TD-LTE帧结构图(信道、子载波、时隙)

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LTE帧结构及物理层-讲解课件

TD-S类似信道
PCCPCH
HS-SCCH
ADPCH N/A PRACH HS-SICH
PDSCH PUSCH
功能简介
MIB
•传输上下行数据调度信令 •上行功控命令 •寻呼消息调度授权信令 •RACH响应调度授权信令传输控制信息HI（ACK/NACK)
指示PDCCH长度的信息用户接入请求信息
传输上行用户的控制信息，包括 CQI, ACK/NAK反馈，调度请求等。
TD-SCDMA
特殊时隙
TD-LTE 子帧= 1ms = 30720Ts 10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts 3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts
1ms
TD-LTE
共存要求：上下行没有交叠（图中Tb > Ta）。则 TD-LTE的DwPTS必须小于0.85ms（26112Ts)。可以采用10:2:2的配置
PRACH
PUSCH
Uplink Physical channels
• 逻辑信道定义传送信息的类型, 这些数据流是包括所有用户的数据。 • 传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流。 • 物理信道是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其载频、 • 扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作, 并在最终调制为模拟射频信号发射出去； • 不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。
下行用户数据、RRC信令、SIB、寻呼消息
上行用户数据、用户控制信息反馈，包括CQI,PMI,RI
物理信道配置
关键技术帧结构物理信道物理层过程
SCH配置

TD-LTE_信道讲解

Modulation Scheme QPSK, 16QAM， 64QAM BPSK/QPSK
Comment 数据传输，控制信令控制信令（CQI,ACK/NACK）
Zadoff-Chu Sequence Zadoff-Chu
上行随机接入 Comment 信道估计及探测
注意：PUCCH不与PUSCH同时存在，当不存在上行业务时，控制信令由PUCCH承载
Multiplexing and scrambling
Modulation mapper
d ( q ) (0),..., d ( q ) ( M symb − 1)
Layer mapper
Precoding
9
Resource element mapper
T
OFDM modulation Reference signal generation
移动性：
�� 对于低速 0 至15 km/h环境，系统提供最优性能。对于中速15 至120 km/h环境，系统提供较好的性能。对于高速120 km/h to 350 km/h环境，系统保证通话能力。也考虑高达500 km/h环境中的传输。一般情况，小区半径5 km,满足所以的性能要求。小区半径30 km时，允许少许性能损失，但仍能提供常规服务。也考虑小区半径高达100 km的情况。
One slot DwPTS GP UpPTS
DwPTS
GP
UpPTS
OFDM symbol
时隙结构：7个OFDM符号
Sym 1 Sym 2 Sym 3 Sym 6
24144⋅ Ts
2192⋅ Ts
4384⋅ Ts

