作者：孙宇彤
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
LTE教程：结构与实施试读：
前言
在世界杯足球赛的喧嚣声中，我为本书写下了最后一个句点。也许是巧合，但仔细想一下，发现这本书与足球还是有一些关系的。
这已经是我出版的第11本书了！12年前，也是在世界杯之年，我出版了第一本书。当时绝不会想到，12年后还会出版第11本书。
11，是一个球队登场的队员数。11名队员与另外11名队员在绿茵场的竞争，带给球迷的是开心、是激动；而11本书，累积在一起，展示给读者的也许是我在移动通信技术领域不断前行的过程。
就像精彩的射门需要队员之间的精妙配合一样，这本书是“LTE丛书之学好LTE系列”的第二本书，担负着承上启下的作用，与第一本书《LTE教程：原理与实现》的内容环环相扣，都与LTE的学习密切相关。
在翻越LTE技术的天王山——OFDM与多天线技术后，接下来大家就会与LTE物理层结构打交道了，而LTE物理层结构是LTE学习过程中要啃的又一块硬骨头。
OFDM与多天线技术不同，LTE物理层的结构由规范TS36.211、212和213定义，内容非常明确。这就给很多人在学习时带来一个错觉，以为通过仔细阅读LTE的技术规范，就可以学好LTE的物理层结构。
遗憾的是，LTE的技术规范不是为学习准备的，看着规范，就很容易深陷泥沼，难以自拔。
当然，随着LTE技术炙手可热，国内也出版了大量的LTE参考书，这些参考书或多或少总会涉及LTE物理层及其结构。但是，这些参考书对LTE物理层的结构，讲得既不清楚，也不细致，比如：
●TA与GP到底是什么关系？为什么有了GP还要用TA？为什么用了TA还要有GP？
●小区参考信号是怎么产生的？又是怎么映射到时频资源上的？
●用户参考信号是如何区分的？
●各种控制信道如何产生？处理的方式有什么区别？
诸如此类的问题还能列举出很多。由于内容讲解不到位，因此读者看过参考书后还是一头雾水，继续在LTE物理层结构的这个泥沼中挣扎。
作为LTE学习大使，我深知学习LTE技术的过程并不轻松，我的使命就是让大家通过阅读“LTE丛书之学好LTE系列”，更高效地学习LTE，突破LTE技术的重重难点，理解和掌握LTE的技术精髓。
因此，《LTE教程：结构与实现》的目标就是希望成为大家学习LTE物理层结构的指引，帮助大家顺利通过LTE物理层结构这个泥沼。
本书的内容分为两个篇章，一篇是结构篇，讲述LTE空中接口的物理层结构；另外一篇是实施篇，讲述LTE无线网络的规划设计，可以看成结构篇的实际应用。
结构篇的最大特点是条理清晰，将物理层的时频结构、各种参考信号以及控制信道、业务信道的结构和处理过程分门别类，学习起来有章可循。学习完结构篇后，读者肯定会对LTE物理层结构有更清晰的认识，不再迷茫。
至于LTE物理层结构涉及的各种关键环节，这本教程不遗余力，力求讲透，比如前面提到的那些问题，在教程中都会有详细的说明，给出明确的答案。
实施篇的内容则紧扣LTE无线网络的规划设计流程，不但详细介绍了链路预算的方法，而且还详细分析了LTE的峰值速率、边界速率、FDD与TDD的差异、VoLTE对无线网络的影响，最后还介绍了LTE无线网络的部署方案。
总体而言，实施篇的学习难度不大。实施篇中丰富的图表和数据，绝对可以满足LTE无线网络设计人员的需求，算是艰苦学习过程后的具体收获吧。
本书保留了前作教材、视频和网络三位一体的特点，相关的培训课程都已经发布到51CTO学院和传课网，学员可以配合本教程一起学习。为了方便大家学习，LTE系列培训课程已经组织到LTE学习路线图中，网址是http://edu.51cto.com/roadmap/view/id-19.html。
