LTE 时域、频域和空间域资源

1、时域

1. FDD帧结构类型
   上下行数据在不同的频率内传输，使用成对频谱，支持全双工和半双工
   
   FDD 下，每个系统帧长达10 ms，由10 个子帧（subframe）组成。每个子帧长达1 ms，由2 个连续的slot组成。每个slot长达0.5 ms。
   对于FDD 而言，上下行传输是通过频域区分开的。在每一个10 ms 内，各有10 个子帧可用于上行传输和下行传输。

2. TDD帧结构类型
   上下行数据在同一频率内传输，使用非成对频谱
   
   TDD 下，每个系统帧长达10 ms，由2 个长达5 ms 的半帧（half-frame）组成。每个半帧由5 个长达1 ms 的子帧组成。TDD 中的子帧包括正常子帧和特殊子帧。

   TDD 支持7 种不同的上下行配置（uplink-downlink configuration），对应不同的上下行配比，其中“D”对应一个下行子帧，“U”对应一个上行子帧，“S”对应一个特殊子帧。与特殊子帧相对应，我们将“D”和“U”对应的子帧称为正常子帧。
   TDD 上下行配置是通过RRC 消息中的TDD-Config -> subframeAssignment 字段来设置的。
   
   特殊子帧包含3 个域：DwPTS、GP 和UpPTS，这3 个域的时长相加等于1 ms。特殊子帧有9种不同的配置，对应不同的DwPTS 和UpPTS 长度，见36.211 的Table 4.2-1。
   特殊子帧配置是通过RRC 消息中的TDD-Config -> specialSubframePatterns 字段来设置的。
   
   
   
   对于FDD 和TDD 而言，系统帧(SFN)的编号范围为0 ~ 1023；一个系统帧内的子帧编号范围为0 ~9；一个系统帧内的slot编号范围为0 ~ 19，即子帧i 包含slot 2i 和2i 1。
   除了TDD 中的特殊子帧，当正常子帧（包括FDD 和TDD）使用正常的循环前缀（normal cyclic prefix，简称为normal CP）时，每个slot由7个符号（l  0 ~ 6）组成；当正常子帧使用扩展的循环前缀（extended cyclic prefix，简称为extended CP）时，每个slot 由6 个符号
   （l  0 ~ 5）组成。
   

2、频域

LTE 中，频域上的基本单位为一个子载波（subcarrier）。上行和下行的子载波间距均为15 kHz.
RE 是LTE 中的最小物理资源。一个RE 可存放一个调制符号（modulation symbol），该调制符号可使用QPSK（对应一个RE 存放2 比特数据）、16QAM（对应一个RE 存放4 比特数据）或64QAM（对应一个RE 存放6 比特数据）调制。
RB（Resource Block）在时域上包含6 或7个连续的符号，在频域上包含12 连续的子载波。可以看出，对于正常的循环前缀，每个RB 包含7 * 12 = 84个RE；对于扩展的循环前缀，每个RB 包含6 * 12 = 72 个RE。
虽然RB 是基于一个slot（0.5 ms）定义的，但LTE 中调度的基本时间单位是一个子帧（1 ms，对应2 个slot），称为一个TTI。一个TTI 内的调度（调度PDSCH 和PUSCH 资源）的最小单位实际上由同一子帧上时间上相连的2 个RB（每个slot 对应一个RB）组成，并被称为RB pair。

3、空间域

LTE中，空间维度是以“层（layer）”来度量的，并使用多天线传输和多天线接收技术来实现。每层对应一条有效的数据流，并会映射到逻辑上的“天线端口（antenna port）”上。每个天线端口对应一个时频资源网格，并有一个对应的参考信号（Reference Signal），以便接收端进行信道估计和相干解调等。