1、5G 帧结构解析 发布时间：2017-08-23 10:33:15 来源：网优雇佣军 标签：5G 帧结构时延分享到： 3GPP 正在定义 5G NR(New Radio)的物理层，相对于 4G，5G 最大的特点是支持灵活的帧结构。WHY？因为 5G 要支持更多的应用场景，其中，超高可靠低时延（URLLC）是未来 5G 的关键服务，需要比 LTE 时隙更短的帧结构。这是怎样的一种帧结构呢？1 NumerologyNumerology 这个概念可翻译为参数集，大概意思指一套参数，包括子载波间隔，符号长度，CP 长度等等。5G 的一大新特点是多个参数集（Numerology），其可混合和同时使用。N
2、umerology 由子载波间隔（subcarrier spacing）和循环前缀（cyclic prefix）定义。在 LTE/LTE-A 中，子载波间隔是固定的 15kHz，5G NR 定义的最基本的子载波间隔也是 15kHz，但可灵活可扩展。所谓可灵活扩展，即 NR 的子载波间隔设为 15*(2m) kHz，m -2, 0, 1, ., 5，也就是说子载波间隔可以设为3.75kHz、7.5kHz、15kHz、30kHz、60kHz、120kHz.（如下表）：2 帧结构对于 5G 帧结构，由固定结构和灵活结构两部分组成。如上图，与 LTE 相同，无线帧和子帧的长度固定，从而允许更好的保持
3、LTE 与NR 间共存。这样的固定结构，利于 LTE 和 NR 共同部署模式下时隙与帧结构同步，简化小区搜索和频率测量。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灵活定义。3 Mini-Slots5G 定义了一种子时隙构架，叫 Mini-Slot。Mini-slots 主要用于超高可靠低时延（URLLC）应用场景。如上图（红色方框），Mini-Slot 由两个或多个符号组成（待进一步研究），第一个符号包含控制信息。对于低时延的 HARQ 可配置于 Mini-Slot 上，Mini-Slot 也可用于快速灵活的服务调度，估计仅一些 5G 终端支持 Mini-Slot
4、。4 同步信号为了连接网络，5G UE 需执行初始小区搜索，其主要目的：寻找信号最强的小区来连接获取系统帧 timing，即帧的起始位置确定小区的 PCI解调参考信号为了支持小区搜索，需用到 PSS（Primary Synchronization Signal，主同步信号）和 SSS（Secondary Synchronization Signal，辅同步信号）。PSS 和 SSS 在同步信号块（Synchronisation Signal Block）里传输，与PBCH（物理广播信道）一起，配置于固定的时隙位置，如下图：在初始小区搜索期间，UE 通过匹配滤波器对接收信号和同步信号序列进行相关
5、，并执行以下步骤：1）发现主同步序列，获得符号和 5ms 帧 timing。2）发现辅同步序列，检测 CP 长度和 FDD / TDD 双工模式，并从匹配滤波器结果中获得准确的帧 timing，从参考信号序列索引获取 CI。3）解码 PBCH 并获得基本的系统信息。为了支持波束扫描，同步信号块被组织成一系列脉冲串（burst），并周期性发送。5 PBCH（物理广播信道）PBCH 向 UE 提供基本的系统信息，任何 UE 必须解码 PBCH 上的信息后才能接入小区。例如，PBCH 提供的信息包括（待进一步讨论）：下行系统带宽无线电帧内的定时信息同步信号脉冲发送的周期性系统帧号其他较高层信息（待进
6、一步讨论）其他广播信息被映射到共享信道上。6 同步信号和 PBCH 的映射目前，3GPP 正在讨论同步信号和 PBCH 如何映射到物理资源。一种可能的映射如下图：PSS/SSS/PBCH 只有 4 个符号，这样可确保快速的获得时间。 PSS/SSS 的保护带确保减少干扰。 所有 5G UE 都必须支持 24 个 PRB 的带宽。同步信号块带宽取决于子载波间隔，如下图所示：7 系统信息系统信息获取采用分级的方式。 基本小区配置信息由 PBCH 提供，共享信道进一步提供更多的系统信息。完整的信息可以通过以下步骤获得：1）UE 读取提供基本小区配置的 PBCH，并找到下行控制信道（其调度共享信道）。2）UE 读取为所有其他系统信息块提供调度信息的最小系统信息。3）UE 读取其他所需的系统信息。4）UE 请求系统信息，例如，仅与特定 UE 相关的系统信息。参考：3GPP TS 38.201, TS 38.202, TS 38.211, TS 38.212, TS 38.213, TS 38.214, TS 38.215