为了便于大家的学习，本书还做了一些改进：在每章的开头都会用问题勾勒出本章内容的轮廓。这样读者在学习前可以先测试一下自己的水平，并且大体了解全章的主要内容，有的放矢；学习后还可以对比前后的回答，从而记录自己的学习轨迹。
本书还准备了一些思考题，帮助大家扩展思维，达到举一反三的效果。教程中的思考题供学有余力的读者使用，读者可以把思考题答案以及LTE学习中遇到的疑难问题，发布在【空中接口学园】论坛上：http://www.pch.com.cn/bbs，我将及时点评与回复。
读者在学习过程有任何问题，想要与我联系的话，可以关注我的微博和微信，都是“读懂通信”。读者也可以访问【读懂通信】网站：http://www.readhere.cn/bs，深入阅读相关的技术文章。
本书由孙宇彤编著，汪洲参与了本书的编写工作，孙沛然、杨慧瑞、汪中位、张秋娥、秦松协助了本书的编写工作，这里一并表示感谢。
如果大家还想深入学习LTE，可以继续关注“LTE丛书之学好LTE系列”的后续内容，包括EPC以及LTE机制与流程。
最后，预祝各位读者都能从此学好LTE。LTE学习大使孙宇彤2014年盛夏
代序：LTE自学指南2015版
【前言】本指南是《LTE的学习指南》升级版，由LTE学习大使发布。
作者允许在注明来源后转载全文，作者保留对本文的修订权限，转载内容不得删减。【为什么要学习LTE】
LTE是未来5年通信技术的主流，从全球范围看，是继GSM、WCDMA后的又一统治性的移动通信技术。
目前国内TD-LTE的牌照已经颁发，TD-LTE网络部署已经全面展开；FDD LTE试商用也已经获准，FDD LTE网络的部署正在起步。
三大移动运营商普遍采用了LTE技术，因此，学好LTE，对现在以及未来的通信行业技术人来说，具有很强的现实意义。【为什么要自学LTE】
既然LTE技术是移动通信技术的主流，从现在起，学习LTE就是必然的了。
学习LTE有很多方式，参加培训、与同事交流以及自学。很显然，LTE目前还是非常新的技术，大家周围能找到的专家比较少，与同事交流的机会并不多，而参加培训的可能性也不大，在这种情况下，自学LTE就成为一个比较可行的学习方式。【如何高效地自学LTE】
如果没有合适学习方法，自学LTE其实是一个很艰难的过程。LTE的技术机制与很多人熟悉的GSM大相径庭，如果贸然转向LTE，收获的未必是成果。
因此，高效地自学LTE第一步，就是认真地阅读本自学指南，然后按照自学指南介绍的学习路径和学习方法，逐步深入地学习。【学LTE还是学LTE-A】
这是LTE自学遇到的第一个问题：该学LTE还是学LTE-A呢？
大家知道LTE的技术一直在发展，从R8、R9的LTE一直发展到R10、R11、R12的LTE-A，而且还在发展。
如果作为实施人员，我的建议是学习LTE就足够了，LTE-A都是些锦上添花的东西，都是建立在LTE基础上的，目前商用的可能性不大，没有必要花时间琢磨LTE-A。
作为实现人员，开发产品的功能会涉及LTE-A。我的看法是LTE是LTE-A的技术基础，不了解和掌握LTE，很难做好LTE-A，因此LTE是必备的。而LTE-A涉及的方向很多，届时可能只需要关注其中的一个方向，比如CA、Relay或者CoMP。【LTE的学习内容】
LTE的学习内容包含哪些方面呢？
LTE的学习应该以eNB为中心，分为以下4大部分。
A．空中接口的物理层：包括OFDM、SC-FDMA、MIMO、HARQ、调度、帧结构、参考信号、PDCCH、PUCCH。
B．空中接口的链路层及网络层：包括RRC、PDCP、RLC、MAC。
C．S1和X2接口：包括S1、X2、SCTP。
D．SAE：包括GTP、QoS。
