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1、内容： TD-LTE关键技术-物理层 基本原理 帧结构及物理信道 物理层过程 TD-LTE帧结构 子帧: 1ms 时隙 0.5ms #0DwPTS 特殊子帧: 1ms #2#3#4 半帧: 5ms半帧: 5ms 帧: 10ms GPUpPTS TD-LTE帧结构特点： 无论是正常子帧还是特殊子帧，长度均为1ms。FDD子帧长度也是1ms。 一个无线帧分为两个5ms半帧，帧长10ms。和FDD LTE的帧长一样。 特殊子帧 DwPTS + GP + UpPTS = 1ms DL-UL Configuration Switch-point periodicity Subframe number 0
2、123456789 05 msDSUUUDSUUU 15 msDSUUDDSUUD 25 msDSUDDDSUDD 310 msDSUUUDDDDD 410 msDSUUDDDDDD 510 msDSUDDDDDDD 65 msDSUUUDSUUD TD-LTE上下行配比表 转换周期为5ms表示每5ms有一个特殊 时隙。 转换周期为10ms表示每10ms有一个特 殊时隙。 关键技术帧结构物理信道物理层过程 TD-LTE和TD-SCDMA邻频共存（1） TD-S = 3:3 根据仿真结果，此时TD-LTE下行扇区吞吐量为26Mbps左右 （采用10:2:2，特殊时隙可以用来传输业务） TD-LT
3、E = 2:2 + 10:2:2 TD-SCDMA 时隙 = 675us DwPTS = 75us GP = 75us UpPTS = 125us TD-LTE 子帧= 1ms = 30720Ts 10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts 3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts TD-SCDMA TD-LTE 1.025ms = 2.15ms 特殊时隙 特殊时隙 共存要求：上下行没有交叠（图中Tb Ta）。则 TD-LTE的DwPTS必须小于0.85ms（26112Ts)。 可以采用10:2:2的配置 0.675ms 1ms 关键技术帧结
4、构物理信道物理层过程 TD-SCDMA TD-LTE TD-SCDMA 时隙 = 675us DwPTS = 75us GP = 75us UpPTS = 125us TD-LTE 子帧= 1ms = 30720Ts 10:2:2 = 21952Ts : 4384Ts : 4384Ts 3:9:2 = 6592Ts : 19744Ts : 4384Ts 0.7ms 0.675ms 1ms = 1.475ms 共存要求：上下行没有交叠（图中Tb Ta） 。 则TD-LTE的DwPTS必须小于 0.525ms（16128Ts)，只能采用3:9:2的配置 TD-S = 4:2 根据计算，此时TD-L
5、TE下行扇区吞吐量为28Mbps左右 （为避免干扰，特殊时隙只能采用3:9:2，无法用来传输业务。经计算，为和TD-SCDMA时 隙对齐引起的容量损失约为20% ） 计算方法：TS36.213规定，特殊时隙DwPTS如果用于传输数据，那么吞吐量按照正常下行时隙的0.75倍 传输。如果采用10:2:2配置，则下行容量为3个正常时隙吞吐量+0.75倍正常时隙吞吐量。如果丢失此 0.75倍传输机会，则损失的吞吐量为0.75/3.75 = 20% TD-LTE = 3:1 + 3:9:2 关键技术帧结构物理信道物理层过程 TD-LTE和TD-SCDMA邻频共存（2） TD-LTE和TD-SCDMA邻频