华为公司LTE知识点整理

了解
PRACH(物理随机接入信道)
频域：1.08MHz带宽（72个子载波）时域：位于UpPTS（format 4）及普通上行子帧中（format 0~3）。每10ms无线帧接入 0.5~6次，每个子帧采用频分方式可传输多个随机接入资源。 PRACH配置格式如右图，目前采用format0
掌握
应用场景
无线知识无线知识无线知识无线知识无线知识
掌握掌握
了解了解
LTE下行同步
LTE随机接入（右图为基于竞争的接入）
LTE上行功率控制
LTE下行功率控制频率选择性调度
第一步：UE用3个已知的主同步序列和接收信号做相关，找到最大相关峰值，从而获得该小区的主同步序列以及主同步信道位置，达到OFDM符号同步。PSC每5ms发射一次，所以UE此时还不能确定哪里是整个帧的开头。另外，小区的主同步序列是构成小区ID的一部分。第二步：UE用已知的辅同步序列在特定位置和接收信号做相关，找到该小区的辅同步序列。SSC每5ms发射一次，但一帧里的两次 SSC发射不同的序列。UE据此特性获得帧同步。辅同步序列也是构成小区ID的一部分。第三步：到此，下行同步完成。同时UE已经 PRACH信道可以承载在UpPTS上，但因为 UpPTS较短，此时只能发射短Preamble码。短Preamble码能用在最多覆盖1.4公里的小区。 PRACH信道也可承载在正常的上行子帧。这时可以发射长preamble码。长preamble码有 4种可能的配置，对应的小区覆盖半径从14 公里到100公里不等。 PRACH信道在每个子帧上只能配置一个。考虑到LTE中一共有64个preamble码，在无冲突的情况下，每个子帧最多可支持64个UE同时接入。实际应用中，64个preamble码有部分会被分配为仅供切换用户使用（叫做：非竞争 preamble码），以提高切换用户的切换成功控制信道：PUSCH/PUCCH/SRS/PRACH 开环功控 (补偿路径损耗和阴影衰落）确定UE发射功率的一个起始发射功率，作为闭环功控调整的基础；闭环功控（适应信道变化） eNodeB通过测量PUCCH/PUSCH/SRS信号的 SINR，和目标值SINRtarget比较，调整相应子帧的上行发送信号的发射功率；外环功控根据BLER的统计值动态调整闭环功控中使用的目标值SINRtarget 下行采用CRS,若进行功控，则会补偿某些RB 的路径损耗会扰乱下行CQI的测量，影响下行调度的准确性(仅对业务信道）。功率分配信道：PDSCH 功率控制信道：PBCH\PDCCH\PCFICH\PHICH 功率分配方式：静态对于公共控制信息，功率分配是通过链路预算得出的，固定支持小区边缘的覆盖。半静态分配RS和PDSCH的功率比值，保证在总功率相同的条件下，RS和PDSCH的功率分配合理 OFDM系统作为多子载波系统，可以通过频率选择性调度，为用户分配信道质量较好的频率资源，从而获得频率分集增益。

LTE帧结构

一、协1、UMPTb2 单板面板如下图1-1接口UMPT 面板接口含义如下表所示。

表1-1 UMPT 面板接口指示灯UMPT 面板上有3个状态指示灯，含义如下表所示。

表1-2 UMPT 状态指示灯议知识1. LTE帧结构及物理资源基本概念RE/RB/CCE/REG/RBG帧结构Type1：FDD（全双工和半双工）(FDD上下行数据在不同的频带里传输；使用成对频谱)每一个无线帧长度为10ms，由20个时隙构成，每一个时隙长度为T slot = 15630 x Ts = 0.5ms。

对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输，并且有10个子帧可以用于上行传输。

上下行传输在频域上进行分开。

帧结构Type2：TDD (TDD上下行数据可以在同一频带内传输；可使用非成对频谱)一个无线帧10ms，每个无线帧由两个半帧构成，每个半帧长度为5ms。

每一个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成，DwPTS和UpPTS的长度可配置，要求DwPTS、GP以及UpPTS的总长度为1ms。

DwPTS: Downlink Pilot Time SlotGP: Guard Period (GP越大说明小区覆盖半径越大)UpPTS: Uplink Pilot SlotTs = 1 / (15000x2048) sFrame 帧的长度：Tf = 307200 x Ts = 10msSubframe 子帧的长度：Tsubframe = 30720 x Ts = 1msSlot 时隙的长度：Tslot = 15360 x Ts = 0.5ms1 Sub-Carrier = 15 kHz;1 TTI = 1 ms => 1 sub-frame =>2 slots (0.5 ms *2) # for one user, min 2 RB allocation.1 RB = 12 sub-carriers during 1 slot (0.5 ms) =>12 * 15kHz = 180kHz (Bandwidth); => 12 * 7 symbols= 84 REs1RE = 1 sub-carrier x 1 symbol period (Each symbol is QPSK, 16QAM or 64QAM modulated.)LTE支持可变带宽：1.4MHz, 3, 5, 10, 15 和 20MHz一个小区最少使用6个RB, 即最少包含72个sub-carriers: 6 RB * 12 sub-carriers = 72 sub-carriers特殊帧格式7：DwPTS:GP:UpPTS => (21952Ts-32Ts) : 4384Ts : 4384Ts=> 10:2:2最小分配单位为:2192T⋅sConfigure TDD: 上下行配置（下图） + 特殊帧格式（上图） (e.g.: 2:71:7)=> 10ms转换周期：一个帧分成上下半帧，下半帧的特殊帧为DwPTS=1ms，用于DL传输(如上图3，4，5所示)RE：Resource Element，称为资源粒子，是上下行传输使用的最小资源单位。

