2.3.2 帧、时隙和OFDM符号

NR的无线帧和子帧的长度都是固定的，1个无线帧的长度固定为10ms,1个子帧的长度固定为1ms，这点与LTE相同，从而可以更好地支持LTE和NR的共存，有利于LTE和NR共同部署模式下，帧与子帧在结构上保持一致，从而简化小区搜索和频率测量。

NR无线帧的长度是Tf=（∆fmaxNf/100）×Tc=10ms，每个无线帧包含10个长度为Tsf=（∆fmaxNf/1000）×Tc=1ms的子帧，每个子帧中包括个连续的OFDM符号，每个帧分成2个长度是5ms的半帧，每个半帧包含5个子帧，子帧0～4组成半帧0，子帧5～9组成半帧1。每个无线帧都有一个系统帧号（System Frame Number, SFN）,SFN周期等于1024，即SFN经过1024个帧（10.24s）重复1次。

每个载波上都有一组上行帧和一组下行帧，UE传输的上行帧号i在UE对应的下行帧之前的TTA=（NTA+NTA,offset）Tc处开始，上行-下行定时关系如图2-11所示。

NTA,offset的值与频段有关，NTA,offset的取值见表2-3,NTA由MAC CE通知给UE。

对于子载波间隔配置µ，子帧中的时隙按照升序编号为无线帧中的子帧也是按照升序编号为。每个时隙中包含个连续的OFDM符号。其中，取决于表2-4和表2-5确定的循环前缀。每个子帧中时隙的开始与同一子帧中的OFDM符号的开始在时间上保持一致。

在Rel-15,NR的下行传输方案使用CP-OFDM，上行传输方案使用CP-OFDM或DFT-S-OFDM，因此，与LTE的做法一样，为了对抗多径时延扩展带来的子载波正交性破坏的问题，通常在每个OFDM符号之前增加CP，以消除多径时延带来的符号间干扰和子载波间干扰。正常CP，每个时隙的OFDM数，每帧的时隙数以及每子帧的时隙数见表2-4。扩展CP，每个时隙的OFDM数，每帧的时隙数以及每子帧的时隙数见表2-5。

由表2-4和表2-5可知，在不同子载波间隔配置下，每个时隙中的符号数是相同的，即都是14个OFDM符号（对于扩展CP，是12个OFDM符号），但是每个无线帧和每个子帧中的时隙数不同。随着子载波间隔的增加，每个无线帧/子帧中包含的时隙数也成倍增加。这是因为子载波间隔∆f和OFDM符号长度∆t的关系为∆t=1/∆f，由此可知，频域上子载波间隔增加，时域上的OFDM符号长度相应的缩短，NR的无线帧结构如图2-12所示。需要注意的是，短的时隙长度有利于低时延传输。

NR的OFDM符号（含CP）的长度是，其中，和的取值如式（2-1）所示。

根据式（2-1），可以计算出正常CP、不同子载波间隔配置下的符号长度和CP长度。正常CP，不同子载波间隔配置下的符号长度和CP长度见表2-6，正常CP，不同子载波间隔配置下的符号长度和CP长度如图2-13所示；扩展CP的符号长度和CP长度见表2-7，扩展CP，符号长度和CP长度如图2-14所示，图2-13和图2-14中的数值单位是κ×Tc，即32.552ns。

对于正常CP，每0.5ms的第1个OFDM符号的CP长度比其他OFDM符号中的CP略长，其原因是为了简化0.5ms长度中所包含的基本时间单元数目Tc不能被7整除的问题。需要注意的是，SCS=15kHz时，NR的帧、子帧、时隙数和OFDM符号数与LTE的完全相同，因此，便于实现NR和LTE的共存。

