资源描述
,#,5G,无线通信系统的帧结构猜测,5G无线通信系统的帧结构猜测,1,目录,概述,5G,帧结构的需求,为什么是短帧？,决定帧结构的因素,符号长度和子帧间隔,子,帧结构,控制信,道,和参,考,信号,子,帧结构,控制域和数据域,目录概述,2,1,，概述,1，概述,3,现,在,还没有正式的国际标准来定,义,5G,的帧,结构，爱立信,和,METIS,的,研究会,发,表,过,一些 研究结果。,有,一点已经达成共识,：,5G,的子,帧,subframe,长度明,显,比,4G,LTE,短,（,LTE,中,1,个,子,帧,1,毫,秒；,1,个,帧,10,毫秒）。,2016,年,4,月,，,3GPP,RAN,WG,在,Busan,开会,正 式发布了很多关,于,5G,的,Tdocs,。,现在还没有正式的国际标准来定义5G的帧 结构，爱立信和MET,4,2,，,5G,帧结构的需求,2，5G帧结构的需求,5,5G,帧结构的需求,主要组,件,:,TTI,(Transmission,Time,Interval),和子帧,(Subframe),允许在处理不同,的,业,务,时,具,有,可,扩,展,性,支持不同业务,(eMBB,mMTC,URLLC),的,复用,支持用户复用，,包,括,基,站,和,UE,之,间的,uplink/downlink,复,用,和,UE,和,UE,之,间,的,sidelink,复 用,支持最大限度的,物,理,层,特,性,，,比,如,非,常,宽,或,者,非常 窄的带宽（包,括,TDD,和,FDD,sub-6,Ghz,频,段,和,毫,米 波,（mmWave）,频段,充分利,用,TD,D,的,信,道,互,易,特,性,（,ch,a,nne,l,reciprocity）,(,使用频繁,的,探,测,机,会,),5G帧结构的需求主要组件:TTI(Transmissio,6,5G,帧结构的需求（续）,支持动,态,TDD,分,配,（,基,于,对,源,对,（source,pairs）和目的对,（destination,pairs）,之,间,的,干,扰,管,理,支,持允许同,一,个,子,帧,内,的,传,输,和,ACK/NACK,的,独,立子 帧,支持有单个交错,结,构,的,独,立,子帧,有可能支持有多,个,交,错,结,构,的,独,立,子,帧,（,为,了,满足,前向,兼,容,性,，,以,及,受,制于,目,标,时,延,的,信,令,开销,限,制）,源通信端和目的,通,信,段,之,间,的,short,intermediate,round通,信,可,以,发,生,在,一,个,子,帧内,支持聚合载波之,间,的,紧,耦合,5G帧结构的需求（续）支持动态TDD分配（基于对源对（sou,7,3,，,为什么是短帧？,3，为什么是短帧？,8,为什么需要短帧？,4G,LTE,要求满足几,十,100,毫,米,的时,延,，,对应的子帧长度,是,1,毫秒,满足,5G,的短时延需,求,1,毫,秒左右,因此,5G,的子帧长度一定远小,于,1,毫秒,为什么需要短帧？4G LTE要求满足几十100毫米的时延,9,为什么需要短帧？,如果子帧长度,是,0.5,ms,?,单信令,时,OK,。,如果某个业务涉及多个信令消息的,交,互，,就会有问题，比如：,UE,-,NW,:,Scheduling,Request,UE,NW,:,Data,Transmission,UE,-,NW,:,ACK/NACK,为什么需要短帧？如果子帧长度是0.5 ms?单信令时OK,10,为什么需要短帧？,与,5G,的工作频段有关：如,果,OFDM,工作在高频,段，如毫米波段，则很难维持,象,15KHz,这样小,的子载波间隔（多普勒频移或晶振偏移等影 响），因此如,果,5Gfrequency,drift,happens,it,would,get,easily,ove,继续使用,OFDM,，,其子载波,间隔一定远大于,如果子载波间隔变大，则符号长度一定变小,（频域和时域的反比例关系）；因此如果一个,子帧中的符号数量不变，则子帧的长度一定变,短,为什么需要短帧？与5G的工作频段有关：如果OFDM工作在高频,11,4,，,决定帧结构的因素,4，决定帧结构的因素,12,决定帧结构的因素,子帧结构的频率带宽？,每个子帧中有几个符号？,子载波的数量？,决定帧结构的因素子帧结构的频率带宽？,13,决定帧结构的因素,3GPP,TDoc,R1-162204,(,7,),and,R-162157(,8,).,子载波间,隔,:,建议取值是,Delta_f,*,2K,。这样能获得较,好的复用效率。子载波间隔因频段,和,UE,移动速度而,异。,每个,TTI,的符号数量,：,建议每,个,TTI,有,2M,个符号。这是,为 确 保 实 现,URLLC,(Ultra,Reliable,Low,Latency,Communication),，,提,高,TTI,处理的灵活性。