TD-LTE系统覆盖距离分析

系统的覆盖距离与系统带宽基本无关，本文以２０ＭＨｚ带宽为例分析ＴＤ—ＬＴＥ系统的覆盖距离。ＴＤ—ＬＴＥ子载波间隔Ａｆ＝１５ｋＨｚ，时域的基本单位Ｔｓ＝１，（１５０００＋２０４８）ｓ
＝３２．５５ｕ
Ｓ，基带采样．蓦ｇＺｓ＝１ＩＴｓ＝３０．７２ＭＨｚ。
３影响覆盖距离的参数
ＴＤ—ＬＴＥ系统中，影响系统覆盖距离的参数有ＲＢ配
如果不考虑多小区间干扰的影响．那么发射功率越大，越能够补偿路径损耗和信号衰落等的影响。覆盖性能越好，实际组网必须考虑小区间干扰的影响．发射功
率不建议随意设置，
４结束语
ＰＤ
ｌ作者简介】
张建国确±毕Ⅱ于南京邮电学王鲁从事无线同络院．现托职ｆ阜信邮电告询设计研究院有艰公司的ｊ地划和设计工作
ＬＴＥ的覆盖距离由多种参数决定。在系统规划
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图１
ＴＤ—ＬＴＥ帧结构（转换周期为５ｍｓ）
收稿日期：２０１卜０２—２７
２６｜
秒幻通信Ｏ期
２０１１年第１
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万方数据
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表１给出了对于不同小区半径ｄ，
ＤｗＰＴＳＧＰＵｐＰＴＳ
距离
（ｋｍｌ
０１２
３９
１０１１
１０
４
１１１１
１０４．１１
３８９
８
１１１１２２２
９７．ＯＯ３４．５０
２２．００
３９．８１２９．１１１８．４１７．７０

LTE基础原理之帧结构

LTE特殊子帧
常规CP时特殊子帧的配置
特殊子帧配置
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Normal CP
DwPTS
GP
UpPTS
3
10
1
9
4
1
10
3
1
11
2
1
12
1
1
3
9
2
9
3
2
10
2
2
11
1
2
➢ 主同步信号PSS在DwPTS上进行传输，位于特殊子帧的第三个OFDM符号
➢ 辅同步信号SSS在第一个子帧的第二个 slot的最后一个OFDM符号上传输；
7 symbols
Resource Grid (Example)
RB (12x7 RE)
RE
帧结构-II
TDD帧结构－上下行配置
10 ms
1ms
DL:UL=2:3
下行
5ms 周期 DL:UL=3:2
上行
DL:UL=4:1
DL:UL=5:5
10ms 周期
DL:UL=7:3 DL:UL=8:2 DL:UL=9:1
LTE帧结构
2015.2.4
TD-LTE帧结构 – 格式2
TDD帧结构 --- 帧结构类型2，适用于TDD
一个长度为10ms的无线帧由2个长度为5ms的半帧构成每个半帧由5个长度为1ms的子帧构成常规子帧：由两个长度为0.5ms的时隙构成特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成支持5ms和10ms DLUL切换点周期
➢ DwPTS上最多能传两个PDCCH OFDM符号（常规时隙能传最多3个）
➢ 只要DwPTS的符号数大于等于9，就能传输数据（参照上页特殊子帧配置）

TD-LTE帧结构及速率分析

TD-LTE帧结构及速率分析TD-LTE帧结构与物理层DwPTS SGPSFigure 4.2-1: Frame structure type 2 (for 5 ms switch-point periodicity).TDD采用2型帧，如上图所示，1个帧周期是10ms，分成10个子帧，1个子帧分成2个时隙，1个时隙0.5ms，这与FDD1型帧是一致的，差别主要是特殊时隙。

Table 4.2-2: Uplink-downlink configurations.如上表，根据上下行不同的配比，分为7种不同的配置，注意配置3、4、5，在10ms周期内只有1个特殊时隙，这就是转换周期的概念，配置345是10ms转换周期，这种配置相对于5ms转换周期来说，时延的保证性略差些，但系统损失的容量相对较小。