相对而言，A是学习的难点，A和B是学习的重点。其中，搞终端的学A＋B就可以了，搞网络的需要A＋B＋C。D部分供有余力的人扩展思路。
熟悉WCDMA以及HSPA＋的人，学习A的效率可以提升30％；熟悉WiMAX的人，学习A的效率可以提升20％。熟悉WCDMA的人，学习B和C的效率可以提升50％。【学习LTE应该具备哪些数学知识】
数学是理解和掌握LTE技术的工具。学习LTE技术至少应该对以下数学知识比较了解。
①三角函数：主要是正弦和余弦函数的积化和差以及和差化积、倍角公式。
②积分：主要是正弦和余弦函数的积分。
③复数乘法：知道两个复数乘积的表达式。
④矩阵：知道什么是矩阵，知道矩阵可以分解，知道矩阵的秩。【如何学习LTE的物理层】
物理层是LTE的学习难点，如何学习LTE的物理层呢？
对于偏重于网络部署的实战人员，一定要搞清楚OFDM，这是第一位的，牵涉对后续内容时频结构的理解，应该说OFDM的内容有一定难度，包含OFDM的原理与实现两个方面。
接下来需要掌握多天线技术，这也是LTE学习的又一大难点。学习多天线要以TM为中心，围绕TM来学习。
之后需要了解LTE物理层的结构，这一块内容相当多，学习时一定要有条理。
首先是学习时频结构，这时需要把FDD和TDD一并掌握。
之后就是我的特色建议了：以小区参考信号为中心，从发射小区参考信号和接收小区参考信号两个角度，把小区参考信号弄清楚，比如Gold码如何产生，在时频结构中的位置，小区参考信号的功率是多大等，最后掌握RSRP、RSRQ和SINR这三个KPI。掌握小区参考信号后，学习物理层的目标可以说达成一半了。
接下来可以学习控制信道的编码过程、在时频结构的位置，最后能形成一张时频结构中各种控制信道的分布，就算大功告成了。
下行学完，上行也就不难了。【LTE有哪些参考书】
LTE的学习离不开参考书，前面说的4大部分内容都有相关的参考书，比如：
A部分的参考书可以说是百花齐放，种类很多，例如，《LTE-UMTS长期演进理论与实践》、《3G演进》、《LTE权威指南》、《LTE技术原理与系统设计》、《TD-LTE技术原理与系统设计》、《LTE教程：原理与实现》。
B和C部分的主要参考书有《LTE-UMTS长期演进理论与实践》和《UMTS中的LTE》。
D部分的主要参考书有《3GPP系统架构演进（SAE）原理与设计》。【初学LTE该从什么书看起】
对于初学者来说，一本好的教材胜过很多本参考书，这里向大家郑重推荐“学好LTE丛书之LTE系列”丛书。之所以推荐本套丛书作为教材，是因为本套丛书采用了三位一体的模式，有配套视频课程和相关网站，学习起来效果会更好。
第一本：《LTE教程：原理与实现》。
这本书是专为LTE学习而打造的，内容脱胎于作者深受好评的LTE公开课程，并加以完善和增补，循序渐进，娓娓道来，非常适合初学者学习。
这本书浓墨重彩地介绍了LTE的两大关键技术：OFDM和多天线。在OFDM原理部分揭开了OFDM技术不为人知的许多内情，作者提出的能量正交概念也会让读者耳目一新。在OFDM实现部分，还会有很多颠覆性的内容，比如，IFFT算法不是生成OFDM的唯一算法，让初学者为之一振。在多天线部分，作者分门别类，介绍了三大多天线的形态，定量分析了各种TM发射模式的差异，并指出MIMO其实只是DEMO，强调了可用度非常重要的观点。
总之，这本书会帮助读者深刻理解OFDM和多天线技术，即使已经学习过LTE技术的人，推荐也应该看一遍。
第二本：《LTE教程：结构与实施》。
这本书继承了前作的特点，依然是专为LTE学习而打造的，内容同样脱胎于作者深受好评的LTE公开课程，并加以完善和增补，非常适合初学者学习。
这本书透彻地讲述了LTE的物理层结构，并且详细介绍了LTE无线网络的规划设计方法。
