3.2.2 eMBB 帧结构及应用
当SCS 为30kHz 时，针对eMBB 场景，目前共提出了3 种帧结构类型，分别对应Option1 ～ Option3，3 种帧结构的详细描述如下。
（1）Option1—2.5ms 双周期帧结构
在2.5ms 双周期帧结构中，每5ms 里面包含5 个全下行时隙、3 个全上行时隙和2 个特殊时隙。时隙3 和时隙7 为特殊时隙，配比为10:2:2（可调整），整体配置为DDDSUDDSUU；Pattern 周期为2.5ms，存在连续2 个UL 时隙，可发送长PRACH（Physical Random Access Channel，物理随机接入信道）格式，有利于提升上行覆盖能力。中国移动推荐将GP 长度扩展到4 个，那么就出现GP 跨子帧的情况。5G 移动通信系统2.5ms 双周期帧结构如图3-3 所示。
图3-3 5G 移动通信系统2.5ms 双周期帧结构
（2）Option2—2.5ms 单周期帧结构
在2.5ms 单周期帧结构中，每5ms 里面包含6 个全下行时隙、2 个全上行时隙和2 个特殊时隙。时隙3 和时隙7 为特殊时隙，配比为10:2:2（可调整），整体配置为：DDDSUDDDSU，其中：每个2.5ms 之内配置均为DDDSU；S 时隙默认配置为10:2:2，可根据组网覆盖需求和干扰情况配置为9:3:2、8:4:2 或12:2:0。Pattern 周期为2.5ms，1 个UL 时隙，下行有更多的时隙，有利于增大下行吞吐量。5G 移动通信系统2.5ms 单周期帧结构如图3-4 所示。
图3-4 5G 移动通信系统2.5ms 单周期帧结构
（3）Option3——2ms 单周期帧结构
在2ms 单周期帧结构中，每10ms 里面包含10 个全下行时隙、5 个全上行时隙和5 个特殊时隙。时隙2、时隙6、时隙10、时隙14 和时隙18 为特殊时隙，配比为12 ∶ 2 ∶ 调整），整体配置为：DDSUDDSU DDSUDDSUDDSU，其中每个2ms 之内，均为DDSU；S时隙默认配置为12 ∶ 2 ∶ 0，可根据组网覆盖需求和干扰情况配置为9 ∶ 3 ∶ 2、8 ∶ 4 ∶ 2
或10 ∶ 2 ∶ 2；Pattern 周期为2ms，1 个UL 时隙，有效减少时延，转换点增多。5G 移动
通信系统2ms 单周期帧结构如图3-5 所示。
图3-5 5G 移动通信系统2ms 单周期帧结构
3 种典型帧结构的优势与劣势对比如表3-4 所示。
表3-4 5G 移动通信系统3 种典型帧结构优势与劣势对比
基于3 种典型帧结构，从覆盖、时延、容量、抗干扰共4 个方面进行对比，结论如下。
（1）覆盖
针对n78&n79 频段，2.5ms 单/ 双周期帧结构最多支持7 个SSB 波束发送，2ms 单周期帧结构最大支持5 个SSB 波束发送；SSB 个数越多，波束越窄，覆盖能力越强，Sub-6GHz最多支持8 个SSB，毫米波最多支持64 个SSB。5G 移动通信系统2.5ms 单/ 双周期帧结构与2ms 单周期帧结构对SSB 波束支撑情况对比如图3-6 所示。
图3-6 5G 移动通信系统2.5ms 单/ 双周期帧结构与2ms 单周期帧结构对SSB 波束支撑情况对比
基于图3-6，当特殊时隙配置为10 ∶ 2 ∶ 2 时，2.5ms 单/ 双周期帧结构可支持7 个SSB 波束；2ms 单周期帧结构可支持5 个SSB 波束。因此SSB 覆盖能力排序为：2.5ms 双周期=2.5ms 单周期> 2ms 单周期。SSB 个数与覆盖能力的关系如图3-7 所示，SSB 个数越多，波束越窄，覆盖能力越强。
图3-7 SSB 个数与覆盖能力的关系
从PRACH 覆盖能力维度分析：2.5ms 双周期帧结构可支持长格式PRACH 发送，在64TR 配置下，基于链路仿真结果，长格式Format0 相比短格式B4 具有2dB 覆盖性能增益。从PUCCH（Physical Uplink Control Channel，物理上行链路控制信道）覆盖能力角度看：2.5ms双周期帧结构可支持PUCCH 以连续Slot-Aggregation 方式进行重复发送，能够在几乎不增加时延的前提下，提升上行控制信道覆盖能力。从PUSCH 覆盖能力角度看：2.5ms 双周期帧结构可支持PUSCH（Physical Uplink Shared Channel，物理上行链路共享信道）连续时隙聚合方式进行重复发送，能够在几乎不增加时延的前提下，提升上行业务信道覆盖能力。
综上所述，2.5ms 双周期帧结构在上行覆盖上存在优势。
（2）时延
3 种典型帧结构配置的下行/ 上行的时延对比分析如表3-5 所示。
表3-5 5G 移动通信系统3 种典型帧结构上下行时延对比分析
业务面单向时延包括基站处理时延、上/ 下行时隙同步时延、TTI（Transmission Time
Interval，传输时间间隔）空口传输时延、UE 处理时延；3 种帧结构TTI 相同；通常情况下，发送端处理时延+ TTI 空口传输时延 + 接收端处理时延 = 1.5ms。综上，3 种帧结构时延指标虽然存在差异，但均可满足eMBB 场景的4ms 时延指标要求。
（3）容量
3 种典型帧结构容量对比分析如表3-6 所示。
从对比中可以看出，下行容量：2.5ms 单周期>2ms 单周期>2.5ms 双周期；上行容量：2.5ms 双周期> 2ms 单周期> 2.5ms 单周期。综上，基于不同的应用场景，可以对NR 帧结构进行灵活配置，以适应不同的业务场景需求。
（4）抗干扰
3 种典型帧结构的抗干扰能力对比分析如表3-7 所示。2.5ms 双周期的帧结构可以针对远端干扰灵活地进行下行时隙回退。
表3-7 5G 移动通信系统3 种典型帧结构的抗干扰能力对比分析
3 种典型配置在容量、覆盖、时延、抵抗远端干扰、产品实现影响性多维角度下的对比总结如表3-8 所示。
表3-8 5G 移动通信系统3 种典型帧结构的综合能力对比分析
（5）中国移动5G 帧结构
在5ms 单周期帧结构中，每5ms 中包含7 个全下行时隙、2 个全上行时隙和1 个特殊时隙。时隙7 为特殊时隙，配比为6 ∶ 4 ∶ 4（可调整），整体配置为：DDDDDDDSUU，如图3-8 所示。
图3-8 中国移动5ms 单周期帧结构
3.2.3 URLLC 帧结构及应用
由以上分析可知，eMBB 帧结构无法满足URLLC 场景的时延需求，原因是URLLC 场景对时延的要求是1ms 级别。URLLC 需要采用自包含时隙来满足空口低时延指标，每个时隙都要有上下行切换点才能满足空口时延0.5ms 指标。DL/GP/UL 符号占比：7 ∶ 2 ∶ 5或7 ∶ 1 ∶ 6。在每一个下行时隙和上行时隙内，均存在上下行转化点。5G 移动通信系统URLLC 帧结构如图3-9 所示。
图3-9 5G 移动通信系统URLLC 帧结构