与LTE相比，NR的时隙在设计上具有两个显著特点：一是多样性，NR中的时隙类型更多，引入了自包含时隙；二是灵活性，LTE的下行分配和上行分配只能实现子帧级变化（特殊子帧除外），而NR的下行分配和上行分配可以针对不同的UE进行动态调整，实现符号级变化。这样的设计可以支持更动态的业务需求来提高网络利用率，同时支持更多的应用场景和业务类型，从而可以给用户提供更好的体验。

NR每个时隙中的OFDM符号可以分为下行符号（标记为“D”）、灵活符号（标记为“F”）或上行符号（标记为“U”）。其中，下行符号仅用于下行传输；上行符号仅用于上行传输；灵活符号可用于上行传输、下行传输、保护间隔（Guard Period,GP）或作为预留资源。

对于不具备全双工能力的UE，也即半双工频分双工（Half-duplex Frequency Division Duplex,H-FDD）的UE，被宣布为下行的符号仅能用于下行传输，在下行传输时间内没有上行传输；同理，被宣布为上行的符号仅能用于上行传输，在上行传输时间内没有下行传输。UE不假定灵活符号的传输方向，UE监听下行控制信令，根据动态调度信令获取的信息来确定灵活符号是用于下行传输还是上行传输。

对于不具备全双工能力的UE，在下行接收的最后一个符号结束后，需要在NRx-TxTc后发送上行信号，NRx-Tx取值为25600（FR1）或13792（FR2），也即UE的接收—发送转换时间不小于13µs（FR1）或7µs（FR2）。对于不具备全双工的UE,UE上行发送的最后一个符号结束后，不再期望下行接收早于NTx-RxTc，也即UE的发送-接收转换时间不小于13µs （FR1）或7µs（FR2）。

NR的时隙类型可以分为4类，主要时隙类型如图2-15所示，每类时隙类型的特点如下。

① Type1：全下行时隙（DL-only slot）,Type1仅用于下行传输。

② Type2：全上行时隙（UL-only slot）,Type2仅用于上行传输。

③ Type3：全灵活时隙（Flexible-only slot）,Type3具有前向兼容性，可以为未来的未知业务预留资源，同时，Type3的下行和上行资源可以自适应调整，适用于动态TDD场景。

④ Type4：混合时隙（Mixed slot）,Type4又细分为Type4-1、Type4-2、Type4-3、Type4-4、Type4-5。其中，Type4-1和Type4-2具有前向兼容性，可以为未来的未知业务预留资源，同时Type4-1和Type4-2具有灵活的数据发送开始和结束位置，适用于非授权频段、动态TDD等场景；Type4-3适用于下行自包含子帧/时隙；Type4-4适用于上行自包含子帧/时隙；Type4-5是7符号Mini-slot，支持更短的数据长度。

与LTE相比，NR引入了自包含（Self-Contained）子帧/时隙，也即同一个子帧/时隙内包含DL、UL和GP。自包含子帧/时隙的设计目标主要有两个方面。一方面，更快的下行HARQ-ACK反馈和上行数据调度，以降低空口时延，用于满足超低时延的业务需求，尤其是在广/深覆盖且具有超低时延的场景。因为广/深覆盖场景使用低频段比较合理，但是低频段的时隙较长，不利于降低空口时延，而自包含子帧/时隙可以较好地解决低频段时隙较长的问题。对于Mini-slot（Type4-5）,1个时隙内有两个下行—上行转换周期，可以进一步降低空口时延，能满足5G毫秒级的数据时延要求。另一方面，更短的SRS发送周期可以跟踪信道快速变化，提升MIMO性能。

自包含子帧/时隙有两种结构，即下行主导（DL-dominant）时隙和上行主导（ULdominant）时隙，即图2-15中的Type4-3和Type4-4。对于下行主导时隙，DL用于数据传输， UL用于上行控制信令，例如，用于对同一时隙下行数据的HARQ反馈，UL也可以用于发送SRS信号或调度请求（Scheduling Request,SR）。对于上行主导时隙，UL用于数据传输， DL用于下行控制信令，例如，用于对同一时隙上行数据的调度。