外场常用的上下行配置是2和3。

Table 4.2-1: Configuration of special subframe (lengths of DwPTS/GP/UpPTS).PS：CP的概念：循环前缀（CP: Cyclic Prefix）实际上是一份附加在符号前面的数据符号的末尾部分。

通过添加一个循环前缀，信道能够被制成表现好像传输波形是来自时间减去无穷大，从而保证了正交状态，其本质上防止了一个辅载波与另一个载波相混淆（叫做载波间干扰，或ICI ）。

目前常用的特殊子帧配置是5和7，特别是7，可以提高下行吞吐量。

以上TDD 帧结构的2个重要概念已经总结完了，1个是上下行子帧配比，1个是特殊子帧配比。

资源栅格：One downlink slot T 0=l 1DLsymb -=N l R B D L s u b c a r r i e r RB scN ⨯resource elementsResourceelement),(l k 1RBsc -N上图中，一个RB （Resource Block ）即帧结构中的一个slot 。

TD-LTE技术原理介绍

LTE上行天线技术：接收分集
关键技术
原理
接收机使用来自多个信道的副本信息能比较正确的恢复出原发送信号，从而获得分集增益。手机受电池容量限制，因此在上行链路中采用接收分集也可有效降低手机发射功率
帧结构
物理信道物理层过程
接收分集的主要算法：MRC &IRC
MRC （最大比合并）
• 线性合并后的信噪比达到最大化
计算方法：TS36.213规定，特殊时隙DwPTS如果用于传输数据，那么吞吐量按照正常下行时隙的0.75倍传输。如果采用10:2:2配置，则下行容量为3个正常时隙吞吐量+0.75倍正常时隙吞吐量。如果丢失此 0.75倍传输机会，则损失的吞吐量为0.75/3.75 = 20%
0.7ms
= 1.475ms 0.675ms
PCFICH
PHICH
PDCCH
PBCH PUCCH PDSCH\PUSCH
资源调度单位
REG REG CCE
N/A RB
资源位置
占用4个REG，系统全带宽平均分配时域：下行子帧的第一个OFDM符号最少占用3个REG 时域：下行子帧的第一或前三个OFDM符号下行子帧中前1/2/3个符号中除了PCFICH、 PHICH、参考信号所占用的资源频域：频点中间的72个子载波时域：每无线帧subframe 0第二个slot 位于上行子帧的频域两边边带上除了分配给控制信道及参考信号的资源
上行多址方式—SC-FDMA
关键技术帧结构物理信道物理层过程
和OFDMA相同，将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的
子载波资源分配给不同的用户实现多址。注意不同的是：任一终端使用的
子载波必须连续频率用户A

TDLTE基本原理培训课件

截止2012年9月，全球共签署31张LTE TDD商用网络，11张正式推出商用服务。主要集中在2.6GHz、 2.3GHz频段。
2011年2月，由中国移动主导联合7家运营商发起成立TD-LTE全球发展倡议(GT I)，已发展至48家运营商成员，27家厂商合作伙伴；目前已经有38个运营商计划部署或正在进行试验。
Intel XMM7060 2012 支持3模，包括：G/U/LTE-FDD （13年XMM7162支持5模）
Altair FG3100 2012 支持2模，包括：LTE-TDD/FDD
TD-LTE测试仪表进展情况
网络测试仪表主要包括网规网优类测试仪表以及研发测试仪表：网规网优类测试仪表：国内厂商在技术上已与国外厂家相当，在路测软件、扫频仪等方面已处于领先地位，海思、鼎利、湾流等厂商已经给软银、Clearwire、DoCoMo、KDDI等运营商供货研发类测试仪表：仪表功能和性能比较完备，国内厂商仅在矢量网络分析仪和部分射频类仪表投入研发，总体与国际厂商差距较大
TD-SCDMA网络结构 TD-LTE网络结构
核心网（CN）
Iu Iur
RNC
Iu RNC
Iub Node B
Iub Node B
Iub Node B
Iub Node B
Uu
Uu
EPC
UE
UE
E-UTRAN
用户接入时延
2s100ms
业务端到端时延
100ms20ms
网络结构扁平化优点：提升用户感受、减少网络建
2011年6月R10冻结
➢ 增强的上下行MIMO，支持最高下行8流/上行4流传输
➢ 载波聚合Carrier Aggregation ➢ 无线中继Relay ➢ 增强型小区间干扰协调

