LTE Relay和NR IAB帧结构区别
对于IAB,有两种不同类型的链接:父回程链接和子链接(parent backhaul link and child link),其中子链接可以进一步分为子回程链接和接入链接(child backhaul link and access link)。当IAB节点从父回程链路切换到子链路或以其他方式切换时,可能需要一些切换Gap(Tx->Rx或Rx-Tx)。
根据当前时隙和相邻时隙的链路类型和方向,有以下四种情况:
Case A:当前时隙是父回程DL时隙,相邻时隙是子链路DL时隙。
Case B:当前时隙是父回程DL时隙,相邻时隙是子链路UL时隙。
Case C:当前时隙是父回程UL时隙,相邻时隙是子链路UL时隙。
Case D:当前时隙是父回程UL时隙,相邻时隙是子链路DL时隙。
针对TDM场景中IAB的帧结构。具体而言,父BH(backhaul)时隙及其相邻时隙的帧结构,包括起始符号和结束符号。应当注意,当为父BH链路或子链路配置连续时隙时,这些时隙的帧结构将与普通UE相同。因此,只需关注相邻时隙分配给父BH和子链路的情况。
在LTE中继下行BH子帧中,需要在MBSFN子帧的第一个或多个OFDM符号中传输PHICH和CRS。因此,eNB和RN都应至少在每个DL子帧中的前几个符号中发射。DL BH子帧的典型结构如图1所示,前两个符号被接入链路占用以传输PHICH、CRS和PDCCH,并且symbol#2被保留为Tx-Rx切换的保护周期。因此,BH接收从symbol#3开始。由于下一子帧的第一个符号也被接入链路的传输占用,因此RN不能接收当前子帧的最后一个符号。在LTE relay中,起始和结束符号由RRC配置。
在LTE relay 上行 BH子帧中,BH子帧的典型结构如图2所示。BH PUSCH从symbol#0开始,以symbol#12结束。由于传播延迟和PA切换间隙,RN不能在前一子帧的最后一个符号中接收,也不能在当前子帧的最后一个符号中发送。在LTE中,可以在子帧中配置特定于小区的SRS,并且即使没有专用SRS,UE/RN也不会使用该子帧的最后一个符号。因此,LTE relay将最后一个符号的屏蔽留给实现。

本质上,LTE relay中的BH子帧内的可用符号受到传输和接收之间的切换间隙的影响。而IAB的帧结构,根据当前时隙和相邻时隙的链接类型和方向,重点研究以下情况
Case A:当前时隙是父回程DL时隙,相邻时隙是子链路DL时隙。
Case B:当前时隙是父回程DL时隙,相邻时隙是子链路UL时隙。
Case C:当前时隙是父回程UL时隙,相邻时隙是子链路UL时隙。
Case D:当前时隙是父回程UL时隙,相邻时隙是子链路DL时隙。
Case A:当前时隙是父回程DL时隙,相邻时隙是子链路DL时隙
在NR中,没有PHICH或CRS,IAB节点不需要总是在DL时隙中的子链路的第一个符号中传输。根据IAB节点是否将使用前几个OFDM符号(例如PDCCH)在子链路上实际传输,对于父BH DL时隙的起始符号有两种设计选项,如图3(a)所示
Option 1:如果IAB节点使用当前时隙中的前一个或多个符号在子链路上传输DL,则无法在当前时隙的前几个符号上调度父BH链路。这与LTE中继中的帧结构基本相同。
Option 2:如果IAB节点不使用当前时隙中子链路上的第一个或多个符号传输DL,则当前时隙的起始符号取决于前一时隙中的子链路上是否存在DL传输。
1)Option 2-1:如果IAB节点在前一时隙的最后一个OFDM符号的子链路上进行传输,则不能在当前时隙的第一个符号上调度父BH链路。
2)Option 2-2:如果IAB节点在前一时隙的最后一个OFDM符号中没有在子链路上传输,则可以在当前时隙的第一个符号上调度父BH链路。
类似地,根据下一个时隙的第一个符号中是否有DL传输,对于父BH DL时隙的结束符号有两个设计选项,如图3(b)所示
Option 1:如果IAB节点在下一时隙的第一个OFDM符号中的子链路进行传输,则不能在当前时隙的最后一个符号上调度父BH链路。
Option 2:如果IAB节点在下一时隙的第一个OFDM符号中没有在子链路上传输,则可以在当前时隙的最后一个符号上调度父BH链路。

