本文是華為提出的NR幀結(jié)構(gòu)思路，討論了靈活幀（flexible frame）的配置和共存，以滿(mǎn)足各種場(chǎng)景的要求，更好地支持單個(gè)連續(xù)頻譜塊中的各種需求。還詳細(xì)討論了NR的幀結(jié)構(gòu)，包括子幀類(lèi)型、子幀持續(xù)時(shí)間（subframe?duration）、無(wú)線(xiàn)幀、自包含子幀（self-contained subframe）、信道化設(shè)計(jì)和可配置的HARQ定時(shí)。此外，還對(duì)TDD?上下行配置、非許可頻譜和靈活雙工的支持以及大規(guī)模MIMO的幀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了簡(jiǎn)要的討論。

靈活的幀結(jié)構(gòu)和共存性

NR需要支持各種不同應(yīng)用和部署場(chǎng)景，支持多種numerology。因此，NR的幀結(jié)構(gòu)應(yīng)提供充分的靈活性，并可配置為不同的numerology。特別地，它需要在不同的參數(shù)上提供靈活性，例如子載波間隔、循環(huán)前綴長(zhǎng)度、子幀持續(xù)時(shí)間和GP（Guard Period）持續(xù)時(shí)間。此外，可以支持單個(gè)連續(xù)頻譜塊上的多個(gè)numerology，以實(shí)現(xiàn)不同服務(wù)之間的靈活資源復(fù)用。

通過(guò)引入filtered OFDM（f-OFDM），可以支持多幀配置的共存。如果在子帶之間使用不同的numerology，f-OFDM可以將連續(xù)的頻譜塊分離成不同的載波并減輕各載波間干擾。圖1列出了成對(duì)頻帶中多幀配置共存的示例。有幾種幀配置分別位于不同的載波部分，如具有正常CP的eMBB單播、具有擴(kuò)展CP的MBMS業(yè)務(wù)和具有較小子載波間隔的mMTC。

另外，對(duì)于非配對(duì)頻段，GP位置需要對(duì)齊，以避免DL/UL交叉鏈路干擾，簡(jiǎn)化共存。圖2列出了具有對(duì)齊GP位置的未配對(duì)頻譜中多幀配置共存的示例。

NR的幀結(jié)構(gòu)可以定義三種子幀類(lèi)型，包括僅DL子幀（子幀類(lèi)型1）、僅UL子幀（子幀類(lèi)型2）和混合DL和UL子幀（子幀類(lèi)型3），其中2個(gè)子幀類(lèi)型為DL主幀和UL主幀，如圖3所示。DL主導(dǎo)子幀包含主要用于快速上行控制信息傳輸或用于信道測(cè)量的參考信號(hào)（例如SRS）的可配置短UL部分。UL主導(dǎo)子幀包含主要用于下行控制的可配置短DL部分。

子幀持續(xù)時(shí)間是從與基本子載波間隔f0相對(duì)應(yīng)的1ms基本時(shí)間單位定義的，對(duì)于給定CP長(zhǎng)度具有給定數(shù)量的OFDM符號(hào)。然后，子幀持續(xù)時(shí)間隨著子載波間隔而縮放，因此可以支持0.5ms、0.25ms、0.125ms的其他子幀持續(xù)時(shí)間。但是OFDM符號(hào)的數(shù)目和相關(guān)的時(shí)域結(jié)構(gòu)盡可能保持不變，并且在某種程度上可以不知道子載波間隔值。對(duì)于更高的頻率，由于較大的子載波間隔但在子幀內(nèi)保持合理數(shù)量的OFDM符號(hào)，可以配置更小的子幀持續(xù)時(shí)間。

圖4中給出了子幀持續(xù)時(shí)間隨子載波間隔縮放的兩個(gè)示例，其中0.5ms（示例1）或1ms（示例2）的子幀持續(xù)時(shí)間可對(duì)應(yīng)于給定CP長(zhǎng)度配置（例如，具有正常CP長(zhǎng)度的7或14個(gè)OFDM符號(hào)）的具有給定數(shù)目的OFDM符號(hào)的15khz的子載波間隔，當(dāng)子載波間隔擴(kuò)展到30KHz時(shí)，子幀持續(xù)時(shí)間可被配置為0.25ms（示例1）或0.5ms（示例2）。如圖4所示的示例1和示例2可應(yīng)用于不同的服務(wù)，例如，對(duì)于eMBB非關(guān)鍵服務(wù)具有14個(gè)OFDM符號(hào)的1ms子幀和對(duì)于URLLC服務(wù)具有7個(gè)OFDM符號(hào)的0.5ms子幀持續(xù)時(shí)間。此外，具有大子載波間隔的較短子幀持續(xù)時(shí)間也可以是URLLC服務(wù)的選項(xiàng)。

