3GPP TS 36.211 V9.1.0
1 概述
LTE 采用了与3G 不同的空中接口技术,采用基于OFDM 技术的空中接口设计。在系统中采用了基于分组交换的设计思想,即使用共享信道,物理层不再提供专用信道。系统支持FDD和TDD两种双工方式。
2 多址方式
LTE 采用OFDMA 作为下行多址方式;采用SC-FDMA作为上行多址方式。在LTE 中,之所以选择SC-FDMA(单载波)作为上行多址方式,是因为与OFDM相比,SC-FDMA具有单载波的特性,因而其发送信号峰均比较低,在上行功放要求相同的情况下,可以提到上行的功率效率。
3 无线帧结构
LTE 在空中接口上支持两种帧结构:Type1和Type2,分别对应两种双工方式,其中Type1用于FDD;Type2用于TDD,无线帧长度为10ms。 3.1 Type1 FDD 帧结构(FS1)
在FDD中,10ms的无线帧分为10个长度为1ms的子帧(subframe),每个子帧由两个长度为0.5ms的时隙(slot)组成。其结构如下:
One radio frame, Tf = 307200Ts = 10 msOne slot, Tslot = 15360Ts = 0.5 ms#0#1#2#3#18#19One subframe
特别地,在半双工FDD(H-FDD)中,基站仍采用全双工FDD方式,终端的发送信号和接收信号,虽然分别在不同的频带上传输,采用成对频谱,但其接收信号和发送信号不能同时进行,即:终端的发送信号和接收信号的方式同TDD相似。也就是说:在同一时间,终端对同一用户不能同时接收和发送信号,但对不同用户可以。
3.2 Type2 TDD 帧结构(FS2)
在TDD中,10ms的无线帧由两个长度为5ms的半帧(half Frame)组成,每个半帧由5个长度为1ms的子帧组成,其中有4个常规子帧和1个特殊子帧。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:上行导频时隙(UpPTS)、保护间隔(GP)和下行导频时隙(DwPTS)组成。其结构如下:
One radio frame, Tf = 307200Ts = 10 msOne half-frame, 153600Ts = 5 msOne slot, Tslot=15360TsSubframe #0One subframe, 30720TsDwPTS30720TsSubframe #2Subframe #3Subframe #4Subframe #5Subframe #7Subframe #8Subframe #9GPUpPTSDwPTSGPUpPTS DwPTS的长度可配置为3~12 个OFDM 符号,其中,主同步信号位于第三个符号,相应的,在这个特殊子帧中PDCCH的最大长度为两个符号。
UpPTS的长度可配置为1~2 个OFDM 符号,可用于承载随机接入信道和/或者Sounding 参考信号。
GP用于上下行转换保护,主要由“传输时延”和“设备收发转换时延”构成。特殊时隙的长度由高层信令配置,特殊时隙长度的配置选项见表1(注:以一个OFDM 符号的长度作为基本单位):
表1 时隙长度的配置选项
根据这个特殊子帧的出现频率,可以将FS2分为5ms周期帧结构和10ms周期帧结构两种类型。5ms周期FS2特殊子帧位于每个半帧的第二个子帧(子帧1和6),两个半帧具有完全相同的结构和相同的上下行子帧比例。由于子帧0和5以及DwPTS只能用于下行链路传输,上下行链路配比选项见下表和下图。 10ms周期FS2和5ms周期FS2不同,这种帧结构在一个10ms无线帧中只包含一个特殊子帧,位于子帧1,其余子帧均为常规子帧,其下行子帧和上行子帧的比例可为:8:1,7:2,6:3或3:5。其中3:5情况下,1个10ms无线帧包含2个特殊子帧,但2个半帧的上下行比例不同,因此周期仍为10ms,见下表type 6。此时的上下行链路配比选项见下表和下图。
4 物理资源
4.1 物理资源块
RB分为物理资源块(PRB)和虚拟资源块(VRB)两种。
LTE中在进行数据传输时,将上、下行时频域物理资源组成资源块(PRB),作为物理资源单位进行调度与分配。一个PRB 在频域上包含12 个连续的子载波,在时域上包含7 个连续的OFDM 符号(在Extended CP情况下为6 个),即频域宽度为180kHz,时间长度为0.5ms。将1个符号*1个子载波定义为一个资源粒子(RE)。
Configuration ?f?15 kHz Nsc RBNsymbDL Normal cyclic prefix Extended cyclic prefix 7 12 6 24 3 ?f?15 kHz ?f?7.5 kHz 4.2 虚拟资源块 虚拟资源块的大小同物理资源块相同,分为两类:
集中式分配:将若干个连续的子载波分配给一个用户(虚拟资源块的频率同物理资源块的频率对应)。
分散式分配:将分配给一个用户的子载波分散到整个带宽,从而获得频率分集增益。
4.3 RE组(REG)
一个REG由4个频域上并排的RE组成,即4个子载波*1个OFDM信号。一个
CCE(控制信道粒子)由若干个REG组成。定义REG是为了有效支持PCFICH,PHICH等数据率小的控制信道资源分配,定义CCE是为了用于数据量相对较大的PDCCH的资源分配。
5 下行链路
支持物理下行共享信道PDSCH传输的子载波上的1个无线帧中,下行链路子帧的子集可以被高层配置为MBSFN子帧,每个MBSFN子帧分为非MBSFN(non-MBSFN region)区域和MBSFN区域(MBSFN region):
非MBSFN区域一般占据1个MBSFN子帧的前一或前两个OFDM符号,非MBSFN区域传输必须使用同子帧0相同的循环前缀(CP)长度。
MBSFN子帧的MBSFN区域不能用于非MBSFN区域传输。 5.1 下行物理信道
Physical Downlink Shared Channel, PDSCH—物理下行共享信道 Physical Broadcast Channel, PBCH—物理下行广播信道 Physical Multicast Channel, PMCH—物理下行多播信道
Physical Control Format Indicator Channel, PCFICH—物理控制格式指示信道 Physical Downlink Control Channel, PDCCH—物理下行控制信道
Physical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICH—物理HARQ指示信道 5.2 下行物理信号
Reference signal—参考信号(导频信号)
Synchronization signal—同步信号
对于多天线传输,一个小区中不同的参考信号支持不同的天线端口传输:
小区专用参考信号(Cell-specific reference signals):
p??0,1,2,3?, pp?0, p??0,1?, and
表示天线端口,下同
p?4MBSFN 参考信号(MBSFN reference signals ):. ,
p?7UE专用参考信号(UE-specific reference signals):
p?{7,8}.
p?5,
p?8, or
位移参考信号(Positioning reference signals):
p?6.
5.3 下行物理信道一般结构
下行物理信道的基带信号生成步骤: 1 物理信道传输每个码字的扰码比特 2 调制扰码比特产生复数调制符号
3 映射复数调制符号到一个或多个传输层
4 每层的复数调制符号对传输的天线端口预编码 5 映射每个天线端口的复数调制符号到资源粒子 6 生成每个天线端口的复数时域OFDM信号
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