5.1.3 引入时域灵活调度的考虑
在时域上，在5G NR研究阶段（Study Item）引入的一个重要创新概念是微时隙（Minislot）。之所以称为Mini-slot，是因为这是一个明显小于时隙（Slot）的调度单元。
在现有LTE系统中，时域资源调度是基于Slot的调度，每次调度的单位是Slot或Subframe（即2个slot，14个符号）。这虽然有助于节省下行控制信令开销，但大大限制了调度的灵活性。那么，5G NR为什么要追求比LTE更高的时域调度灵活性呢？采用Mini-slot主要考虑如下应用场景。
1．低时延传输
如第1章所述，5G NR与LTE相比有一个很大的不同，即除了eMBB业务，还要支持高可靠低时延通信（URLLC）业务。要想实现低时延传输，一个可行的方法是采用更小的时域资源分配颗粒度。下行控制信道（PDCCH）采用更小的时域资源分配颗粒度有助于实现更快的下行信令传输和资源调度，数据信道（PDSCH和PUSCH）采用更小的时域资源分配颗粒度有助于实现更快的上下行数据传输，上行控制信道（PUCCH）采用更小的时域资源分配颗粒度有助于实现更快的上行信令传输和HARQ-ACK（混合自动重传反馈信息）反馈。
与图5-1所示的子帧级资源分配相比，采用Mini-slot作为资源分配颗粒度可以大幅缩短各个物理过程的处理时延。如图5-3所示，采用Mini-slot可以将一个时隙的时域资源进行进一步划分。
· 如图5-3（a）所示，位于时隙头部的PDCCH既可以调度位于同一时隙内的PDSCH（以Mini-slot 1作为资源单位），也可以调度位于时隙尾部的PUSCH（以Mini-slot 2作为资源单位），从而可以在一个时隙内对上下行数据进行快速调度。
· 如图5-3（b）所示，包含PDCCH的Mini-slot1可以位于时隙的任何位置，这样当在时隙中后部需要紧急调度数据信道传输时，也可以随时发送PDCCH，利用时隙尾部的剩余时域资源，调度一个包含PDSCH的Mini-slot2。
· 如图5-3（c）所示，在Mini-slot1传输完PDSCH后，只要还有足够的时域资源，就可以在时隙尾部调度一个传输PUCCH的Mini-slot2，承载PDSCH的HARQ-ACK信息，从而实现在一个时隙内的快速HARQ-ACK反馈。
图5-3 基于Mini-slot的快速资源调度
实现图5-3（a）效果的数据信道资源分配将在5.2节介绍；实现图5-3（b）效果的PDCCH资源分配将在5.4节介绍；实现图5-3（c）效果的PUCCH资源分配将在5.5节介绍。另外，如果要在TDD系统中实现图5-3（a）和图5-3（c）的效果，还需要支持在一个时隙内先后传输下行和上行信号，即包含自时隙（Self-contained Slot）结构（TD-LTE特殊子帧可以看作一种特例），这一结构将在5.6节介绍。
2．多波束传输
在毫米波频谱（频率范围2，FR2）部署5G NR系统时，设备一般采用模拟波束赋形（Analog Beamforming）技术在空间上聚焦功率，克服高频谱的覆盖缺陷，即在某个时刻整个小区只能向一个方向进行波束赋形。如果要支持多用户接入，则需要在多个方向进行波束扫描（Beam Sweeping）。如图5-4所示，如果基于Slot进行波事扫描，则每个Beam都需要占用至少一个Slot，当用户数量较大时，每个用户的信号传输间隔过大，造成资源调度和信令反馈时延大到无法接受。如果采用基于Mini-slot的波事扫描，则每个Beam占用的时间颗粒度缩小为Mini-slot，在一个时隙内就可以完成多个Beam的信号传输，可以大幅提高每个Beam的信号传输频率，将资源调度和信令反馈时延控制在可行范围内。
图5-4 基于Slot的Beam Sweeping与基于Mini-slot的Beam Sweeping的对比
3．灵活的信道间复用
如前所述，基于Mini-slot的灵活时域调度可以实现Self-contained Slot结构，即“先下后上”地将PDSCH与PUCCH、PDSCH与PUSCH复用在一个时隙内传输，这是灵活的信道间复用的一个例子。Mini-slot结构同样可以实现同一传输方向下的信道复用，包括在一个时隙内传输PDCCH与PDSCH、PDSCH与CSI-RS（信道状态信息参考信号）、PUSCH与PUCCH。
Mini-slot结构可以更灵活地复用PDCCH与PDSCH，在一个时隙内，终端甚至可以在接收完PDSCH之后再接收PDCCH[如图5-5（a）所示]，可以实现对下行控制信令的随时接收，并可以更有效地利用碎片资源。
CSI-RS可以用于探测下行信道状态信息（CSI）的变化，以便进行更高效的PDSCH调度。如果在一个时隙内不能同时调度PDSCH和CSI-RS，终端在接收PDSCH的时隙就无法接收CSI-RS。允许PDSCH和CSI-RS复用在一个时隙里，终端就可以在一个下行时隙的大部分符号接收PDSCH之后，在剩余的符号接收CSI-RS[如图5-5（b）所示]，使基站及时获取最新的下行CSI。虽然LTE可以通过速率匹配的方式将PDSCH与CSI-RS复用在一个子帧中，但基于Min-slot实现复用是一种更灵活的方式，如可以支持两者采用不同的波束。
PUCCH除了用于传输PDSCH的HARQ-ACK反馈，还用于传输上行调度请求（SR）、CSI报告等上行控制信令（UCI）。如果在一个时隙内不能同时调度PUSCH和PUCCH，终端在发送PUSCH的时隙，就需要将UCI复用到PUSCH中。允许PUSCH和PUCCH复用在一个时隙里，终端就可以在一个上行时隙的大部分符号发送PUSCH之后，在剩余的符号发送PUCCH[如图5-5（c）所示]，使终端可以及时反馈HARQ-ACK或发起业务请求。这种只占有少量符号的PUCCH称为“短PUCCH”，将在第5.5节中介绍。
图5-5 多个信道在一个Slot内的复用
4．有效支持免许可频谱操作
从4G时代开始，3GPP标准就致力于从授权频谱扩展应用到免许可频谱（Unlicensed Spectrum）。虽然5G NR标准的第一版本——R15版本尚未开展非授权频谱NR标准（NRU）的制定，但已经考虑到5G NR的基础设计需要为未来引入NR-U特性提供更好的支持。免许可频谱的传输需要遵守非授权频谱的发射规则，如先听后说（Listen-before-Talk，LBT）规则。经过LBT探测后获取的发射窗口可能是非常短暂的，需要在尽可能短的时间内完成传输。理论上讲，Mini-slot结构比时隙结构更有利于抓住LBT发射窗口，进行有效的NR-U传输。NR-U系统是在3GPP R16版本标准中定义的，具体见第18章所述。