對(duì)于無(wú)線(xiàn)幀的定義，考慮以下備選方案：

1.?保持10ms的LTE長(zhǎng)度

2.?TRF=T0*m，其中TRF是無(wú)線(xiàn)幀的長(zhǎng)度，T0可以討論，m是從一組可能的正值中選擇的整數(shù)。

對(duì)于方案1，NR可以從LTE繼承設(shè)計(jì)的方案。另一方面，方案2可以為新的服務(wù)和numerology提供靈活性。無(wú)線(xiàn)幀長(zhǎng)度可以相對(duì)于波束掃描周期、公共信道周期或UL-DL配置等來(lái)定義。應(yīng)當(dāng)注意，UL-DL配置的候選將隨著無(wú)線(xiàn)幀中子幀的增加而增加，因此，UL-DL配置優(yōu)選地應(yīng)基于固定數(shù)目的子幀來(lái)定義，如果無(wú)線(xiàn)幀具有固定持續(xù)時(shí)間，則該子幀將不匹配無(wú)線(xiàn)幀的持續(xù)時(shí)間。

圖5示出了具有三種提議的子幀類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)幀（例如10ms無(wú)線(xiàn)電幀內(nèi)的1ms子幀持續(xù)時(shí)間）中的UL-DL配置的示例。此外，圖5中還顯示了僅限D(zhuǎn)L的配置。對(duì)于僅DL配置，尤其是與支持HARQ-ACK和測(cè)深參考信號(hào)的短UL部分的一些DL主導(dǎo)子幀相結(jié)合是有益的。

此外，至少對(duì)于TDD幀結(jié)構(gòu)，需要下行到上行的切換點(diǎn)（保護(hù)周期、GPs），并且對(duì)于不同的服務(wù)和部署場(chǎng)景，應(yīng)支持包括持續(xù)時(shí)間和位置（在子幀或在無(wú)線(xiàn)幀中）的保護(hù)周期的靈活配置。

自包含子幀可以定義為包含DL或UL傳輸?shù)淖訋掷m(xù)時(shí)間，其中可以體現(xiàn)一些自包含屬性。術(shù)語(yǔ)“self-contained”的定義可以取決于傳輸?shù)念?lèi)型（UL、DL、CQI測(cè)量和CQI反饋）。有四種可能的定義，如圖6所示：

?基于DL的定義：同一子幀中的DL數(shù)據(jù)和相應(yīng)的A/N

?基于UL的定義：UL grant和同一子幀中對(duì)應(yīng)的UL數(shù)據(jù)

?基于CQI測(cè)量的定義：DL CSI-RS+CSI-IM+CQI參考資源和相同子幀間隔中的相應(yīng)CQI/CSI

?基于CQI反饋的定義：觸發(fā)CQI反饋的DCI與CQI反饋在同一子幀中。這也應(yīng)適用于非周期性SRS。

此外，具體的自包含設(shè)計(jì)還可以取決于所發(fā)送的分組包大小、可能的CSI反饋格式等。大分組包大小需要更長(zhǎng)的處理時(shí)間，并且UE很難在子幀內(nèi)回復(fù)ACK/NACK。類(lèi)似地，有限的UL資源還可以約束所測(cè)量的CSI的反饋格式。

下行控制信道應(yīng)根據(jù)所提議的子幀類(lèi)型（例如：第一OFDM符號(hào)）位于每個(gè)子幀的前面，這可有助于快速地知道調(diào)度信息，使得TRP和UE的自包含屬性成為可能。下行控制信道可以在UE之間復(fù)用，可以用于調(diào)度基本的系統(tǒng)信息，也可以用于單播調(diào)度。此外，為了頻譜資源的有效利用，分配給下行控制信道的時(shí)頻資源可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載隨時(shí)間而變化。

