LTE 時域、頻域和空間域資源

1、時域

1. FDD幀結構類型
   上下行數據在不同的頻率內傳輸，使用成對頻譜，支持全雙工和半雙工
   
   FDD 下，每個系統幀長達10 ms，由10 個子幀（subframe）組成。每個子幀長達1 ms，由2 個連續的slot組成。每個slot長達0.5 ms。
   對於FDD 而言，上下行傳輸是通過頻域區分開的。在每一個10 ms 內，各有10 個子幀可用於上行傳輸和下行傳輸。

2. TDD幀結構類型
   上下行數據在同一頻率內傳輸，使用非成對頻譜
   
   TDD 下，每個系統幀長達10 ms，由2 個長達5 ms 的半幀（half-frame）組成。每個半幀由5 個長達1 ms 的子幀組成。TDD 中的子幀包括正常子幀和特殊子幀。

   TDD 支持7 種不同的上下行配置（uplink-downlink configuration），對應不同的上下行配比，其中“D”對應一個下行子幀，“U”對應一個上行子幀，“S”對應一個特殊子幀。與特殊子幀相對應，我們將“D”和“U”對應的子幀稱爲正常子幀。
   TDD 上下行配置是通過RRC 消息中的TDD-Config -> subframeAssignment 字段來設置的。
   
   特殊子幀包含3 個域：DwPTS、GP 和UpPTS，這3 個域的時長相加等於1 ms。特殊子幀有9種不同的配置，對應不同的DwPTS 和UpPTS 長度，見36.211 的Table 4.2-1。
   特殊子幀配置是通過RRC 消息中的TDD-Config -> specialSubframePatterns 字段來設置的。
   
   
   
   對於FDD 和TDD 而言，系統幀(SFN)的編號範圍爲0 ~ 1023；一個系統幀內的子幀編號範圍爲0 ~9；一個系統幀內的slot編號範圍爲0 ~ 19，即子幀i 包含slot 2i 和2i 1。
   除了TDD 中的特殊子幀，當正常子幀（包括FDD 和TDD）使用正常的循環前綴（normal cyclic prefix，簡稱爲normal CP）時，每個slot由7個符號（l  0 ~ 6）組成；當正常子幀使用擴展的循環前綴（extended cyclic prefix，簡稱爲extended CP）時，每個slot 由6 個符號
   （l  0 ~ 5）組成。
   

2、頻域

LTE 中，頻域上的基本單位爲一個子載波（subcarrier）。上行和下行的子載波間距均爲15 kHz.
RE 是LTE 中的最小物理資源。一個RE 可存放一個調製符號（modulation symbol），該調製符號可使用QPSK（對應一個RE 存放2 比特數據）、16QAM（對應一個RE 存放4 比特數據）或64QAM（對應一個RE 存放6 比特數據）調製。
RB（Resource Block）在時域上包含6 或7個連續的符號，在頻域上包含12 連續的子載波。可以看出，對於正常的循環前綴，每個RB 包含7 * 12 = 84個RE；對於擴展的循環前綴，每個RB 包含6 * 12 = 72 個RE。
雖然RB 是基於一個slot（0.5 ms）定義的，但LTE 中調度的基本時間單位是一個子幀（1 ms，對應2 個slot），稱爲一個TTI。一個TTI 內的調度（調度PDSCH 和PUSCH 資源）的最小單位實際上由同一子幀上時間上相連的2 個RB（每個slot 對應一個RB）組成，並被稱爲RB pair。

3、空間域

LTE中，空間維度是以“層（layer）”來度量的，並使用多天線傳輸和多天線接收技術來實現。每層對應一條有效的數據流，並會映射到邏輯上的“天線端口（antenna port）”上。每個天線端口對應一個時頻資源網格，並有一個對應的參考信號（Reference Signal），以便接收端進行信道估計和相干解調等。