TD-LTE帧结构及速率分析
TD-LTE帧结构图(信道、子载波、时隙)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1124 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580PSS:时域(1号和6号子帧的第3个符号),频域(中心SSS:时域(0号和5号子帧最后一个符号),频域(中心CRS:时域(端口0和1的CRS位于每个slot第1和倒数第3个符号, PUCCH&PRACH:PRACH(频域:每个PRACH占用6个RB的带宽,可以处PUSCH DM RS:时域(占用每个slot的中间符号),频PUCCH DM RS:时域(占用中间3个符号,或者第2和倒SRS:时频位置均由配置决定,时频配置主要为offset,频域长宽PBCH:时域(子帧0时隙1的前4个符号),频域(6个RB共72个RE),预留其他天线CRS下行公共区域:包括PCFICH,PHICH,PDCCH,时域(下行子帧的前(中心频点上下共6个RB)域(中心频点上下共6个RB)lot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)H占用6个RB的带宽,可以处于除了PUCCH外其他的位置,时域:1~3个子帧,由配置确定;每个无线帧最多6个PRACH),PUC 号),频域(与数据区共存)第2和倒数第2个),时域与PUCCH同带宽),PRACH无DMRS置主要为offset,频域长宽包括多种情况),频域(6个RB共72个RE),需要去除CRS的预留.DCCH,时域(下行子帧的前N个符号除了CRS外的其他资源)(DwPTS的?)线帧最多6个PRACH),PUCCH(1个PUCCH频域上占用1个RB,时域上占用1个子帧,即2个slot;PUCCH处于频带两端.分布由H处于频带两端.分布由配置决定).249344469.xlsx文档密级249344469.xlsx文档密级。
LTE帧结构及物理层-讲解剖析
MCH
Downlink Transport channels
RACH
UL - SCH
Uplink Transport channels
-
PDCCH
PBCH
PDSCH
PMCH
Downlink Physical channels
PUCCH
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。
广播消息
• MIB在PBCH上传输,包含了接入LTE 系统所需要的最基本的信息：
• 系统带宽 • 系统帧号(SFN） • PHICH配置
• SIB承载在PDSCH ，携带信息和TD-S的类 似，例如： • PLMN SIB 1 • Track area code • 小区ID • UE公共的无线资源配置信息 SIB 2 • 同、异频或不同技术网络的 SIB 3~8 小区重选参数、切换参数
小区物理ID（PCI）
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
基本概念 LTE系统提供504个物理层小区ID(即PCI)，和TD-SCDMA系统的128个扰码概 念类似。网管配置时，为小区配置0～503之间的一个号码即可 小区ID获取方式
• 在TD-SCDMA系统中，UE解出小区扰码序列（共有128种可能性），即 可获得该小区物理ID • LTE的方式类似，UE需要解出两个序列：
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系统帧结构
帧结构对于TDD 系统来说，因为上下行是同一工作频率，所以帧结构需要同时给出上下行占用资源的时间和位置等信息。
出上下行占用资源的时间和位置等信息。
一个无线帧至少包括下行传输、一个无线帧至少包括下行传输、一个无线帧至少包括下行传输、上行传上行传输和保护间隔输和保护间隔（（GP ,Guard Period ）三部分。
GP 位于下行转换为上行的时刻，位于下行转换为上行的时刻，主要主要作用是保护下行信号对上行信号的干扰。
作用是保护下行信号对上行信号的干扰。
TD-LTE 物理层帧结构如下图所示：10ms 的无线帧包含两个半帧，长度各为T=5ms 。
每个半帧包含5个子帧，长度为1ms 。
图1 TDD 物理层帧结构对于TDD ，上下行在时间上分开，载波频率相同，即在每10ms 周期内，上下行总共有10个子帧可用，每个子帧或者上行或者下行。
TDD 帧结构中，每个无线帧首先分割为2个5ms 的半帧，可以分为5ms 周期和10ms 周期两类，便于灵活地灵活地 支持不同配比的上下行业务。
在5ms 周期中，子帧1和子帧6固定配置为特殊子帧；10ms 周期中，子帧1固定配置为特殊子帧。
