5g帧结构 (说说5g带来的便利)

5G NR与LTE相同,无线帧和子帧的长度固定,帧(Frame)的时间仍然是10ms; 每帧从0~9有10个子帧(Subframe),每个子帧时间为1ms; 每帧有两个半帧,0~4为1个半帧,5~9为1个半帧。但是,同时又为了能够使得5G满足更多的应用场景,5G NR定义了更加灵活的其子构架,即时隙和字符长度可根据子载波间隔灵活定义。

谈谈5g,说说5g带来的便利

从子载波间隔上看,LTE只支持15KHz一种子载波间隔,5G NR支持多种子载波间隔,有15KHz ,30KHz,60KHz,120KHz,240KHz,可参考下图所示。

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另外,1个RB由12个子载波间隔组成。不同子载波间隔,支持RB数量如下表:

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5G NR的中不同的子载波间隔,其对应子帧的时隙(slot)长度也不同。随着子载波间隔变大,时隙长度变小。

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在LTE中,上下行的配置是以时隙也就是子帧为单位,包含上行子帧,下行子帧和特殊子帧,特殊子帧包含上下行转换点,转换周期是5ms或10ms。在5G NR中,上下行配置是以符号为粒度,配置更加灵活。

在正常CP的情况下,每个时隙(slot)却有相同的OFDM符号(symbol)数,都为14个。每个时隙可以为下行符号D,上行符号U和灵活符号X这三种符号。以15kHz为例,OFDM符号长度为66.67微秒,14个OFDM符号总共14*66.67=0.93338ms,1个时隙长1ms,所以剩下的时间就是CP的时间。

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在扩展CP情况下,每个slot的symbol数是12个。

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对于5G NR帧结构而言,还有以下几点:

  • 相位噪声和多普勒频移决定了15kHz作为下限,过小的子载波间隔会对频偏过于敏感,会对不同子载波之间的正交性有一定影响。
  • 在5种不同的子载波间隔中,60kHz不用于同步,240kHz不用于数据传输。60KHz有正常CP和扩展CP两种配置。
  • 对于6GHz以下频段,采用15k、30k、60kHz子载波间隔配置。
  • 对于6GHz以下频段,采用120k、240kHz子载波间隔配置。
  • 循环前缀CP决定了子载波间隔的最大值,因为子载波间隔越大,OFDM符号时长越短,CP也就越短,CP的作用之一是抵抗多径时延,CP要大于最大多径时延,所以过短的CP会无法克服多径时延。
  • 不同的子载波间隔支持物理信道的能力不同。

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  • 5G NR定义了许多不同的时隙格式,后续章节再进一步展开。