【正文】 TDSCDMA長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù) LTE物理層 TD網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)部 梁晉仲 2022年 11月 內(nèi)容 ? 信道帶寬 ? 多址技術(shù) ? 雙工方式與幀結(jié)構(gòu) ? 物理資源概念 ? 子幀結(jié)構(gòu) ? 物理信道 ? 物理信號(hào) ? 物理層過(guò)程 信道帶寬 ? 支持的信道帶寬（ Channel Bandwidth） ? ， ， 5MHz， 10MHz， 15MHz以及 20MHz ? LTE系統(tǒng)上下行的信道帶寬可以不同 ? 下行信道帶寬大小通過(guò)主廣播信息（ MIB）進(jìn)行廣播 ? 上行信道帶寬大小通過(guò)系統(tǒng)信息（ SIB）進(jìn)行廣播 T r an sm i s si o nB an d w i d th [R B ]T r an sm i s si o n B an d w i d th C o n f i g u r at i o n [R B ]C h an n e l B a n d w i d t h [ M H z ]Resource blockChannel edgeChannel edgeD C car r i er (d o w n l i n k o n l y )A cti v e R eso u r c e B l o ck s信道帶寬與傳輸帶寬配置有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系 信道 帶寬 3 5 10 15 20 傳輸帶寬 配置（ RB數(shù)目） 6 15 25 50 75 100 內(nèi)容 ? 信道帶寬 ? 多址技術(shù) ? 雙工方式與幀結(jié)構(gòu) ? 物理資源概念 ? 子幀結(jié)構(gòu) ? 物理信道 ? 物理信號(hào) ? 物理層過(guò)程 ? 下行 OFDM ? 上行 SCFDMA LTE多址方式 ? OFDM即正交頻分多路復(fù)用（ Orthogonal Frequency Division Multiplexing），與傳統(tǒng)的多載波調(diào)制（ MCM）相比， OFDM調(diào)制的各個(gè)子載波間可相互重疊，并且能夠保持各個(gè)子載波之間的正交性。 OFDM原理 ? OFDM的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解為 N個(gè)并行的低速數(shù)據(jù)流，在 N個(gè)子載波上同時(shí)進(jìn)行傳輸。這些在 N子載波上同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號(hào)，構(gòu)成一個(gè) OFDM符號(hào) Bandwidth OFDM原理 ? ???????????????10/210/210239。NkNknjkNckNknjkNckf n TkjksneaeaeanTxx s?????? ?? ??? NkN Nkaacckk 0 039。IDFT IFFT OFDM調(diào)制 OFDM解調(diào) OFDM FFT實(shí)現(xiàn) ? 采樣頻率 Fs ? 采樣周期 Ts ? FFT點(diǎn)數(shù) NFFT ? 子載波間隔△ f ? 有用符號(hào)時(shí)間 Tu ? 循環(huán)前綴時(shí)間 Tcp ? OFDM符號(hào)時(shí)間 TOFDM ? 可用子載波數(shù)目 Nc subcarriers0nN c 1Q A M s y m b o l o n s u b c a r r i e r nOFDMT uTf1?? cpT uT( a ) 頻 域 描 述 ( b ) 時(shí) 域 描 述OFDMTsFFTFfN??關(guān)鍵參數(shù)： △ f , Tcp以及 Nc 采樣頻率以及 FFT點(diǎn)數(shù)與實(shí)現(xiàn)相關(guān) OFDM主要參數(shù) ? 子載波間隔 ? 15kHz，用于單播（ unicast）和多播（ MBSFN）傳輸 ? ，僅僅可以應(yīng)用于獨(dú)立載波的 MBSFN傳輸 ? 子載波數(shù)目 ? 循環(huán)前綴長(zhǎng)度 ? 一個(gè)時(shí)隙中不同 OFDM 符號(hào)的循環(huán)前綴長(zhǎng)度不同 信道帶寬 （ MHz） 3 5 10 15 20 子載波數(shù)目 72 180 300 600 900 1200 LTE系統(tǒng)中，利用 NFFT=2048的采樣周期定義基本時(shí)間單元： Ts = 1/Fs = 1/(15000x2048) 秒 LTE OFDM主要參數(shù) 單載波特性： a) 信號(hào)具有低的峰均比 b) 傳輸帶寬取決于 M DFTSOFDM原理 ? 子載波間隔 ? 15kHz ? 子載波數(shù)目 ? 循環(huán)前綴長(zhǎng)度 ? 一個(gè)時(shí)隙中不同 DFTSOFDM 符號(hào)的循環(huán)前綴長(zhǎng)度不同 信道帶寬 （ MHz） 3 5 10 15 20 子載波數(shù)目 72 180 300 600 900 1200 LTE DFTSOFDM關(guān)鍵參數(shù) 內(nèi)容 ? 信道帶寬 ? 多址技術(shù) ? 雙工方式與幀結(jié)構(gòu) ? 物理資源概念 ? 子幀結(jié)構(gòu) ? 物理信道 ? 物理信號(hào) ? 