我國5g主流幀結構有哪些（一文讀懂5G幀結構）

2023-09-20 12:11:15 2

引言

就最基本的幀結構而言，5G和4G之間有著非常大的差異，讓初學者很苦惱，5G淡化了4G中的子幀的概念且時隙成為了最基本的調度單位，另外由於5G要支持多種多樣的部署場景，適應從1GHZ到毫米比的頻譜範圍，因此5G幀結構最大的特點就是支持靈活的幀結構。本文通過介紹4G和5G的差異性以及5G幀結構的基本原理，讓初學者能儘快掌握5G幀結構知識，也為學習5G物理層打下良好的基礎。

圖1

1. 幀結構的基本概念

（1） 幀，幀長

幀（數據幀）是數據鏈路層的協議數據單元，它包括三部分：幀頭、數據部分和幀尾。其中幀頭和幀尾包含一些必要的控制信息，數據部分則包含網絡層傳下來的數據，5G的幀長和4G一樣，都是10ms。

(2) 子幀，子幀長

每個幀可分為10個子幀，5G和4G的每個子幀都為1ms。

(3) 子載波

子載波是頻域上的最小單位，在4G中子載波間隔固定為15KHZ且4G只支持一種子載波間隔SCS，而5G定義的最基本的子載波間隔也是15KHZ，但可靈活擴展。所謂可靈活擴展，即5G子載波間隔可定於為2的u次方*15HZ(具體參考圖2)

圖2

也就是說子載波間隔可以設置為15KHZ、30KHZ和60KHZ等等，其上限和下限分別是240KHZ和15KHZ(這裡的上限和下限分別由循環前綴CP和相位噪聲 都卜勒效應決定)

(4) 時隙

時隙是時域上的最小單位，在4G中每個時隙周期為0.5ms且一個子幀包含2個時隙，而5G隨著子載波間隔變大，時隙長度會變小（如圖3所示）

圖3

說到這裡5G幀結構就長這個樣子（如圖4所示）

圖4

那麼4G和5G幀結構有什麼相同和不同之處呢？5G無線幀和子幀長度固定，從而更好的保持4G/5G間共存，利於4G和5G共同部署模式下時隙和幀結構同步，簡化小區搜索和頻率測量；同時5G定義了靈活的子載波間隔，時隙和字符長度可根據子載波間隔靈活定義，適應多種業務。

2.時隙格式

3GPP 38.211（從2.0.0開始）定義了許多不同的時隙格式。這種概念與傳統的LTE TDD的幀配置相類似，但是又有很多不同點：

（1）在NR時隙格式中，上下行業務是以符號作為轉換點（在LTE TDD中，上下行業務是以子幀作為轉換點）

（2）與LTE TDD上下行子幀配置相比，在NR時隙格式中，上下行符號配置類型更多

(3) 儘管所有時隙格式看起來都像TDD結構，但這些也可以部署在FDD模式

圖5