没一个子帧由DwPTS 、GP 和UpPTS3个特殊时隙组成，其帧结构特点如下：（1）上下行时序配置中，支持5ms 和10ms 的下行到上行的切换周期； （2）对于5ms 的下行到上行切换周期，每个5ms 的半帧中配置一个特殊子帧；帧；（3）对于10ms 的下行到上行切换点周期，在第一个5ms 子帧中配置特殊子帧；子帧；（4）子帧0、5和DwPTS 时隙总是用于下行数据传输。
UpPTS 及其相连的第一个子帧总是用于上行传输。
第一个子帧总是用于上行传输。
特殊子帧的配置见下图：特殊子帧的配置见下图：图2 TD-LTE特殊子帧配置表相对于FDD系统，TDD系统可以更灵活地配置具体的上下行资源比例。
对种配置：于5ms周期的帧结构，即两个半帧时隙比例一致，包括以下4种配置：（1）配置0：1DL+DwPTS+3UL; （2）配置1：2DL+DwPTS+2UL; （3）配置2：3DL+DwPTS+1UL; （4）配置6：3DL+2 X DwPTS+5UL; 种配置： 对于10ms周期的帧结构，即两个半帧时隙比例不一致，包括以下3种配置：（1）配置3：6DL+DwPTS+3UL; （2）配置4：7DL+DwPTS+2UL; （3）配置5：8DL+DwPTS+1UL; （4）配置7：保留; 具体时隙配置如下图：具体时隙配置如下图：图3 TD-LTE上下行时隙配置表。
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
TD-LTE学习总结
1、TD-LTE帧结构:帧长10ms，半帧5ms，子帧1ms，时隙0.5ms，一个时隙包含7个OFDM符号，特殊子帧DwPTS + GP + UpPTS = 1ms。
PRB=占用的子载波总数/每时隙数占用的子载波数=72/12（数据业务资源最小分配单位是12个子载频）=62、TD-LTE上下行配比TD-LTE的上下行分配方式有7中，编号0~6，目前网络配置采用5ms转换周期，编号2配置，如右表配置：3、特殊子帧的位置以5ms为转换周期配置时，特殊子帧位于第二个子帧，以5ms为出现周期，位于下一个5ms半帧的第二个子帧4、特殊子帧协议配置关系表根据TDS与TDL上行对齐原则，目前选用特殊子帧配置编号5。
目前厂商支持编号5、7配置。
TDS与TDL共模时如何根据TDS的时隙配比进行TDL特殊子帧的配置计算？当TDS和TDL共存时，为了保证某时刻上行和下行不能交叉，要求TDS和TDL的上下行时隙的转换点要一致。
TDS帧结构：1个无线帧10ms，由2个子帧构成，每个子帧由7个常规时隙+3个特殊时隙（DwPTS/GP/UpPTS）构成TDL帧结构：1个无线帧10ms，由2个半帧构成，每个半帧由5个子帧，即4个常规子帧+1个特殊子帧（DwPTS/GP/UpPTS）构成虽然TDS的子帧周期和TDL的半帧周期都是5ms，但是由于时隙长度不同，存在上下行转换要求一致的问题。
在TDS采用4:2配置（即DSSSUUDDDD）时，TDL的7种时隙配置经过计算，DL:UL（3:1，对应DSUDD）+特殊子帧（3:9:2）能满足这种需求，时隙分布见附图。
图说明：1）TDL帧前置700微秒2）TDS和TDL有2次上下行转换点（第1个转换点：利用TDL的GP 9个符号较长的特点，TDS的DL->UL的转换恰好落在TDL的GP内，TDL和TDS 2者无干扰；第2个转换点：TDL的上行时隙和TDS的第2个上行时隙的结束点对齐，保证了下一个时隙均是各自的下行）在这种配置下，能够最大节约TDL资源的浪费，即使如此，仍有6～8个TDL符号空置没有用，再加上3:9:2配置时DwPTS无法共享资源给PDSCH传下行数据，结果造成F频段TDL和TDS共存时，约有20%左右的资源被浪费。
《TD-LTE高层信令》帧结构 8
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帧结构与速率计算
#0
#1
#2
#3
#18
#19
One subframe
帧结构特点： 每个10ms无线帧，分为20个时隙，10个子帧 每个子帧1ms，包含2个时隙，每个时隙0.5ms 上行和下行传输在不同频率上进行
TDD帧结构
帧结构特点： 每个10ms无线帧，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 普通子帧由两个0.5ms的时隙组成，特殊子帧由3个特殊时隙（DwPTS、GP 和UpPTS）组成 TD－LTE支持５ｍｓ和10ms的上下行转换点，转换周期为5ms时一个帧有两 个特殊时隙。
在常规CP上，一个资源块包括7个SC— FDMA符号（下行时OFDM符号）
LTE子载波间隔是15kHz,一个资源块占用 的带宽是180kHz.