物理層過(guò)程 f DLf ULFD Df DLf ULha lf du p lex F DDf DL/ ULTD DFDD: 上行傳輸和下行傳輸在不同的載波頻段上進(jìn)行 TDD: 上行傳輸和下行傳輸在相同的載波頻段上進(jìn)行 基站 /終端在不同的時(shí)間進(jìn)行信道的發(fā)送 /接收或者接收 /發(fā)送 HFDD: 上行傳輸和下行傳輸在不同的載波頻段上進(jìn)行 基站 /終端在不同的時(shí)間進(jìn)行信道的發(fā)送 /接收或者接收 /發(fā)送 HFDD與 FDD的差別在于終端不允許同時(shí)進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送與接收， 即 HFDD基站與 FDD基站相同，但是 HFDD終端相對(duì) FDD終端可以簡(jiǎn)化， 只保留一套收發(fā)信機(jī)并節(jié)省雙工器的成本。 雙工方式 ? TDU R T T / 2e N BU ETD UTU E , R x T xD LD LU LU L傳輸時(shí)延與終端接收 /發(fā)送轉(zhuǎn)換： TDU ≥ RTT + TUE,RxTx 基 站 a基 站 bR T T a / 2R T T b / 2避免基站間的干擾： TDU ≥ RTTa/2 +RTTb/2 TDD保護(hù)間隔 ? TUD e N BU EU LTU D ≥ Te N o d e B , R x T xT A = R T T / 2D LU L D LR T T + TU D TU E , T x R x一般情況下，幀結(jié)構(gòu)中需要保留上行與下行之間的保護(hù)間隔，用于基站的接收與發(fā)送轉(zhuǎn)換 TDD保護(hù)間隔 ? TUD e N BU EU LTU DD LU L D LR T T + TU D D LD Le N BU LG P = TD U + TU DD LD LTD U T A = R T T / 2 + TU DLTE TDD系統(tǒng)中的 TUD，通過(guò)定時(shí)提前來(lái)創(chuàng)造 TDD保護(hù)間隔 ? FDD幀結(jié)構(gòu) 幀結(jié)構(gòu)類型 1，適用于 FDD與 HD FDD ? 一個(gè)長(zhǎng)度為 10ms的無(wú)線幀由 10個(gè)長(zhǎng)度為 1ms的子幀構(gòu)成 ? 每個(gè)子幀由兩個(gè)長(zhǎng)度為 0 1 2 3 1 9 1 8O n e r a d i o f r a m e , Tf = 3 0 7 2 0 0 Ts = 1 0 m sO n e s l o t , Ts l o t = 1 5 3 6 0 Ts = 0 . 5 m sO n e s u b f r a m e幀結(jié)構(gòu) ? TDD幀結(jié)構(gòu) 幀結(jié)構(gòu)類型 2，適用于 TDD ? 一個(gè)長(zhǎng)度為 10ms的無(wú)線幀由 2個(gè)長(zhǎng)度為 5ms的半幀構(gòu)成 ? 每個(gè)半幀由 5個(gè)長(zhǎng)度為 1ms的子幀構(gòu)成 ? 常規(guī)子幀：由兩個(gè)長(zhǎng)度為 ? 特殊子幀：由 DwPTS、 GP以及 UpPTS構(gòu)成 ? 支持 5ms和 10ms DL?UL切換點(diǎn)周期 ? 5ms DL?UL切換周期：特殊子幀在兩個(gè)半幀中都存在 ? 10ms DL?UL切換周期：特殊子幀只在第一個(gè)半幀中存在 O n e s l o t , Ts l o t= 1 5 3 6 0 TsG P U p P T SD w P T SO n e r a d i o f r a m e , Tf = 3 0 7 2 0 0 Ts = 1 0 m sO n e h a l f f r a m e , 1 5 3 6 0 0 Ts = 5 m s3 0 7 2 0 TsO n e s u b f r a m e , 3 0 7 2 0 TsG P U p P T SD w P T SS u b f r a m e 2 S u b f r a m e 3 S u b f r a m e 4S u b f r a m e 0 S u b f r a m e 5 S u b f r a m e 7 S u b f r a m e 8 S u b f r a m e 9? 子幀 0，子幀 5以及 DwPTS永遠(yuǎn)是下行 ? UpPTS以及 UpPTS之后的第一個(gè)子幀永遠(yuǎn)為上行 幀結(jié)構(gòu) ? TDD幀結(jié)構(gòu) ? 上下行配置 上下行配置 DL?UL切換點(diǎn)周期 子幀序號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5 ms D S U U U D S U U U 1 5 ms D S U U D D S U U D 2 5 ms D S U D D D S U D D 3 10 ms D S U U U D D D D D 4 10 ms D S U U D D D D D D 5 10 ms D S U D D D D D D D 6 5 ms D S U U U D S U U D 幀結(jié)構(gòu) ? TDD幀結(jié)構(gòu) ? 特殊子幀配置 特殊子幀配置 常規(guī) CP 擴(kuò)展 CP DwPTS GP UpPTS DwPTS GP UpPTS 0 3 10 1 3 8 1 1 9 4 8 3 2 10 3 9 2 3 11 2 10 1 4 12 1 3 7 2 5 3 9 2 8 2 6 9 3 9 1 7 10 2 8 11 1 幀結(jié)構(gòu) 內(nèi)容 ? 信道帶寬 ? 多址技術(shù) ? 雙工方式與幀結(jié)構(gòu) ? 物理資源概念 ? 子幀結(jié)構(gòu) ? 物理信道 ? 物理信號(hào) ? 物理層過(guò)程 ? 基本時(shí)間單位 ? 天線端口 ? LTE使用天線端口來(lái)區(qū)分空間上的資源。 天線端口的定義是從 接收機(jī) 的角度來(lái)定義的，即如果接收機(jī)需要區(qū)分資源在空間上的差別，就需要定義多