所有的子载波间隔，不必为每个子载波间隔单独进行设计。此外，PRB是资源在频域内进行分配的基本单位，将PRB固定为12个子载波也将使得不同子载波的数据间的FDM和TDM复用更加容易实现。

如果一个载波内存在不同子载波间隔数据的时频域复用，不同子载波间隔的PRB构成的PRB网格之间相互独立。也就是说，每个子载波间隔的PRB独立地从最低频率到最高频率进行编号。一种子载波间隔为UE分配了资源，UE不需要知道其他子载波间隔的资源分配情况就可以确定资源。不同子载波间隔的PRB网格之间呈嵌套关系，即不同子载波间隔的PRB网格之间相互为超集或者子集的关系。PRB网格的例子如图2所示
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NR支持100MHz（400MHz）系统带宽，提供极高速率的数据传输。同时，NR允许UE只工作在系统带宽的一部分（BWP，BandWidth Part），例如20MHz，主要的考虑有以下两个。

① 终端能力的限制：支持大带宽对UE的功耗和成本等都是比较大的挑战，由于实现能力的限制，部分UE可能选择仅支持较小的带宽传输。

② 节能的考虑：即使UE能支持大带宽传输，在不必要时（如业务量不高时），UE可以关闭部分射频通道以降低功耗。

频域中常见的专有名词

RE（Resource Element）
物理层最小粒度的资源，频域1个子载波，时域1个OFDM符号。（这里可能初学者来说不能理解为什么这么设计，后面的文章中会解释）

RB（Resource Block）
数据信道资源分配的频域基本调度单位。频域上是12个子载波，是一个频域概念，没有定义时域。

RG（Resource Grid）
物理层资源组，上下行分别定义（每个Numerology都有对应的RG定义）。频域上为传输带宽内可用的RB资源个数 NRB，时域上为1个子帧。

帧的长度都是固定的吗，根据什么标准来的
上面提到的E1还有无线帧的标准为什么不一样
还有子载波具体指代什么还不清楚
所谓的频域分析，到底是?

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