LLTE系统支持6种不同的传输带宽，分别为1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz、20 MHz对应RB数：
带宽
1.6
3
5
10
15
OFDM符合个数
3、采用QPSK调制，指示一个子帧中用于传输PDCCH的OFDM符号数、传输
格式；
4、小区级shift，随机化干扰
PDCCH QPSK
用于指示PDSCH相关的传 输格式，资源分配， HARQ信息等
1、频域：占用全带宽； 2、时域：占用每个子帧的前n个OFDM符号，n<=3 3、用于发送上/下行资源调度信息、功控命令等，通过下行控制信息块 DCI承载。不同用户使用不同的DCI资源。
LTE帧结构与速率计算
一、LTE帧结构
• FDD—LTE帧结构
频分双工，上下行用频率区分，上下行的资源在时间上 是连续的。
LTE速率计算
TD-LTE的最高下行速率计算LTE TDD帧结构在TDD帧结构中，一个特殊子帧的大小是1ms，就是两个资源模块RB，一个RB占7个OFDM符号，所以一个特殊子帧占14个OFDM符号，但是不管特殊子帧内部结构如何变换，其大小都是1ms。
1、计算方法:根据TD-LTE的帧结构，采用5ms的周期，最大是3个下行子帧+1个上行子帧，另外DwPTS也可以承载下行数据，最多是12个符号。
因此，5ms周期最多可以传3*14+12=54个符号，当使用20M带宽时，有1200个子载波，以最高效的64QAM计算，5ms周期内可传 54*1200*6=0. 3888M比特的数据，也就是最高下行速率为77.76Mbps。
注意，这是没有使用MIMO。
使用MIMO后，最高下行速率为 155.52Mbps。
当然，大家都知道每个子帧控制信息都占用至少一个符号，因此业务数据最多可占用50个符号，也就是不使用MIMO，最高下行速率为72Mbps；使用MIMO后，最高下行速率为144Mbps。
这还只是粗略计算，因为参考信号以及同步信号都会占用符号的部分或全部，因此最终的最高下行速率低于144Mbps。
据中兴宣称，其最高速率为1 30Mbps。
2 参考信号的占用情况与MIMO是否使用有关。
a. 没有MIMO，每个RB中会分布有8个参考信号，因为第一个符号已经用于控制部分，不用重复计算，因此会占用6个调制符号的位置，也就是每个子帧占用的比特数为：6*6（64QAM）*4（3下+DwPTS）*100（RB数量）=14.4kb而1秒有200个子帧，对应速率为2.88Mbpsb. 有MIMO，每个RB中会分布有16个参考信号，因为第一个符号已经用于控制部分，不用重复计算，因此会占用12个调制符号的位置，也就是每个子帧占用的比特数为：12*6（64QAM）*2（MIMO）*4（3下+DwPTS）*100=57.6kb对应速率为11.52Mbps。
TD-LTE不同时隙配比下的速率计算方法
RE
Site Selection and Survey Principle | Ericsson Internal | 2012-11-01 | Page 9
TD-LTE最高传输速率计算
计算条件：（下行） 按20MHz信道带宽计算 按64QAM调制方式计算 按常规CP计算，Dwpts内至少含控制符号数2个 以上下行子帧配置1（2:2），特殊子帧配置7（10:2:2）为例 MIMO：DL2×2 码率：0.93（最高码率） 1个正常子帧的bit数＝RB数×（每个RB的SC数×（子帧内符号数－控制 区域符号数）－RS参考符号数）×调制阶数×码率＝100×（12×（14－ 2）－12）×6×0.93＝73656bit 1个特殊子帧的bit数＝RB数×（每个RB的SC数×（DwPTS内符号数－ 控制区域符号数）－RS参考符号数）×调制阶数×码率＝100×（12×（ 14－4－2）－8）×6×0.93＝49104bit TD-LTE最高传输速率＝2×（2×73656+49104）bit/5ms＝78.566Mbps
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无线帧结构2（10ms=2*（1ms特殊子帧+4*1数据子 帧）