《TD-LTE高层信令》帧结构 8

One half-frame, 153600Ts = 5 ms
One slot, Tslot=15360Ts
Hale Waihona Puke 30720TsSubframe #0
One subframe, 30720Ts
DwPTS GP
Subframe #2 UpPTS
Subframe #3
Subframe #4
Subframe #5
控制区域中RE集合，用于映射下行控制信道。
• 每个REG中包含4个数据RE。
四、控制信道单元（CCE）
36RE，9REG组成。
RS
REG n+1
RS
REG n+2
RS
REG n+1
REG n+1
RS
REG n+2 REG n+1
RS
REG n
REG n
RS
REG n
REG n
RS
第一个OFDM符号
一、TDD帧结构
无线帧 = 10ms
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
子帧
时隙8
时隙9
物理资源块
NRBDL
NSCRB 12个子
载波
NSymbDL
资源粒子
二、资源单位-资源块RB
资源单位-资源块RB
一个时隙中，频域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个资源块。
业务信道的资源单位，时域上为1个时隙，频域上为12个子载波。 • 在频域上，每个RB有12个子载波。 • 在时域上，每个RB是0.5ms的时隙。
高层信令 — 帧结构
一、TDD帧结构

LTE每天学习总结—TDD-LTE帧结构详解

LTE帧结构图解帧结构总图：1、同步信号（下行）1-1、PSS（主同步信号）P-SCH (主同步信道）：UE可根据P-SCH获得符号同步和半帧同步。

PSS位于DwPTS 的第三个符号。

占频域中心6个RB。

1-2、SSS（辅同步信号）S-SCH（辅同步信道）：UE根据S-SCH最终获得帧同步，消除5ms模糊度。

SSS位于5ms第一个子帧的最后一个符号。

也占频域中心6个RB，72个子载波，2、参考信号2-2、下行2-1-1、CRS（公共参考信号）时域(端口0和1的CRS位于每个slot第1和倒数第3个符号,端口2和3位于每个slot 第2个符号)频域(每隔6个子载波插入1个)位置：分布于下行子帧全带宽上作用：下行信道估计，调度下行资源，切换测量2-1-2、DRS（专用参考信号）位置：分布于用户所用PDSCH带宽上作用：下行信道估计，调度下行资源，切换测量2-2、上行2-2-1、DMRS（解调参考信号）在PUCCH、PUSCH上传输，用于PUCCH和PUSCH的相关解调，可能映射到以下几个位置：1、PUSCH 每个slot(0.5ms) 一个RS，第四个OFDM symbol2、PUCCH－ACK 每个slot中间三个OFDM symbol为RS3、PUCCH－CQI 每个slot两个参考信号2-2-2、SRS（探测参考信号）可以在普通上行子帧上传输，也可以在UpPTS上传输，位于上行子帧的最后一个SC-FDMA符号，eNB配置UE在某个时频资源上发送sounding以及发送sounding的长度。

、Sounding作用：上行信道估计，选择MCS和上行频率选择性调度TDD系统中，估计上行信道矩阵H，用于下行波束赋形Sounding周期：由高层通过RRC 信令触发UE 发送SRS，包括一次性的SRS 和周期性SRS 两种方式周期性SRS 支持2ms,5ms,10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms, 320ms 八种周期TDD系统中，5ms最多发两次3、下行物理信道3-1、PBCH（物理广播信道）频域：对于不同的系统带宽，都占用中间的1.08MHz （72个子载波）时域：映射在每5ms 无线帧的subframe0的第二个slot的前4个OFDM符号上周期：40ms。

LTE每日一课_LTE理论速度计算(根据帧结构计算)