Case B:当前时隙是父回程DL时隙,相邻时隙是子链路UL时隙
现在考虑相邻时隙是UL时隙的场景。由于Tx-Rx开关和传播延迟,MT的DL接收滞后于IAB节点内DU的UL接收。因此,如果IAB节点从DU的UL时隙切换到MT的DL时隙,则不会有资源浪费。如果IAB节点从MT的DL时隙切换到DU的UL时隙,则会发生资源冲突,应该刺穿DL时隙的最后一个符号或UL时隙的第一个符号,如图4所示

Case C:当前时隙是父回程UL时隙,相邻时隙是子链路UL时隙
根据IAB节点是否需要在前一个时隙中的子链路上接收最后一个符号,例如短PUCCH,有两个选项用于父BH UL时隙的起始符号,如图5(a)所示
Option 1:如果IAB节点需要在前一个时隙的子链路上接收最后一个符号,则不应在当前时隙的第一个符号上调度父BH链路。
Option 2:如果IAB节点不需要在前一个时隙的子链路上接收最后一个符号,则可以在当前时隙的第一个符号上调度父BH链路。
根据IAB节点需要接收当前时隙的最后一个符号还是下一个时隙的第一个符号,有三种设计选项用于父BH UL时隙的结束符号,如图5(b)所示
Option 1:如果IAB节点需要在当前时隙的子链路上接收最后一个符号,则不应在当前时隙的最后两个符号上调度父BH链路。
Option 2:如果IAB节点需要接收下一时隙的第一个OFDM符号,则不应在当前时隙的最后一个符号上调度父BH链路。
Option 3:如果IAB节点没有在当前时隙的子链路上接收到最后一个符号或下一时隙的第一个OFDM符号,则可以在当前时隙的最后一个符号上调度父BH链路。

Case D:当前时隙是父回程UL时隙,相邻时隙是子链路DL时隙
如果相邻时隙是DL时隙的情况,如图6所示。由于TA偏移和传播延迟,DU的DL传输滞后于MT的UL传输。因此,如果IAB节点从MT的UL时隙切换到DU的DL时隙,将不会有资源浪费。如果IAB节点从DU的DL时隙切换到MT的UL时隙,则会发生资源冲突,应该刺穿DL时隙的最后一个符号或UL时隙的第一个符号。

基于以上讨论,表1和表2总结了回程时隙中可能的开始和结束OFDM符号。

而SDM/FDM场景中IAB的帧结构呢?
首先,考虑了在case #2和#6下假设定时对齐的IAB的帧结构,提出了支持SDM/FDM的帧结构。case#2的下行链路Tx定时不能保证小区间同步,这导致IAB节点处有两个不同的下行链路定时。
从图7可以看出,在case#1和#2之间存在一个定时偏移,它等于TA偏移和传播延迟之和。因此,应刺穿当前时隙的第一个符号或前一个时隙的最后一个符号。

Case #6(case #1 DL传输定时+case #2 UL传输定时):
所有IAB节点的DL传输定时与父IAB节点或施主DL定时对齐
其他IAB节点的UL传输定时可以与IAB节点的DL传输定时对齐
然后,如图8所示。由于BH-PUSCH采用DU的下行链路定时,因此从前一时隙的传输到当前时隙的转换是无缝的。为了进行比较,case #1总是由于PA切换而导致符号屏蔽,而case#2由于多个DL定时而导致符号屏蔽。

图9中描绘了一个示例,该示例假设该时隙的第一个符号和下一个时隙被IAB DU占用以传输PDCCH。因此,DL父BH的可用符号是从symbol #2到symbol #12,因此,如IAB节点UL Rx所示,用于接入/子BH的可用符号也是从symbol #2到symbol #12。然而,PUSCH的分配将导致IAB节点的UL接收定时滞后于DL传输定时,这与当前规范不一致。要解决此问题,有两种可能的解决方案:
Option 1:IAB节点为UE/子节点配置负TA,如图9所示。
Option 2:上行链路接收定时可以与下行链路接收定时对齐,偏移量为单个符号,如图10所示。

对比图9和图10,可以看出这两种选择会导致不同的框架结构。
虽然不同复用场景中的时隙模式可能不同,但它们可以在统一的框架中定义,即,开始和结束OFDM符号位置。