每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1 个特殊子帧组成 特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms 支持5ms和10ms上下行切换点 子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送
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TD-LTE理论速率计算方法
TD-LTE理论速率计算方法决定UE传输速率的因素有三个：1. RB数2. 调制编码方式3. Layer数（单流还是双流）1. 确定RB数和调制编码方式LTE一共有28种调制编码方式（MCS：Modulation and Coding Scheme），见下表最左边一列。
当UE处在不同的无线信道环境时，系统会以目标BLER值做参考，选择一个MCS。
关于RB数，系统会根据当前的资源以及UE承载的优先级，分配一定数量的RB。
在TS36.213的7.1.7.2.1节，可以查询给定MCS和RB数， 1ms内传输的bit。
举例：计算TD-LTE的峰值速率。
在峰值速率时，系统为UE选择最高阶调制编码方式MCS28（对应的TBS是26）并调度所有RB（ 20M带宽下100个）。
在上面的表中，查出1ms传输75376 bit（标黄的那个）。
如果上下行时隙配比是2:2，一个5ms 的TD-LTE半帧里有2个下行时隙。
如果特殊时隙也传输数据，特殊时隙的数据按照0.75倍的正常时隙速率计算。
所以5ms内的下行速率是： 75376×（2 +0.75） = 207284 bit扩展到1秒，下行速率是，207284×200 = 41456800 bit = 41.4568Mbps2、确定单双流请注意，上面算出的是单流的速率。
如果是双流，需要查询TS36.213的7.1.7.2.2节另一个针对双流的速率表。
1个下行子帧可以发送75376 bit ，一个特殊子帧（比如10：2：2）可以发送55056 bit。
F:20MHZ，时隙配比1:3 2×2MIMO 特殊子帧3：9：2 10ms内6个下行子帧， 75376×6×100×2＝90.45mbps 。
D:20MHZ，时隙配比1:3 2×2MIMO 特殊子帧10：2：2 10ms内6个下行子帧，2个特殊子帧（75376×6+55056*2）×100×2=112.5mbps20MHZ，时隙配比2:2 2×2MIMO 特殊子帧10：2：2 10ms内4个下行子帧，2个特殊子帧（75376×4+55056*2）×100×2=82.3mbps上行，3：1是10Mbps，2：2是20Mbps。
LTE最大速率计算
6/6
1. 计算
所以： 20MHz 带宽是 100 个资源块 RB*每个 RB 有 12 个子 载波 SC*每个 SC 常规 CP 有 14 个 OFDM 符号（一个子帧） *64QAM 调制时每个符号携带 6bit 信息 *2 个天线的 MIMO*75%有效业务信息*9/10 时分复用下行占比 =100*12*14*6*2*0.75*0.9/0.001 =136.080Mbit/s 每个 RB 有 12 个子载波 SC*每个 SC 常规 CP 有 14 个 OFDM 符号（一个子帧）=资源单元个数
6592 Ts 19760 Ts 21952 Ts 24144 Ts 26336 Ts 6592 Ts 19760 Ts 21952 Ts 24144 Ts 13168 Ts 4384 Ts 5120 Ts 2192 Ts 2560 Ts
7680 Ts 20480 Ts 23040 Ts 25600 Ts 7680 Ts 20480 Ts 23040 Ts 12800 Ts
一个时隙tslot15360tsgpupptsdwpts一个无线帧tf10ms一个半帧153600tsms30720ts一个子帧30720tsgpupptsdwpts一个无线帧10ms包含10个子帧9个普通子帧一个或者两个特殊子帧一个无线帧分为两个半帧每个半帧5ms每个子帧1ms普通子帧有两个时隙每个时隙05ms每个时隙6个ofdm符号
S 特殊子帧域 D>>U，所以按 D 算：
4/6
1ms
10 ms 下行 上行