1.基本概述LTE理论速度的计算，归根结底，还是要统计多少个RE传输下行数据,多少个传输上行数据，多少个RE是系统开销掉的，然后再根据调制方式计算传输块大小。

即吞吐率取决于MAC层调度的选择的TBS，理论吞吐率就是在一定条件下可选择的最大TBS 传输块。

TBS可有RB和MCS的阶数对应表中进行查询可得。

2.计算思路具体计算思路如下：2.1 计算每个子帧中可用RE数量这里要根据协议规定，扣除掉每个子帧中的PSS、SSS、PBCH、PDCCH、CRS等开销，然后可以得到可使用的RE数目。

在这里，PSS、SSS、PBCH是固定的，但是其他系统开销需要考虑到具体的参数配置，如PDCCH符号数、特殊子帧配比、天线端口映射等。

信道映射举例如下：TD-LTE帧结构图（信道、子载波、时隙）2.2 计算RE可携带比特数比特数=RE数*6（2.3 选择子帧TBS传输块依据可用RB数，选择CR（码率）不超过0.93的最大TBS。

2.3.1 码率下表是CQI与码资源利用率的关系，可以看到，即使是使用64QAM调制，最大的码字也不能达到6，最多达到0.926，这里也算是修正我们上一步乘以6bit的一些差值。

2.3.2 MCS与TBS对应关系以20M带宽，100RB计算，对应关系如下表：这里我们根据RE*6*CR的值，在下表中找出比这个值小，但是最接近的TBS块大小，就是该子帧能达到的最大理论速度。

全部的MCS、RB、和TBS的对应关系如附件：MCS与TBS映射.xlsx2.4 累加各子帧的TBS根据时隙配比，累计各个子帧的TBS；如果是双流，还需要乘以2，就可以计算出最高的吞吐量了。

3.下行理论速度计算举栗子配置为：20M带宽，2x2 MIMO,子帧配比1,特殊子帧配比7, PDCCH符号1，所以下行传数的子帧有：0, 1, 4，5, 6, 9。

子帧0：可用RE=(((符号数-PDCCH-PBCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((14-1-4-1)*12-8)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=84384,乘以码率0.93，得78477，查询100RB 对应的TBS,可以选择75376(MCS28)子帧1：可用RE=(((符号数-PDCCH-主同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((10-l-l)*12-8)*6+((10-l)*12-8)*(100-6))*6=59568, 乘以码率0.93，得55398，TBS 选择55056(MCS24)子帧4：可用RE=(((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*RB)*调制系数=(((14-1)*12-12)*100)*6=86400, 乘以码率0.93，得80352，TBS 选择75376(MCS28)子帧5：可用RE=(((符号数-PDCCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)* 每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((14-l-l)*12-12)*6+((14-l)*12-12)*(100-6))*6=85968, 乘以码率0.93，得79950，TBS 选择75376(MCS28)子帧6与子帧1计算相同，子帧9与子帧4计算相同所以下行吞吐率=(子帧0+子帧1+子帧4+子帧5+子帧6+子帧9)*2*100/1000000=(75376+55056+75376+75376+55056+75376)*2*100/1000000=82.323Mbps理论速度对应表如下：4.上行理论速度计算上行计算思路和下行基本一样，只不过上行需要考虑扣除的开销没有下行那么复杂，只需要在时域考虑每个子帧扣除2个符号的DMRS，频域考虑扣除PUCCH占用的RB数，和PRACH周期到来时，再扣除6个RB。

