為了使3 g LTE系統可以保持同步,能夠管理需要進行基站或eNodeB和用戶設備之間的不同類型的信息,3 g LTE系統定義了LTE框架和子幀結構為E-UTRA or Evolved UMTS Terrestrial Radio訪問,即為3 g LTE空中接口。
LTE的幀結構在時分雙工(Time Division Duplex, TDD)和頻分雙工(Frequency Division Duplex, FDD)模式之間存在差異,對傳輸數據的分離有不同的要求。
在TDD系統中,發送和接收路徑在不同的時間點使用相同的載波頻率,比如“t1”和“t2”。在FDD系統中,不同的載波頻率如‘Fc1’和‘Fc2’被發送和接收路徑使用,同時說‘t1’。
如圖所示,在LTE FDD模式下,‘f1’和‘f2’是分別為上行和下行兩個方向分配的一對載波頻率。下行是指從LTE eNodeB到UEs傳輸,上行是指從UEs到eNodeB傳輸。
如圖所示,在LTE TDD模式下,上行和下行方向都分配了相同的載頻‘f1’。上行鏈路和下行鏈路在不同的時隙使用這個頻率來映射它們的信息數據。
LTE幀結構有兩種:
- Type 1: used for the LTE FDD mode systems.
- Type 2: used for the LTE TDD systems.
Type 1 LTE Frame Structure
LTE幀整體長度為10毫秒。然后,它被划分為總共20個單獨的槽。LTE子幀由兩個插槽組成,換句話說,在一幀中有10個LTE子幀。
Type 1 LTE Frame Structure(FDD)
Type 2 LTE Frame Structure
LTE TDD上使用的type 2幀的幀結構有所不同。10毫秒的幀包括兩個半幀,每個半幀5毫秒長。LTE半幀進一步分成5個子幀,每幀1毫秒。
Type 2 LTE Frame Structure (shown for 5ms switch point periodicity).(TDD)
這些子幀可以分為特殊子幀的標准子幀。特殊的子幀由三個字段組成;
- DwPTS - Downlink Pilot Time Slot
- GP - Guard Period
- UpPTS - Uplink Pilot Time Stot.
這三個字段也被用於TD-SCDMA中,並被移植到LTE TDD (TD-LTE)中,從而幫助了TD-SCDMA的升級路徑。字段的長度可以單獨配置,但是三個字段的總長度必須為1ms。
LTE TDD / TD-LTE subframe allocations
使用LTE TDD的一個優點是,它可以動態地改變上行和下行鏈路的平衡和特性,以滿足負載條件。為了以有序的方式實現這一點,在LTE標准中設置了許多標准配置。
總共設置了7個上行/下行鏈路配置,這些配置使用5毫秒或10毫秒的開關周期。在5ms開關點周期性的情況下,兩個半幀中都存在一個特殊的子幀。在10 ms周期性的情況下,特殊的子幀只存在於前半幀中。從下表可以看出,0和5的子幀以及DwPTS總是預留給下行鏈路。也可以看出,上行傳輸總是保留uppt和緊接特殊子幀之后的子幀。
Uplink / Downlink subframe configurations for LTE TDD (TD-LTE)
Where:
D is a subframe for downlink transmission
S is a “special” subframe used for a guard time
U is a subframe for uplink transmission