,CP,长,度,:,CP,长度取决于部署模式（室外或者室内）、频,段、业务类型（单播或者广播）以及是否使用波束赋型,TTI,长,度,:,TTI,长度取决于业务类型（不同业务有不同的 时延需求），或者应用于下行链,路,/,上行链,路,/sidelink.,决定帧结构的因素3GPP TDoc R1-162204(,14,决定帧结构的因素,决定帧结构的因素,15,5,，,符号长度和子帧间隔,5，符号长度和子帧间隔,16,符号长度和子帧间隔,这个例子被设计成兼容现有 的,LTE,网,络,.,共,有,3,种子载波间 隔：,第,1,种是现在,的,LTE,网络 使用的子载波间隔和符号长 度；,第,2,种的子载波间隔是第,1,种的,5,倍，,即,75KHz,，,而符号 长度只,有,1/5,，,即,1ms,内,有,70,个符号,；,第,2,种的子载波间隔 是第,1,种,的,40,倍，,即,600KHz,，,而符号长度只,有,1/,4,0,，,即,1,m,s,内有,560,个符号；,符号长度和子帧间隔这个例子被设计成兼容现有 的LTE网络.,17,符号长度和子帧间隔,新的帧结构设计；,子载波间隔越大，符号,长度越小；,符号长度和子帧间隔新的帧结构设计；,18,华为和,HiSilicon,的帧结构,建议；,不同的子载波间隔、不同 的,C,P,长度、不同,的,T,T,I,长度；,华为和HiSilicon的帧结构,19,符号长度和子帧间隔,Intel,建议的帧结构,符号长度和子帧间隔Intel建议的帧结构,20,6,，,子帧结,构,控制信,道,和参,考,信号,6，子帧结构控制信道和参考信号,21,子帧结,构,控制信道和,参,考,信号,（来自爱立信的建议）有两种类型：,类型一很类似现有的,LTE/LTE-A,网络，类型二是新的结构。,在类型一中，参考信号分布在整个时,间域和频率域；在类型二中，参考信,号只分布在频率域（由于符号很短，我们可以假设信道状态在时间域不会,变化,子帧结构控制信道和参考信号（来自爱立信的建议）有两种类型,22,7,，,子帧结,构,控制域和数据域,7，子帧结构控制域和数据域,23,子帧结,构,控制域和数据域,子帧结构的一个亮点是：下行数据和上行控,制,(,主要是针对上行数据的,ACK/NACK),包在在,1,个子帧内，因此下行传输和相,关,ACK/NACK,可以,在,1,个,TTI,完成传输，这将大大简,化,MAC,layer,HARQ,过程。,将多个,DL,数据包和仅仅,1,个上行控制,放进,1,个子帧内。这会增加时延，但是会大大减少信 令开销。,子帧结构控制域和数据域子帧结构的一个亮点是：下行数据和上,24,子帧结,构,控制域和数据域,另,1,种子帧结构。在这个结构中，能同时见,到,Tx,Control,和,Rx,Control,，,因此在每个帧中能同 时发送和接收携带同步信号,的,scheduling,request,和,Grant,。帧长度可以短,至,0.25,ms,，而,子载波间隔,是,60,Khz.,子帧结构控制域和数据域另1种子帧结构。在这个结构中，能同,25,子帧结,构,控制域和数据域,另一种子帧结构,子帧结构控制域和数据域另一种子帧结构,26,子帧结,构,控制域和数据域,Parameters,5G,LTE,LTE-A (5,CCs),802.11ac,Carrier,Bandwidth,Mhz,200,20,100,20,160,Subcarrier spacing,kHz,60,15,15,312.5,312.5,Symbol Length,us,16.67,66.67,66.67,4,4,FFT,size,4096,2048,5 x,2048,64,512,Effective,subcarriers,3300,1200,6000,56,484,TTI duration,ms,0.25,1,1,variable,variable,Number,of,GPs,3,2,2,none,none,Number,of,symbols,per,frame,14,14,14,n.a,n.a,CP,duration,us,1,4.7,(short),4.7,(short),0.4,(short),0.4,(short),GAP,duration,us,0.89,66.67,(min),66.67,(min),none,none,Overhead(CP+GAP),%,6.67,7.25,7.25,11,11,HARQ,Process,4,up to,15,up to,75,none,none,上表介绍了,5G,子帧结构的详细参数。,子帧结构控制域和数据域Parameters5GLTELT,27,
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