本篇主要講述5G的基礎知識——基礎參數及幀結構

1、子載波間隔：

我們知道LTE中子載波間隔是固定的15kHz，但NR中采用了更加靈活的子載波間隔，如下表：

我們可以把它叫做numerology，也就是說NR中有5種不同的子載波間隔，每種子載波間隔給它起個編號，從0到4，對應的子載波間隔分別是15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz。也就是說：

• 5G中子載波間隔是15kHz的2的冪次方倍的擴展。這樣方便不同子載波間隔的OFDM符號在時域上可以實現幀對齊，這對于TDD來說比較重要。
• 相位噪聲和多普勒頻移決定了15kHz這個下限，過小的子載波間隔會對頻偏過于敏感，會導致不同子載波之間的正交性遭到破壞。
• 循環前綴CP決定了子載波間隔的最大值，因為子載波間隔越大，OFDM符號時長越短，CP也就越短，CP的作用之一是抵抗多徑時延，CP要大于最大多徑時延，所以過短的CP會無法克服多徑時延。

2、幀結構

LTE中每幀固定10ms，一幀中包含10個子幀，每個子幀1ms，一個子幀中固定有14個OFDM符號。NR中延續了LTE的幀長，主要是考慮到LTE還將長期存在，所以要考慮NR與LTE的兼容性。NR幀長10ms，包含10個子幀，每個子幀1ms，10個子幀前5個構成前半幀，后5個構成后半幀。
NR中子幀中包含的時隙個數與子載波間隔有關，不同子載波間隔情況下每個子幀中包含的時隙可以看前面那個表格，15kHz、30kHz、60kHz、120kHz、240kHz子載波間隔下每個子幀分別包含1 2 4 8 16個時隙，每個時隙中包含14個OFDM符號，但60kHz情況下的擴展CP除外，因為60kHz的子載波間隔可以配置擴展CP，每個時隙中包含12個OFDM符號。在5種不同的子載波間隔中，60kHz不用于同步，240kHz不用于數據傳輸。
不同子載波間隔下，OFDM符號長度也不同。在時域上符號長度為T的子載波，通過傅里葉變換，在頻域就是一個sinc函數，該sinc函數會在頻率1/T處過0，而一個OFDM符號內的各個子載波就相當于是一個sinc函數在頻域上的平移，平移的量就是子載波間隔。所以想要不同的子載波正交，一個sinc函數的最高點就要出現在其他sinc函數的0點，那么符號長度T與子載波間隔u之間的關系為

所以不同子載波間隔下OFDM符號長度分別如下：

就以15kHz為例，OFDM符號長度為66.67微秒，14個OFDM符號總共14*66.67=0.93338ms，1個時隙長1ms，所以剩下的時間就是CP的時間。

3、時隙格式：

在LTE中，上下行的配置是以時隙也就是子幀為單位，下表是LTE TDD的7種配置，表中U表示上行子幀，D表示下行子幀，S表示特殊子幀，包含上下行轉換點，轉換周期是5ms或10ms。

在NR中，上下行配置是以符號為粒度，配置更加靈活。具體的配置過程如下：
①首先配置小區半靜態上下行配置
高層提供參數TDD-UL-DL-ConfigurationCommon，該參數中包含參考子載波間隔u（reference SCS configuration）和pattern1，pattern1中又包含

• 時隙配置周期（slot configuration period） P ms
• 下行時隙數Dslots（number of slots with only downlink symbols）
• 下行符號數 Dsym（number of downlink symbols）
• 上行時隙數Uslots（number of slots with only uplink symbols）
• 上行符號數Usym（number of uplink symbols）
  其中配置周期P=0.625ms僅對120kHz子載波間隔有效，P=1.25ms僅對60和120kHz子載波間隔有效，P=2.5ms僅對30 60和120kHz子載波間隔有效。那么一個配置周期就可以通過公式S=P*2u得知該周期包含多少時隙。在這些時隙中，前Dslots個時隙是下行時隙，接著是Dsym個下行符號，接著是Usym個上行符號，最后是Uslots個上行時隙。S個時隙中配置完上下行之后，剩下的就是靈活符號X。
  如果參數同時給了pattern1和pattern2，則可以連續配置兩種不同的時隙格式，pattern2中的參數形式和pattern1類似。

②然后配置小區專用上下行配置
如果在①中配置的基礎上，進一步提供了高層參數 TDD-UL-DL-ConfigDedicated，那么該參數可以配置參數TDD-UL-DL-ConfigurationCommon配置的靈活符號。也就是說①中配置的上下行符號不可以改變，但靈活符號可以被TDD-UL-DL-ConfigDedicated重寫。
該參數提供一系列時隙配置，對于每個時隙配置，提供時隙索引slot index和符號配置，對于slot index指定的slot，其：

• if symbols = allDownlink, all symbols in the slot are downlink
• if symbols = allUplink, all symbols in the slot are uplink
• if symbols = explicit, nrofDownlinkSymbols provides a number of downlink first
  也就是說如果是explicit，那么參數nrofDownlinkSymbols 提供下行符號的數量，nrofUplinkSymbols 提供上行符號的數量，下行符號在最前面，上行符號在最后面，如果參數nrofDownlinkSymbols 未被提供，則沒有下行符號，如果nrofUplinkSymbols 未被提供，則沒有上行符號。配置完之后若還有剩余，則剩余的符號還是靈活符號X。②中的參考子載波間隔reference SCS configuration與①中相同。

③動態DCI上下行配置
動態DCI實現的上下行配置通過DCI format 2-0實現，或者直接通過DCI format 0-0 0-1 1-0 1-1的上下行數據調度直接實現。DCI format 2-0專門用作SFI指示。SFI主要根據單時隙可支持的時隙格式，實現周期的幀結構配置，也就是從收到DCI format 2-0開始，持續PDCCH monitoring period個slot，這些slot都按照這個DCI中的SFI（slot format indicator）的指示來配置。單時隙支持的最大格式數為256個，已經標準化的格式為56個，可以直接參考協議38213 表11.1.1-1，下面截取表格的一部分：

如果上面的幾種情況有沖突時，覆蓋規則為：
①中配置的上下行不可改變，靈活符號可以被②或③改變；②中配置的上下行可以被③改變。
也就是說小區半靜態配置是一個框架性的結構，小區專用上下行配置和DCI上下行配置是在這個基礎上進行進一步的靈活配置。當基站希望采用更加固定的幀結構時，小區半靜態上下行配置可以分配盡可能多的上下行符號，當基站希望幀結構更加靈活時，小區半靜態配置可以盡量多的留一些靈活符號。
被①和②配置為上行的符號，UE不希望后續DCI或高層信令指示來發送下行內容，反之亦然。未被小區公共半靜態配置和小區專用半靜態配置配置為上下行的符號，當DCI和高層指示不沖突時，若指示用作上行發送則進行上行發送，指示為下行發送則進行下行發送。如果高層指示為上行發送，但DCI指示為下行，則UE不進行上行發送，反之亦然。如果高層指示為上行發送，DCI未做任何指示，則可以進行上行發送，下行也一樣。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的5G NR基础参数及帧结构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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