TD-LTE网络技术介绍

D
U D D U
D
D D D D
S
D D D S
U
D D D U
D
D D D U
D
D D D D
转换周期为10ms表示每10ms 有一个特殊时隒。返种配置对时延癿保证略差一些，但是好处是10ms只有一个特殊时隒，所以系统损失的容量相对较小
5:3 17
TD-LTE帧结构-特殊子帧
特殊子帧配置 0 1 2 3 4 5 Normal CP DwPTS 3 9 10 11 12 3 GP 10 4 3 2 1 9 UpPTS 1 1 1 1 1 2 最大覆盖距离 104.11 39.81 29.11 18.41 7.7 93.41 29.11
性能（D频段）
TD-LTE技术性能达到系统设计目标，在相同频率下，可接入距离不LTE FDD基本相当在20MHz载波，上下行时隙配置为2DL:2UL,特殊时隙配置为10:2:2时，性能不LTE FDD (10MHz×2)相当，较TD- SCDMA有显著提升在20MHz载波，上下行时隙配置为3DL:1UL, 特殊时隙配置为10:2:2时 •终端峰值速率：等级3癿终端下行最高80Mbps（理论峰值80Mpbs）优亍FDD等级3终端癿峰值 75Mbps;上行最高8.3Mbps（理论峰值10Mbps），低亍FDD上行理论25Mpbs •小区吞吐量：下行38.3Mbps，优亍FDD 27.4Mbps；上行为6.9Mbps, 理论小亍FDD（测试结果暂缺） •业务时延：21-30ms，比LTE FDD多2-7ms ，迖小亍TD-SCDMA 时延150ms •并发业务用户数：目前各厂家设备每小匙可以支持200个上/下行速率均满足50/100kbps癿用户，约为 TD-SCDMA癿33俰

TD-LTE技术原理

11
UpPTS
关键技术帧结构空间资源帧结构物理信道物理层过程物理信道物理层过程
• UpPTS可以发送短RACH（做随机接入用）和SRS（Sounding参考信号，详细介绍见后）
• 根据系统配置，是否发送短RACH或者SRS都可以用独立的开关控制
• •
因为资源有限（最多仅占两个OFDM符号），UpPTS不能传输上行信令或数据 TD-SCDMA的UpPTS承载Uppch，用来进行随机接入
2DL/5UL 6:2:6
0
1
2
3
4
5
6
1DL/6UL 10:2:2
14
主要内容
帧结构空间资源物理信道物理层过程
1
TD-LTE的时频资源（帧结构及物理信道） TD-LTE的时频资源（帧结构及物理信道）的时频资源
2
TD-LTE的空间资源及应用 TD-LTE的空间资源及应用 TD-LTE物理层信道 TD-LTE物理层信道 TD-LTE物理层链接建立过程 TD-LTE物理层链接建立过程
转换周期为5ms表示每5ms有一个特殊时隙。
1 2 3 4
转换周期为10ms表示每10ms有一个特殊时隙。
5 6
4
TD-LTE帧结构和帧结构和TD-SCDMA帧结构对比帧结构和帧结构对比
关键技术帧结构空间资源帧结构物理信道物理层过程物理信道物理层过程
TD-LTE 半帧 5ms 半帧:
TD-SCDMA 半帧 5ms 半帧:
正常时隙: 0.675ms
都可以指示终端接收或发送数据， #2 #3 #4 #5 #6 #7 保证更短的时延。而TD-S的调度周期为5ms。 4. TD-L的特殊时隙有多种配置方式，

TD-LTE基本原理与物理层介绍v1

Coded symbol rate= R Sub-carrier Mapping CP insertion
DFT
NTX symbols
IFFT
Size-NTX
Size-NFFT
22
LTE多址方式-上行
上行多址方式—SC-FDMA 和OFDMA相同，将传输带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给不同的用户实现多址。注意不同的是：任一终端使用的子载波必须连续
Time
Sub-band：12Sub-carriers
Time frequency resource for User 3
下行多址方式特点
同相位的子载波的波形在时域上直接叠加。因子载波数量多，造成峰均比(PAPR)较高，调制信号的动态范围大，提高了对功放的要求。
power
t
时域波形峰均比示意图
频域
f
4个子载波
sin 2 f1t ,sin 2 f 2t ,sin 2 f 3t ,sin 2 f 4t
OFDM符号周期内 4个子载波
其中载波f1、f2、f3、f4的间隔为 f
载波间正交性的体现：
1 T

T
0
e
j 2 f n t
e
j 2 f m t
1 dt 0
mn mn
21
LTE上行
LTE上行采用SC-FDMA多址技术，即所谓的单载波FDMA技术
相比OFDMA，SC-FDMA降低了PAPR，降低终端的复杂度从而降低成本，延长待机时间 SC-FDMA采用频域实现的方式：DFT-S-OFDM（下图）相比OFDMA，SC-FDMA多了一个DFT运算这个DFT运算使得进行OFDM调制前的所有频域星座点都是UE所有发送数据的线性关系，相比频域星座点由独立的数据决定，降低了PAPR