在LTE物理层结构部分梳理了物理层的时间结构、频率结构、参考信号、控制信道和业务信道，分门别类，学习起来有章可循。结构部分还剖析了关键的处理流程与机制，使得读者不但知其然，还能知其所以然。在无线网络的实施部分，不但详细介绍了链路预算的方法，而且还详细分析了LTE的峰值速率、边界速率、FDD与TDD的差异、VoLTE对无线网络的影响，最后还介绍了LTE无线网络的部署方案，配套的图表非常丰富，实战效果更好。
总之，这本书会帮助读者清晰掌握LTE物理层的结构，即使已经学习过LTE技术的人，推荐也应该看一遍。【学LTE该看什么参考书】
目前LTE的参考书越来越多，但是并不是所有的参考书都适合初学者，对于初学者来说，精选一些参考书对提高学习效率非常重要，另外这些书又该重点看哪些部分呢？
第一本：《LTE-UMTS长期演进理论与实践》，这一本书需要精读，也就是要读懂。这本书的优点就不赘述了，其中最好的部分是第3、4章，可能需要多读几遍。
第二本：《3G演进：HSPA与LTE》，这一本书也需要精读，但是建议在看完第一本书后精读。这本书最好的部分是第2部分，可能需要多读几遍。
第三本：《TD-LTE技术原理与系统设计》，这本书专讲中国目前最热门的TD-LTE。【学LTE该买什么版本的参考书】
这个问题主要来源于早前面推荐的参考书，不少都出了第二版，于是就产生了这样的问题，该买什么版本的书呢？这个问题要逐个看。
第一本，《LTE-UMTS长期演进理论与实践》：这一本的第二版增加了LTE-A的内容，简化了第一版中LTE-A的内容。我的建议是，没有买第一版的，买第二版；买过第一版的，找本第二版的英文版做补充。
第二本，《3G演进：HSPA与LTE》：如果是联通的读者，不建议买新版；如果是移动和电信的读者，买新版更有用一些。
第三本，《TD-LTE技术原理与系统设计》：如果已经买了第一版，建议不用再买第二版了。【如何高效学习LTE】
LTE的内容很多，学习难度也不小，如何高效学习LTE呢？就像“天下武功，唯快不破”一样，高效学习最讲究一个“精”字，高效学习LTE也是如此。
LTE的技术特点是大而全，希望一网打尽，所以有时候我也替搞实现的人担忧，要面临的选项太多了，比如，频点带宽就有1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz和20 MHz 6种，不但给学习带来很大压力，也给实现带来很大的负担。
实施的人就没有必要向实现的人看齐，我们学习的LTE就需要精炼、精炼再精炼，这样才能从众多的技术细节中抓住要害，不至于花了很多时间，还是一头雾水，WCDMA就是一个现成的例子。
哪些是我们应该把握的重点，哪些又是我们可以暂时忽略的呢？
①10 MHz和20 MHz是重点，1.4 MHz、3 MHz、5 MHz和15 MHz可以放一边。其中10 MHz的FDD和20 MHz的TDD是重点中的重点，因为这是国内目前用得着的。
②普通CP是重点，扩展CP可以放一边。如果告诉你TD-LTE网络的站间距为500 m，你认为扩展CP还有必要采用吗？
③TM2、TM3是重点，最多加上TM7、TM8，什么TM4、TM5、TM6都可以放一边。
④OFDM原理是重点，MIMO原理次之。
⑤2、8天线是重点，4天线可以放一边。
⑥单层、两层是重点，三层、四层放一边。
⑦小区参考信号是重点，参考信号相关的KPI是重点中的重点。【LTE在线培训资源】
①一站式LTE学习平台：http://www.readhere.com.cn/lte。
②LTE系列培训课程：http://edu.51cto.com/roadmap/view/id-19.html。
