目录

LTE 系列:无线帧结构

LTE 无线帧结构详解

无线帧结构

物理层定义了无线帧的结构,LTE 支持两种帧结构:

  • Type 1 ,用于 FDD
  • Type 2,用于 TDD

1 个无线帧的长度为 10ms,分为 10 个长度等于 1ms子帧

LTE 空中接口物理资源分配的最小时间单位是 1 个传输时间间隔(Transmission Time Interval,TTI),1 个 TTI 的长度是 1 个子,即 1ms

Type 1 FDD 帧结构中,1 个 10ms无线帧分为 10 个长度为 1ms子帧(Subframe),每个子帧由两个长度为 0.5ms时隙(Slot)组成。

https://cdn.jsdelivr.net/gh/techkoala/techkoala.github.io@master/images/WirelessCommunication/LTE/LTE_Physical_Layer/LTE_physical_layer_52.webp
Type 1 FDD 帧结构

Type 2 TDD 帧结构中,1 个 10ms无线帧分为两个长度为 5ms半帧(Half Frame),每个半帧由 5 个长度为 1ms子帧组成,其中包括 4 个普通子帧和 1 个特殊子帧普通子帧由两个 0.5ms 的时隙组成,而特殊子帧由 3 个特殊时隙(UpPTS、GP 和 DwPTS)组成。

https://cdn.jsdelivr.net/gh/techkoala/techkoala.github.io@master/images/WirelessCommunication/LTE/LTE_Physical_Layer/LTE_physical_layer_53.webp
Type 2 TDD 帧结构
https://cdn.jsdelivr.net/gh/techkoala/techkoala.github.io@master/images/WirelessCommunication/LTE/LTE_Physical_Layer/LTE_physical_layer_54.webp
Type 2 TDD 的特殊时隙
  • GP(Guard Period)是 TDD 上下行转换保护间隔。 TDD 双工方式的系统中,由于信号的传输时延设备收发的转换时延,为了避免上下行信号之间的干扰,需要在上下行转换的时候设置一定的保护时间间隔。

    • 设备收发的转换时延:指的是终端/基站在发送/接收状态间转换的设备时延,典型值在 10 ~ 20μs 之间
    • 信号的传输时延:主要与小区的覆盖半径相关,需要根据系统规划进行相应的设置。在 Release 8 版本的系统设计中,支持 GP 长度在 71 ~ 714μs 范围之内的不同设置,相对应的最大小区半径为 7 ~ 100km
  • DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)用于下行信号的发送,根据不同的配置,DwPTS 的长度可以是 3 ~ 12 个 OFDM 符号。LTE TDD 系统的主同步信号位于它的第 3 个符号,DwPTS 中的其他资源用作正常的下行控制信道和下行共享信道的发送。

  • UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)用于上行信号的发送,它的长度可以配置为 1 ~ 2 个 OFDM 符号,UpPTS 可以用于承载物理随机接入信道(PRACH Format 4)和 Sounding 导频信号。

Type 2 TDD 帧结构支持 7 种不同的上下行时间比例分配(即配置 0 ~ 6),可以根据系统业务量的特性进行设置。

这 7 种配置包括 3 种 5ms 周期和 4 种 10ms 周期的情况:

  • 5ms 周期的配置中,每个长度为 5ms 半帧包含 1 个下行到上行的转换时间间隔 GP
  • 10ms 周期的配置中,每个长度为 10ms 的无线帧包含 1 个或者 2 个下行到上行的转换时间间隔 GP

在系统广播消息 SIB1 中使用 3 个比特指示 TDD 上下行时间比例的配置信息。

https://cdn.jsdelivr.net/gh/techkoala/techkoala.github.io@master/images/WirelessCommunication/LTE/LTE_Physical_Layer/LTE_physical_layer_55.webp
LTE Type 2 TDD 上下行时间配比的配置

另见

LTE 系列:下行链路帧结构

LTE 系列:上行链路帧结构

参考

  • [1] LTE-Advanced 关键技术详解