6、共存（3） TD-SCDMA与TD-LTE邻频共存时，需要严格时隙对齐，当TD-SCDMA配置为2UL:4DL时，TD-LTE需用 配置1UL:3DL，特殊时隙3:9:2或3:10:1与其匹配 DwPTS均仅占用3个符号，无法传输业务信道，为了提高业务信道的容量，又满足邻频共存时两个TDD系 统的GP对齐，建议增加DWPTS的符号数，在短CP情况下，增加新的特殊时隙配比6:6:2；在长CP下情况 下，增加新的特殊时隙配比5:5:2 增加新的特殊时隙配比需要修改标准，目前已经将该要求写入R11版本，后 续将考虑如何在R9版本中引入该要求。 关键技术帧结构物理信道物理层过程 特殊子帧 TD-LTE
7、特殊子帧继承了TD-SCDMA的特殊子 帧设计思路，由DwPTS，GP和UpPTS组成。 TD-LTE的特殊子帧可以有多种配置，用以改 变DwPTS，GP和UpPTS的长度。但无论如何 改变，DwPTS + GP + UpPTS永远等于1ms 特殊子帧 配置 Normal CP DwPTSGPUpPTS 03101 1941 21031 31121 41211 5392 6932 71022 81112 1ms GPDwPTSUpPTS 1ms GPDwPTSUpPTS TD-LTE的特殊子帧配置和上下行时隙配置没有制约 关系，可以相对独立的进行配置 目前厂家支持10:2:2（以提高下行吞吐量
8、为目的）和 3:9:2（以避免远距离同频干扰或某些TD-S配置引起 的干扰为目的），随着产品的成熟，更多的特殊子帧 配置会得到支持 关键技术帧结构物理信道物理层过程 主同步信号PSS在DwPTS上进行传输 DwPTS上最多能传两个PDCCH OFDM符号（正常时隙能传最 多3个） 只要DwPTS的符号数大于等于6，就能传输数据（参照上页 特殊子帧配置） TD-SCDMA的DwPTS承载下行同步信道DwPCH，采用规定功率覆盖整个小区 ，UE从DwPTS上获得与小区的同步 TD-SCDMA的DwPTS无法传输数据，所以TD-LTE在这方面是有提高的。如果小 区覆盖距离和远距离同频干扰不构成限制因
9、素（在这种情况下应该采用较大 的GP配置），推荐将DwPTS配置为能够传输数据 DwPTS 关键技术帧结构物理信道物理层过程 UpPTS UpPTS可以发送短RACH（做随机接入用）和SRS（ Sounding参考信号，详细介绍见后） 根据系统配置，是否发送短RACH或者SRS都可以用独立的开关控制 因为资源有限（最多仅占两个OFDM符号），UpPTS不能传输上行信令 或数据 TD-SCDMA的UpPTS承载Uppch，用来进行随机接入 关键技术帧结构物理信道物理层过程 逻辑、传输、物理信道 下行信道映射关系上行信道映射关系 逻辑信道定义传送信息的类型，这些数据流是包括所有用户的数据。 传输信
10、道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流。 物理信道是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其 载频、 扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作，并在最终调制为模拟射频信号发射出去； 不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。 关键技术帧结构物理信道物理层过程 物理信道简介 信道类型信道名称 TD-S类 似信道功能简介 控制信道 PBCH(物理广播信道）PCCPCH MIB PDCCH（下行物理控制信道)HS-SCCH 传输上下行数据调度信令 上行功控命令 寻呼消息调度授权信令 RACH响应调度授权信令 PHICH(HARQ
11、指示信道）ADPCH传输控制信息HI（ACK/NACK) PCFICH（控制格式指示信道）N/A指示PDCCH长度的信息 PRACH（随机接入信道）PRACH 用户接入请求信息 PUCCH（上行物理控制信道）HS-SICH 传输上行用户的控制信息，包括 CQI, ACK/NAK反馈，调度请求等 。 业务信道 PDSCH（下行物理共享信道）PDSCH下行用户数据、RRC信令、SIB、 寻呼消息 PUSCH（上行物理共享信道） PUSCH 上行用户数据、用户控制信息反 馈，包括CQI,PMI,RI 关键技术帧结构物理信道物理层过程 物理信道配置 关键技术帧结构物理信道物理层过程 同步信号用来确保小