③传课网【LTE学园】：http://www.chuanke.com/s1302728.html。【学习LTE的参考网站】（1）中文
①读懂通信：http://www.readhere.cn/bs。
②空中接口学园：http://www.pch.com.cn/bbs。
③GPRS家园：http://www.gprshome.com/。
④lte2010的博客：http://blog.sina.com.cn/lte2010。（2）英文
①www.3GPP.org：下载协议和规范。
②www.lteuniversity.com/：全面的LTE学习网站。
③http://www.sharetechnote.com/：与读懂通信类似的学习网站。
④www.scottbaxter.com/：可以下载LTE的培训教材。
⑤http://www.pewscorner.host-ed.me/LTE/lte_resource_grid.html：查看LTE时频结构。
结构篇
导言
在结束了LTE系统两大关键技术：OFDM和多天线的学习后，欢迎大家继续LTE的学习过程，这次，我们来了解和掌握LTE物理层的结构。
了解和掌握LTE物理层的结构是实施LTE技术的基础，因此同样是非常关键的学习内容。
本教程中结构篇的内容围绕LTE系统物理层的结构展开，以基站的信号处理过程为线索，可以用图1来概括。图1 基站的信息处理过程
这些内容的具体安排如下。
●OFDM：已经在《LTE教程：原理与实现》的第3、4章中讲解过了，请大家对照教材自行复习。
●多天线：已经在《LTE教程：原理与实现》的第5、6章中讲解过了，请大家对照教材自行复习。
●时频结构：在本书的第1章中讲解，这里，你可以学到FDD与TDD两种双工方式的显著区别。
●参考信号：在本书的第2章中讲解，这里，你可以学到LTE系统中最重要信号的来龙去脉。
●控制信息：在本书的第3章中讲解，之后，多种LTE控制信息应该不会再让你糊涂了。
●业务信息：在本书的第4章中讲解，这里，你可以了解到LTE业务信息的具体处理过程。
打好LTE物理层的结构基础后，大家可以继续实施篇的学习，了解LTE网络的规划设计和部署。
接下来，我们就正式开始结构篇的学习。
第1章 时频结构
学习要点
●什么是时频结构？LTE时频结构的基本资源单位是什么？
●描述时频结构的关键词语是什么？
●什么是全双工？全双工有几种方式？
●TDD与FDD双工方式在时频结构上的异同点在哪里？
●FDD双工方式采用了怎样的时间分层结构？最小的时间单位是什么？
●各种时间单位有什么作用？
●LTE系统为什么要引入子帧对齐机制？
●TA是怎样实施的？
●LTE系统的TA与GSM系统的TA有哪些异同？
●TDD双工方式采用了怎样的时间分层结构？新增了什么时间单位？
●GP有哪些作用？
●TA与GP之间有什么关系？
●TDD基站与终端的子帧结构一样吗？
●哪些因素会影响LTE基站的最大覆盖范围？
●TD-LTE系统与TD-SCDMA系统如何实现共存？
●LTE系统的频率分层结构是怎样的？
●子载波的带宽是怎么回事？负频率又是怎么一回事？
●LTE系统各种信号和信道在时频结构上是如何分布的？
●LTE系统如何适应多种频点带宽？
●如何从频点号得到频点的中心频率？
本章导读
本章继续前作《LTE教程：原理与实现》的内容，首先介绍了什么是时频结构、如何理解时频结构；接着按FDD和TDD两种双工方式，详细介绍了LTE系统的时间结构，并介绍了时间提前TA机制以及保护间隔GP的作用；接下来详细介绍了LTE系统的频率结构，特别关注了带宽的问题；最后给出了LTE系统的时频分布情况。
1.1 概述
1.1.1 什么是时频结构欢迎大家继续LTE的学习之旅，我们的课程就从什么是时频结构开始。