5ms 周期
{
{
DL:UL=2:3 DL:UL=3:2 DL:UL=4:1
DL:UL=5:5 DL:UL=7:3 DL:UL=8:2 DL:UL=9:1
TD-LTE物理层上下行理论峰值速率计算分析
TD-LTE物理层上下行理论峰值速率计算分析作者：李婷来源：《赤峰学院学报·自然科学版》 2014年第15期李婷（福建工程学院国脉信息学院，福建福州 350004）摘要：通过分析TD-LTE的帧结构，结合TD-LTE上下行链路的信道定义，分析了TD-LTE物理层上下行理论峰值速率的计算方法.计算得出不同子帧配比时的具体数值，进而说明TDD比FDD在速率调整上更具灵活性和优势.关键词：TD-LTE；理论速率；帧结构；开销中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1673-260X（2014）08-0024-021 引言随着工信部4G牌照的发放，中国大陆也进入了全面铺开4G网络的进程，TD-LTE的应用热潮将随之而至.关于TD-LTE的相关技术必然被越来越多的业内人士所关注和提及.在众多的讨论声中，不论专业人士还是普通用户最多提及的一个技术词汇就是TD-LTE能够达到的最大速率，即峰值速率.实际应用中由于系统配置不同、无线环境变化、使用终端型号等因素影响，峰值速率是会变化的值，只能给出下行100Mbps以上，上行50Mbps以上的大致范围而无法给出一个确定数据.但理论上，针对不同的系统配置，在不考虑无线环境的不良影响时，TD-LTE的物理层上下行峰值速率是可以计算的，即为定值.2 TD-LTE无线帧结构一个10ms的TDD无线帧由两个5ms的半帧构成.每个半帧由8个常规时隙（长度相同，共4ms）和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙（长度可配置，总长度为1ms）构成[1].TDD每个特殊子帧会作为下行到上行的转换点，在[1]中7种分配策略里，子帧6是否含有特殊时隙对应上下行子帧切换点周期为5ms或是10ms.3 上下行链路开销分析普通子帧的下行链路开销由下行共享信道（PDSCH）的控制信息、下行同步信号、下行参考信号（本文仅涉及到其中的CRS）、物理广播信道（PBCH）、物理控制格式指示信道（PCFICH）、物理HARQ指示信道（PHICH）、物理下行控制信道（PDCCH）和物理多播信道（PMCH）这些用于承载非业务数据资源在普通子帧上占用资源粒子（RE）资源粒子（RE）构成的.上行链路开销则由物理随机接入信道（PRACH）、物理上行共享信道（PUSCH）的控制信息以及物理上行控制信道（PUCCH）占用RE构成.[1]因此，上下行链路开销占用的RE总数即为以上上下行非业务数据所占的RE数总和.4 理论峰值计算分析物理层吞吐量取决于MAC层调度选择的传输块大小（TBS），理论峰值吞吐率就是在一定条件下计算可以选择的最大TBS.TBS由资源块（RB）数和调制编码方式（MCS）的阶数查表得到，具体计算思路如下：（1）针对每个子帧计算可用的RE数：可用RE数=信道占用RE数－每个子帧里非业务数据资源占用的开销；（2）计算每个子帧RE可携带的比特数：可携带比特数=可用RE数×调制系数（在此选择最大的调制阶数6，对应的编码方式为64QAM）；（3）依据可用的RB数选择满足编码效率（CR，由于CFI限制，编码效率最大为0.93）的TBS，由CR=TBS/可携带比特数，得到TBS=可携带比特数×CR，当CR=0.93时TBS取得最大值；（4）根据时隙配比累加各个子帧的TBS（若为双码字则将结果乘以2），计算出最终吞吐率即为峰值速率.另外由于每个半帧有5个子帧，每个子帧1000bit得到峰值速率的计算公式为：以20MHz带宽（此时物理资源最多为100RB，每个RB含12个子载波），2×2MIMO，子帧配比1（DL：UL=1:1），特殊子帧配比7（10:2:2，符号数为14），PDCCH和PBCH各1符号，编码方式64QAM为例进行计算：根据表1，下行子帧有：0、1、4、5、6、9.