LTE学习-时频资源

LTE的资源主要包含时域和频域。
在时域上， LTE基本的时间单位T_s=1/(150002048)=1/30720000秒。 上下行传输都被组织成 10 ms（T_f=307200T_s=10ms ）的系统帧。LTE 支持2 种系统帧结构：用于FDD 的类型1 和用于TDD 的类型2。
采用FDD时，上下行数据在不同的频率内传输，使用成对频谱。具体如下：

每个系统帧长达10 ms，由10 个子帧组成。每个子帧长达1 ms，由2 个连续的 slot组成。每个 slot长达 0.5 ms。对于FDD 而言，上下行传输是通过频域区分开的。在每一个10 ms 内，各有10 个子帧可用于上行传输和下行传输。
采用TDD时，上下行数据在同一频率内传输，使用非成对频谱。具体如下：

TDD 下，每个系统帧长达10 ms，由2 个长达5 ms 的半帧（half-frame）组成。每个半帧由5 个长达1 ms 的子帧组成。TDD 中的子帧包括正常子帧和特殊子帧。对于TDD 而言，上下行传输是通过时域区分开的。
TDD 支持7 种不同的上下行配置（uplink-downlink configuration），对应不同的上下行配比，具体见36.211 的Table 4.2-2。其中“D”对应一个下行子帧，“U”对应一个上行子帧，“S”对应一个特殊子帧。与特殊子帧相对应，我们将“D”和“U”对应的子帧称为正常子帧。
TDD 上下行配置如下表所示，“D”代表此子帧用于下行传输，“U”代表此子帧用于上行传输，“S”是由DwPTS、GP和UpPTS组成的特殊子帧。

TDD 上下行配置支持5 ms 和10 ms 的下行到上行的切换周期。在5 ms 的切换周期中，在2 个半帧都存在特殊子帧；在10 ms 的切换周期中，只有第一个半帧存在特殊子帧。
特殊子帧中的DwPTS、GP和UpPTS的时长相加等于1 ms。特殊子帧有9 种不同的配置，对应不同的DwPTS 和UpPTS 长度，具体如下表：

对于FDD 和TDD 而言，系统帧的编号范围为0 ~ 1023；一个系统帧内的子帧编号范围为0 ~ 9；一个系统帧内的 slot编号范围为 0 ~ 19。
一个slot 由多个符号（symbol）组成，每个符号（用表示）由循环前缀（Cyclic Prefix，简称CP）和可用的符号时间组成。上行使用SC-FDMA 符号（SC-FDMA symbol），下行使用OFDM 符号（OFDM symbol）。
一个slot 包含的符号数取决于循环前缀的长度和子载波的间距如下表所示。

除TDD 中的特殊子帧，当正常子帧使用正常的循环前缀时，每个 slot由 7个符号组成；当正常子帧使用扩展的循环前缀时，每个slot 由6 个符号组成。 循环前缀的主要作用是为了消除ISI（Inter Symbol Interference，符号间干扰）和ICI（Inter Carrier Interference，子载波间干扰）。 循环前缀有正常的循环前缀和扩展的循环前缀之分，其区别在于长度的不同。如下表所示。

LTE 在频域上的基本单位为一个子载波。上行和下行的子载波间距均为15 kHz。15 kHz的子载波间隔对应每个符号内可用的符号时间为 2048T_s ，近似为 66.7 us。频域上可用的所有资源称之为系统带宽，其单位是RB。每个RB 包含12 个子载波。LTE支持的信道带宽有1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz这6种，信道带宽与传输带宽之间的对应关系如下：

占用带宽=子载波宽度每RB的子载波数目*RB数目，子载波宽度为15KHz，每RB的子载波数目为12。资源分组如下：

LTE资源还有一个空间的概念，LTE使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口的定义是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。
个人公众号：FPGA打工人