在讲解时频结构之前，我们先回顾一下《LTE教程：原理与实现》一书中已经学习过的内容。教程中详细介绍了OFDM技术以及多天线技术，从LTE基站的信息处理流程看，时频结构正好位于这两大关键技术之间，如图1.1所示，因此也是非常重要的学习内容。图1.1 LTE基站的信息处理过程
那么什么是时频结构呢？顾名思义，时频结构是时间和频率上的结构，而时间和频率就是无线资源，也就是LTE空中接口上需要调度的资源。时频结构等同于一个二维网格（Grid），横坐标是时间，纵坐标是频率，而单位时间和单位频率的交叉点上就是一个个的单位资源。
在LTE系统中，单位时间对应OFDM符号的时长，单位频率对应子载波，所以要想学好LTE系统的时频结构，首先需要理解OFDM技术。
在LTE技术中专门为单位资源定义了一个术语，简称RE（Resource Element）。RE的翻译方法非常多，在本教程中统一翻译为资源颗粒或资源粒。
时频网格并不是LTE系统的独创，早在PHS系统中，就有了时频网格的概念，当然LTE系统的时频网格更为复杂，其结构如图1.2所示。图1.2在水平方向上是时间，垂直方向上是频率，而一个个的RE组合成了一个网格。图1.2 LTE系统的时频网格结构1.1.2 如何理解时频结构
该如何理解LTE系统的时频结构呢？
要想理解LTE系统的时频结构，其实也不难，我们只需要记住四字成语：“各就各位”。接下来我们就从“各就各位”的角度来看时频结构。
首先从成语中的“各”字开始，“各”代表LTE系统需要处理的各种信号和信息。那么各种信号和信息具体有哪些呢？答案可以参考图1.3。图1.3 LTE系统的信号与信息
从图1.3可以看到，LTE系统需要传送信号和信息。所谓信号，指的是由物理层产生的一些特殊的信息，包括参考信号和同步信号。其中参考信号是最为重要的信号，类似于WCDMA的导频信号，而同步信号用于终端与基站的同步。
其他信息主要由链路层、网络层或者应用层产生，分为相关控制信息和业务信息。LTE系统的相关控制信息包括系统配置信息、数据格式信息、业务调度相关信息等控制信息和信令等，种类比较多，而LTE的业务信息对应用户的业务数据。
介绍完了“各”，接下来我们看“位”。LTE系统中各就各位的重点在“位”这个字上，所谓“位”，就是座位的含义；而各就各位，就是让各种信号和信息找到自己所在的位置，即所占用的单位资源。其实，在日常生活中，我们也会遇到类似的定位问题，不过那是时空上的定位，比如约好了什么时刻，在什么地方碰面，与LTE系统中的资源定位过程是一回事。
为了方便定位，LTE系统将时间和频率分层次组织起来，就好像时刻精确到几分几秒，地点精确到哪条路多少号。当然，在移动通信系统中，分层组织无线资源也不是LTE系统的独创，只是LTE系统的分层组织得更精细而已。
各就各位的过程我们还可以用另外一个成语来描述：“对号入座”。也就是说，各种信号和信息的所在位置都是有规律的，必须严格遵循这个位置。之所以要严格遵循位置，那是为了给接收机提供方便。
大家知道，在LTE技术中同时支持FDD与TDD两种双工方式。不过，在这两种双工方式下，无线资源在时间上的可用位置有明显的差别，换句话说，LTE FDD与TDD的时间结构是不一样的，需要分别来学习。
为了方便大家的学习，在介绍FDD与TDD的时间结构之前，我们先来复习一下FDD与TDD两种双工方式。1.1.3 双工方式
1．FDD与TDD
人们的通信过程往往是双向的，不光有发送，还需要接收。显然，发送的信号与接收的信号之间必须互不干扰、互不影响，这样才能保证通信的顺畅进行。