分别计算各子帧的TBS：子帧0：可用RE=（（（符号数-PDCCH-PBCH-同步信号）*每RB子载波数-CRS）*6RB+（（符号数-PDCCH）*每RB子载波数-CRS）*剩余RB数）*调制系数=（（（14-1- 4-1）*12-8）*6+（（14-1）*12-12）*（100-6））*6=84384＞75376（100RB对应的TBS），因此TBS选择75376（MCS28）.子帧1：可用RE=（（（符号数-PDCCH-主同步）*每RB子载波数-CRS）*6RB+（（符号数-PDCCH）*每RB子载波数-CRS）*剩余RB数）*调制系数=（（（10-1-1）*12-8）*6+（（10-1）*12-8）*（100-6））*6=59568，TBS选择55056（MCS24）.子帧4：可用RE=（（（符号数-PDCCH）*每RB子载波数-CRS）*总RB数）*调制系数=（（（14-1）*12-12）*100）*6=86400，TBS选择75376（MCS28）.子帧5：可用RE=（（（符号数-PDCCH–辅同步）*每RB子载波数-CRS）*6RB+（（符号数-PDCCH）*每RB子载波数-CRS）*剩余RB数）*调制系数=（（（14-1-1）*12-12）*6+（（14-1）*12-12）*（100-6））*6=85968，TBS选择75376（MCS28）.子帧6和子帧9分别与子帧1和子帧4计算方法相同.下行峰值速率=（（75376+55056+75376+75376+55056 +75376）/5）*1000=82.323Mbps同样以PUCCH 16RB，PRACH周期为5ms为例计算，上行子帧有2、3、7、8，假设PRACH在子帧3和子帧8：子帧2：可用RE=（（符号数-DMRS）*每RB子载波数*（总RB数-PUCCH））*调制系数=（（14-2）*12*（100-16））*6=72576，TBS选择61664（MCS28）；子帧3：可用RE=（（符号数-DMRS）*每RB子载波数*（总RB数-PUCCH-PRACH））*调制系数=（（14-2）*12*（100-16-6））*6=67392，TBS选择57336（MCS28）；子帧7和子帧8分别与子帧2和子帧3计算方法相同.上行峰值速率=（（61664+57336）*2/5）*1000=23.8Mbps.按以上方法分别计算20MHz带宽时不同子帧配比、不同特殊子帧配比以及PRACH周期时的单小区物理上下行理论峰值速率,用户的峰值速率还受到终端设备类型的影响，LTE协议中规定了不同类型终端的最大吞吐量，见表1终端类型为CAT3，CAT4，CAT5时的上下行理论峰值速率：5 总结本文通过分析TD-LTE的帧结构和链路开销，得到计算TD-LTE物理层理论峰值的方法，进而得到如表1所示的结果.可以看出TDD可以根据不同的子帧和特殊子帧的配比对上下行峰值速率进行调整.FDD的一个无线帧为长度10ms而没有再细分成长度为5ms的半帧且其帧结构中不包含TDD特殊子帧所含有的DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙，因此FDD的上下行峰值速率不能通过帧配比来进行.可见，TD-LTE在速率上更能够满足不同业务的需求，应用更加灵活也更具优势.参考文献：〔1〕易睿得，赵治，等.LTE系统原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2012.144~170.〔2〕3GPP TS 36.213 V8.6.0(2009-03). 第三代合作伙伴计划(3GPP)物理层协议，2009.〔3〕康海欢.TD-LTE物理层下行理论峰值速率分析[J].互联网天地，2013（5）：28~31.〔4〕朱震海，张真桢，等.TD-LTE链路开销及峰值速率探讨[J].电信工程技术与标准化，2012（7）：69~73.。
td-lte帧结构 调度单元长度
在过去的几年里，LTE网络已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而在LTE网络中，TD-LTE（时分双工长期演进）技术也是其中的一种重要的通信标准。
在这篇文章中，我将会详细地探讨TD-LTE帧结构和调度单元长度的相关知识，并共享一些个人的观点和理解。
一、TD-LTE帧结构1. TD-LTE是LTE标准中一种特殊的通信方式，它使用了时分复用的技术，将上行和下行的通信时间分割成不同的时隙，以实现双工通信。