在一個(gè)子幀內(nèi)，通常支持一個(gè)傳輸時(shí)間單元（TTU： transmission time unit），如圖7所示。TTU的長(zhǎng)度可以覆蓋一個(gè)或多個(gè)子幀。一個(gè)TTU的發(fā)射的OFDM符號(hào)可能不完全占據(jù)其整個(gè)持續(xù)時(shí)間，例如，下行主導(dǎo)子幀中的一個(gè)下行TTU不包含由短UL部分和GP占據(jù)的幾個(gè)OFDM符號(hào)。

應(yīng)為不同的服務(wù)或不同的UE處理能力支持可配置HARQ定時(shí)，可考慮兩個(gè)選項(xiàng)，包括：

1.?HARQ定時(shí)可以半靜態(tài)配置（RRC信令）

2.?可以動(dòng)態(tài)配置HARQ定時(shí)（例如通過(guò)DCI）

可配置HARQ定時(shí)的示例如圖8所示。對(duì)于低時(shí)延服務(wù)或小分組傳輸，可以支持自包含屬性，包括DL數(shù)據(jù)和相應(yīng)的A/N之間的短HARQ定時(shí)、UL授權(quán)和相應(yīng)的UL數(shù)據(jù)。對(duì)于非關(guān)鍵eMBB業(yè)務(wù)或大數(shù)據(jù)包傳輸，需要更多的處理時(shí)間，相應(yīng)地HARQ定時(shí)更長(zhǎng)。

NR應(yīng)該支持不同的TDD?UL/DL配置，以便匹配不同的上行到下行業(yè)務(wù)負(fù)載。TDD UL/DL配置可以半靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地指示。至少對(duì)于宏站部署場(chǎng)景，應(yīng)支持半靜態(tài)TDD UL/DL配置指示，以便于不同運(yùn)營(yíng)商之間的協(xié)調(diào)，并且考慮到平均UL/DL流量負(fù)載率可能不會(huì)動(dòng)態(tài)變化，從流量適應(yīng)的角度來(lái)看，該指示應(yīng)足夠。對(duì)于半靜態(tài)指示，需要在NR中定義一組候選TDD UL/DL配置。

NR中還需要支持動(dòng)態(tài)指示TDD?UL/DL配置，即動(dòng)態(tài)TDD，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)更好地將資源與瞬時(shí)業(yè)務(wù)狀況匹配來(lái)提高頻譜效率并實(shí)現(xiàn)低時(shí)延。至少對(duì)于small cell部署場(chǎng)景，UL/DL業(yè)務(wù)負(fù)載率可能會(huì)動(dòng)態(tài)變化，使用動(dòng)態(tài)TDD?UL/DL配置可以更好地匹配業(yè)務(wù)情況。子幀的“direction”的指示可以在同一子幀或更早的子幀中發(fā)信號(hào)。

動(dòng)態(tài)TDD的一個(gè)主要問(wèn)題是DL和UL之間的干擾。基于混合DL和UL子幀的動(dòng)態(tài)TDD可以提供如圖9所示的控制信道跨小區(qū)對(duì)齊的可能性，這可以最小化UL-DL跨鏈路干擾對(duì)控制信道主要部分的影響。此外，可以進(jìn)一步考慮對(duì)稱(chēng)波形以促進(jìn)干擾緩解，特別是對(duì)于數(shù)據(jù)信道。此外，為了更好地利用動(dòng)態(tài)TDD配置，NR應(yīng)該最小化為同步和測(cè)量保留的固定DL/UL子幀，這也使得能夠更好地支持前向兼容性。

NR的幀結(jié)構(gòu)應(yīng)該能夠支持所有頻段的聯(lián)合操作，包括許可頻譜和非許可頻譜，并提供額外的先聽(tīng)后說(shuō)（LBT：Listen-before-talk ）。兩個(gè)示例如圖10所示。

此外，在一個(gè)子幀持續(xù)時(shí)間內(nèi)，在未經(jīng)許可的band中傳輸?shù)钠鹗键c(diǎn)或結(jié)束點(diǎn)可以是靈活的。

用于TDD的NR幀結(jié)構(gòu)可以由所有子幀類(lèi)型的子幀組成。對(duì)于FDD，幀結(jié)構(gòu)通?？梢杂砂▋HDL子幀和僅UL子幀的子幀組成，如圖11（a）所示。對(duì)于使用靈活雙工的成對(duì)頻帶（例如，允許低功率small cell在頻帶的上行部分中發(fā)射），如圖11（b）所示的幀結(jié)構(gòu)可以被認(rèn)為包括混合DL和UL子幀類(lèi)型3。