【5G之道】第五章:物理傳輸資源

2020-10-07 11:00:40

總體時頻結構:
OFDM是LTE下行鏈路和上行鏈路傳輸方向上所採用的基本傳輸方案;
LTE下行鏈路和上行鏈路的OFDM子載波間距均為15kHz;
除15kHz的子載波間距外,LTE還定義了一個7.5kHz的子載波間距,其相應的OFDM符號時間長了一倍。7.5kHz子載波技術目前只在LTE部分規範中應用。

在時域內,LTE傳輸資訊被組織在長度為10ms的(無線)幀內,每個無線幀被分為10個同樣大小且長度為1ms的子幀,每個子幀由兩個同樣大小的時隙構成,長度為0.5ms,每個時隙由一些OFDM符號構成;

LTE規範定義的基本時間單位:Ts=1/(15000x2048)的倍數;
每個幀通過一個系統幀號(SFN)進行標識,SFN用於定義長度大於一個無線幀的不同傳輸週期,SFN的週期為1024,SFN在1024個幀或10.24s後自行重複;

15kHz的LTE子載波間距對應有用符號時長為Tu=2048Ts約66.7us,OFDM總符號時間 =Tcp+Tu(迴圈字首長度+有用符號長度)。

一個資源元素,由一個OFDM符號期間的子載波構成,是最小的LTE物理資源。資源元素組成資源塊,每個資源塊包含頻域內的12個連續子載波和時域內一個0.5ms時隙。每個資源塊由常規迴圈字首的7x12=84個和擴充套件迴圈字首的6x12=72個資源要素構成。

儘管資源塊在時隙上定義,LTE動態排程在時域上的基本單位是一個子幀(兩個連續時隙)。

下行鏈路存在一個與載波中心頻率重合的無用直流子載波,在上行鏈路沒有定義無用直流子載波。

常規子幀和MBSFN:
LTE系統每個下行鏈路子幀可分為:幾個OFDM顧好構成的控制區和子幀其餘部分構成的資料區;控制區承載控制上行鏈路和下行鏈路資料傳輸所需的L1/L2訊號。

MBSFN子幀最初用於MBSFN傳輸,後來作為中繼功能的一部分,是一種通用工具(所有終端都可以接收MBSFN子幀的控制區)。

一個MBSFN子幀包括:長度為一或者兩個OFDM符號的控制區(等同於一個子幀)和MBSFN區,保留控制區可以傳送上行鏈路傳輸所需的控制訊號。

天線埠:
下行多天線傳輸是LTE的關鍵技術;
定義:天線埠上一個符號傳送的通道可由相同天線埠上另一符號的傳輸通道推匯出來。

天線埠是一個抽象概念,不需要與特定物理天線相對應;可視為不同通道的加總在單一通道上傳輸,兩個訊號的傳輸來自相同的單一天線埠。

頻域雙工:
FDD操作,上行鏈路和下行鏈路承載在不同的載波頻率,上行鏈路和下行鏈路傳輸可以同時出現在同一個小區。單小區可同時支援全雙工和半雙工FDD裝置的混合。半雙工裝置不支援同時傳送和接收。

半雙工需要提供保護間隔,兩種方式:
半雙工型別A(上部):建立一個保護時間使得裝置跳過下行鏈路子幀中的最後OFDM符號的接收並立即處理上行鏈路子幀;
半雙工型別B(下部):其中整個子幀被用作接收和傳輸之間的保護。

時域雙工:
TDD操作,只有一個單一的載波頻率,上行鏈路和下行鏈路傳輸在時域上是以小區為單位分開的,每幀中一些子幀分配給上行鏈路傳輸一些分配給下行鏈路傳輸,特殊子幀是上下鏈路切換點(子幀1或者子幀6);

子幀設定:子幀0和5總是分配給下行鏈路子幀2總是分配給上行鏈路,餘下子幀(除特殊子幀)可以靈活的分配給上下鏈路傳輸。

保護間隔大小取決於:
1、要有足夠大以便提供基站和裝置的電路從下行鏈路切換到上行鏈路所需時間;
2、保護時間也應確保上行鏈路和下行鏈路傳輸不會在基站處產生干擾;
3、保護間隔的選擇還要考慮基站之間的干擾。