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

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。 QAM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、QAM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，QAM每符号调制6bit数据。