【【【【LTE学习笔记】】】】

TD-LTE无线帧结构TD-LTE无线帧特殊时隙TD-LTE上下行配比方式TD-LTE特殊子帧配比LTE物理层过程LTE物理层过程TD-LTE关键技术频域多址技术——OFDMA/SC-FDMALTE多址技术的要求更大的带宽和带宽灵活性●随着带宽的增加，OFDMA信号仍将保持正交，而CDMA 的性能容易受到多径的影响。

●在同一个系统，OFDMA可以灵活处理多种系统带宽。

扁平化架构当分组调度的功能位于基站时，可以利用快速调度、包括频域调度来提高小区容量。

频域调度可通过OFDMA实现，而CDMA无法实现。

便于上行功放的实现SC-FDMA相比较OFDMA可以实现更低的峰均比, 有利于终端采用更高效率的功放。

简化多天线操作OFDMA相比较CDMA实现MIMO容易。

OFDM基本思想OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用，是一种多载波传输方式。

多载波传输，即使用多个载波并行传输数据，是相对于单载波传输而言的。

1.把一串高速数据流分解为若干个低速的子数据流——每个子数据流将具有低得多的速率；2.将子数据流放置在对应的子载波上；3.将多个子载波合成，一起进行传输。

OFDM将频域划分为多个子信道，各相邻子信道相互重叠，但不同子信道相互正交，这样可以最大限度地利用频谱资源。

LTE OFDM时频结构循环前缀（CP）多径效应保护间隔子载波间干扰循环前缀OFDM系统框图加入循环前缀，要牺牲一部分时间资源，降低了各个子载波的符号速率和信道容量，优点就是可以有效的抗击多径效应。

峰均比在时域上，OFDM信号是Ｎ路正交子载波信号的叠加，当这Ｎ路信号按相同极性同时取最大值时，OFDM信号将产生最大的峰值。

该峰值信号的功率与信号的平均功率之比，称为峰值平均功率比，简称峰均比(PAPR)。

在OFDM系统中，PAPR与Ｎ有关，Ｎ越大，PAPR的值越大，Ｎ=1024时，PAPR 可达30dB。

TD-LTE系统物理层规范

code words
layers RE RE
antenna ports
SC-FDMA
SC-FDMA
图 5-9 上行物理信道基本处理流程 3）层映射：将复值调制符号映射到一个或者多个传输层。 4）预编码：对将要在各个天线端口上发送的每个传输层上的复数值调制符号进行预编码。 5）映射到资源元素：把每个天线端口的复值调制符号映射到资源元素上。 6）生成 SC-FDMA 信号：为每个天线端口生成复值时域的 SC-FDMA 符号。 3. PUSCH 处理流程 PUSCH 处理流程如图 5-10 所示：
如果 i
<
M
(q) bit
，且 b (q ) (i)
=
x
（ACK/NACK
和
RI
编码时会加入占位符
X），
则
~ b
(q)
(i)
=
1
；
否则，若 b(q) (i) = y （ACK/NACK 和 RI 编码时会加入重复占位符 X），则 b~(q) (i) = b~(q) (i −1) ；
否则，若 b(q) (i) 为数据编码比特、信道质量编码比特、RI 编码比特、ACK/NACK
图 5-4 TDD 帧结构特殊时隙设计 3. Type 2 TDD 帧结构－同步信号设计除了 TDD 固有的特性之外（上下行转换、GP 等），Type2 TDD 帧结构与 Type1 FDD
帧结构主要区别在于同步信号的设计，如图 5-5 所示。LTE 同步信号的周期是 5ms，分为主同步信号（PSS）和辅同步信号（SSS）。LTE TDD 和 FDD 帧结构中，同步信号的位置/相对位置不同。在 Type2 TDD 中，PSS 位于 DwPTS 的第三个符号，SSS 位于 5ms 第一个子帧的最后一个符号；在 Type1 FDD 中，主同步信号和辅同步信号位于 5ms 第一个子帧内前一个时隙的最后两个符号。