12、区内UE获得下行同步。同时，同步信号也用来表示小区物理ID（ PCI），区分不同的小区 P-SCH (主同步信道）：UE可根据P-SCH获得符号同步 S-SCH（辅同步信道）：UE根据S-SCH最终获得帧同步 SCH配置 时域结构 频域结构 PSS位于DwPTS的第三个符号 SSS位于5ms第一个子帧的最后一个符号 SCH (P/S-SCH)占用的72子载波位 于系统带宽中心位置 关键技术帧结构物理信道物理层过程 SCH(同步信道) 小区物理ID（PCI） LTE系统提供504个物理层小区ID(即PCI)，和TD-SCDMA系统的128个扰码概 念类似。网管配置时，为小区配置0503之间的一个
13、号码即可 基本概念 小区ID获取方式 在TD-SCDMA系统中，UE解出小区扰码序列（共有128种可能性），即 可获得该小区物理ID LTE的方式类似，UE需要解出两个序列： 主同步序列（PSS，即主同步信道P-SCH中传播的序列，共有3种可能性） 辅同步序列（SSS，即辅同步序列S-SCH中传播的序列，共有168种可能性） 由两个序列的序号组合，即可获取该小区ID 配置原则 因为PCI和小区同步序列关联，并且多个物理信道的加扰方式也和PCI相关 ，所以相邻小区的PCI不能相同以避免干扰。 关键技术帧结构物理信道物理层过程 频域：对于不同的系统带宽，都占用中间的1.08MHz （72个子载波）
14、 时域：每5ms 无线帧的subframe0的第二个slot的前4个OFDM符号上 周期：40ms。每10ms重复发送一次，终端可以通过4次中的任一次接收解调出BCH PBCH配置 PBCH(广播信道) 广播消息 MIB在PBCH上传输,包含了接入LTE 系统所需要的最基本的信息： 系统带宽 系统帧号(SFN） PHICH配置 关键技术帧结构物理信道物理层过程 SIB承载在PDSCH ，携带信息和TD-S的类 似，例如： PLMN Track area code 小区ID UE公共的无线资源配置信息 同、异频或不同技术网络的 小区重选参数、切换参数 SIB 1 SIB 2 SIB 38 指示上
15、行传输数据是否正确收到 采用BPSK调制 指示PDCCH的占几个symbol(1、2或3)，在每子帧的第一个OFDM符号上发送 采用QPSK调制 随物理小区ID(PCI)不同而在频域位移不同位置，以便随机化干扰 PCFICH & PHICH配置 PCFICH(物理层控制格式指示信道) PHICH(物理HARQ指示信道) 关键技术帧结构物理信道物理层过程 频域：所有子载波 时域：每个子帧的前n 个OFDM符号，n=3 用于发送上/下行调度信息、功控命令等 通过下行控制信息块DCI下发命令。不同用户使用不同的DCI PDCCH配置-覆盖 PDCCH(物理下行控制信道) 关键技术帧结构物理信道物理层
16、过程 DCI占用的物理资源可变，范围为18个CCE DCI占用资源不同，则解调门限不同，资源越 多，解调门限越低，覆盖范围越大 PDCCH可用资源有限，单个DCI占用资源越 多，将导致PDCCH支持用户容量下降 初期引入建议：考虑初期应用场景为 城区，Format 0和4即可满足覆盖要 求，故初期仅要求格式0和4 PRACH配置 长度配置 LTE中有两种接入类型（竞争和非竞争）， 两种类型共享接入资源（前导码，共64个） ，需要提前设置。 初期建议：竞争/非竞争两种接入类型均要 求，配置保证在切换场景下使用非竞争接入 。 格式时间长度覆盖范围 01ms15km 12ms77km 22ms80km 33ms100km 40.157ms1.4km 应用场景接入类型 IDLE态初始接入竞争 无线链路失败后初始接入竞争 连接态上行失步后发
