5G系統定義的幀結構分析

張長青（中國移動通信集團湖南有限公司岳陽分公司，湖南岳陽414000）

0 引言

幀一般是指數據鏈路層的協議數據單元。幀由幾個執行不同功能的部分組成。幀結構是指能夠按照傳送信息的不同，組成不同的重復周期的幀。網絡通信中的幀結構比較簡單，如IP數據報僅包括幀頭、數據部分和幀尾3部分，幀頭和幀尾包含有同步、地址和差錯控制等信息，數據部分則包含有從網絡層傳下來的數據。移動通信的幀結構比較復雜，這是因為移動通信是高速率、高品質、高數據量的寬帶通信系統，不僅要占用頻域、時域、空域等所有數據傳輸承載資源，還要考慮通信過程中的不同數據類型、不同業務需求以及無線信道中的多徑與多普勒等效應對傳輸承載的特別要求。

幀是移動通信傳輸技術的基礎，幀結構的品質直接決定移動通信的品質。5G及其演進系統可以解決許多新的場景應用，雖然其幀結構更加復雜，但卻可以兼容4G系統，因為其幀結構沿用了部分4G的幀結構。

1 4G TD-LTE幀結構分析

為了滿足時分復用中的上下行時間轉換的要求，TD-LTE設計了專門的無線幀結構，具體如圖1所示。在TD-LTE時域中，以周期方式同時傳輸、且標準配置上下行子幀數的幀結構有無線幀和半幀2種，無線幀時長10 ms，半幀時長5 ms，1個無線幀由2個半幀組成。每個半幀由時長1 ms的5個子幀組成，每個子幀由時長0.5 ms的2個時隙組成，每個時隙可以根據循環前綴CP的不同時長，分別由6個或7個CP+OFDM符號組成，每個OFDM符號的時長都是66.7 μs，而CP的時長可變，分為常規CP和擴展CP。……