在TD-LTE中，帧是通信的基本时间单位，而帧结构则规定了帧中子帧的排列方式和时隙的分配规则。
2. TD-LTE帧结构包括了帧的长度、子帧的数量和时隙的分配方式等内容。
在TD-LTE中，帧的长度通常是10毫秒，而每个帧又被分为10个相等长度的子帧。
这种结构的设计可以很好地适应移动通信中快速变化的信道条件，提高通信的稳定性和可靠性。
3. TD-LTE帧结构还规定了不同类型的子帧，如特定用途子帧和正常子帧等。
这些子帧的存在使得TD-LTE网络能够更灵活地适应不同类型的通信需求，实现数据的高效传输和处理。
二、调度单元长度1. 调度单元是TD-LTE网络中的一个重要概念，它指的是调度的最小单位，用于在上行和下行通信中分配资源，实现数据的传输和接收。
调度单元的长度取决于子帧的配置方式，通常可以是一个时隙或者多个时隙的组合。
2. 在TD-LTE网络中，调度单元的长度对于通信的效率和灵活性有着重要的影响。
较短的调度单元长度可以提高资源的利用率，适应瞬时的通信需求；而较长的调度单元长度则可以减少调度的开销，简化通信的管理和控制。
三、个人观点与总结TD-LTE帧结构和调度单元长度是TD-LTE网络中两个非常重要的概念。
通过合理的帧结构设计和调度单元长度选择，可以有效地提高通信的性能和效率，满足用户对于高速、稳定通信的需求。
在TD-LTE的发展过程中，不断优化帧结构和调度单元长度，降低通信的时延和开销，提高网络的吞吐量和可靠性是非常重要的。
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TD-LTE帧结构及速率分析
TD-LTE帧结构与物理层
Figure 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，每个时隙6 或7 个OFDM 符号，这与FDD1型帧是一致的，差别主要是特殊时隙。
上下行配比方式：
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。
特殊子帧包括DwPTS，GP，UpPTS 三个域，配置由下表4.2-1：
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 ）。
Ts=1/(15000*2048)S=1000/30720s=1/31720ms
对于常规CP来说，特殊时隙的配置如下：
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：
上图中，一个RB（Resource Block）即帧结构中的一个slot。
在使用常规CP时，1个RB=7个symbol×12个子载波。
如此划分出的每一个小格子称为RE（Resource Element）。
下表是不同CP配置下，symbol和子载波的对应关系。
在1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz带宽中，系统分别使用6个、15个、25个、50个、75个和100个RB。
下面，我们以20MHz系统带宽、常规CP为例，2×2 MIMO估算UE此时的吞吐量。
由帧结构和资源栅格结构可以得到每个子帧内的RE数目为：
12 subcarriers ×7 OFDMA symbols ×100 resource blocks ×2 slots= 16800 REs
每一个RE携带一个modulation symbol，即每个子帧包含16800个modulation symbol。
64QAM调制编码方式每个modulation symbol携带6 bit数据，所以每个子帧可携带的数据为：
16800 modulation symbols ×6 bits = 100800 bits
一个子帧可携带100800 bit数据，换句话说，1ms可以传输100800 bit数据。
那么每秒传输的数据为：
100800 bits / 1ms = 100.8Mbps
QPSK、16QAM、64QAM三种调制方式，含义是QPSK每符号调制2bit数据，16QAM 每符号调制4bit数据，64QAM每符号调制6bit数据。