移动通信系统是如何解决收发干扰问题呢？这就需要借助双工方式，所谓双工，就是指收与发。双工方式分为单工、半双工和全双工三种类型。全双工即信息双向传递，收、发可以同时进行，移动通信系统以全双工方式为主。显然，在采用全双工的工作方式时，为了避免收、发之间的相互影响和干扰，需要收、发各行其道，在无线信道上予以分离。
在全双工中，无线信道一般按发送路径分成下行链路DL（Downlink，从基站到终端）和上行链路UL（Uplink，从终端到基站）两种链路。链路的一方为发送方，对方自然就是接收方。一般而言，下行链路的信号强度远超过上行链路，因此实施收、发分离是顺利接收上行信号非常关键的条件。
根据收、发分离的方法，全双工可以分成FDD（频分双工）和TDD（时分双工）两种工作方式，如图1.4所示，图中的喇叭代表下行链路，图中的话筒代表上行链路。图1.4 FDD和TDD的示意图
从图1.4可见，FDD是通信设备同时使用两个频率来工作，一个频率用来发射，另外一个频率用来接收；TDD是通信设备使用同一个频率进行发射和接收。TDD最简单的实施方式就是利用两个时间片段，一个时间片段发，一个时间片段收，交替进行。FDD的下行链路和上行链路在频率上是分离的，而TDD的下行链路和上行链路在时间上是分离的。
FDD的优点是处理简单，上行链路和下行链路之间互不干扰，业务质量容易控制。FDD的主要缺点是需要占用成对的频率资源，而且设备为了支持两个无线通道同时工作，需要配置滤波器，以避免无线通道之间的相互干扰，增加了设备的成本。
TDD的主要优点是可以在单一载频上实现发射和接收，不需要成对的频率资源，频率资源使用更灵活。由于TDD只使有一个无线通道，利用开关来切换上行链路和下行链路，因此也降低了设备的成本。TDD的主要缺点是只使用一个无线通道，与同时使用两个无线通道FDD相比，覆盖范围和容量上受到了制约。另外，由于信号时延的影响，TDD中仍然存在下行链路干扰上行链路的可能。
2．TDD为什么是全双工
有人会问，在图1.4中，TDD的收、发明显是有时间间隔的，TDD设备不可能同时进行收与发，为什么说TDD也是全双工呢？
其实，双工方式最早是根据语音业务来制定的，通过用户使用的方式来区分。如果用户可以同时说话和收听，就是全双工的方式；如果用户只能选择说话或者收听，就是半双工的方式。因此，从用户的使用效果看，打电话是全双工，使用对讲机则是半双工，至于设备是不是同时进行收、发，并不影响对双工方式的判断。例如，GSM终端的收、发就不是同时进行的，但是对GSM用户而言，可以同时说话和收听，因此还是全双工。
在语音业务中，很显然全双工的方式更符合人们交流的习惯，用户更愿意使用，因此移动通信系统普遍采用全双工方式。
数据业务继承了语音业务对双工方式的划分，比如采用TDD的LTE系统仍然算是全双工。不过WiFi收发时间是错开的，那么为什么说WiFi是半双工呢？
其实，在数据业务中，我们是通过无线资源的分配方式来区分全双工和半双工的：如果上、下行无线资源有固定的分配方式，也就是说有明确的周期，就是全双工；如果上、下行无线资源是动态分配的，没有明确的周期，就是半双工。
显然，全双工方式由于上、下行的周期固定，设备处理起来比较简单，但是无线资源没有办法最高效地使用；而半双工方式无线资源利用率高，但是用户越多，管理起来难度越大。这就是移动通信系统为什么要在数据业务中继续选择全双工的主要原因。
1.2 FDD的时间结构
讲完FDD与TDD的基础知识后，我们回到LTE系统的时频结构，首先介绍LTE系统在时间上的分层结构。由于FDD与TDD时间结构显著不同，我们先从比较简单的FDD时间结构讲起。1.2.1 FDD的时间结构：无线帧
为了方便理解LTE系统在时间上的分层结构，我们可以借用带秒针的手表来类比。我们知道手表上显示的时间分为三个层次：小时-分-秒，比如7点12分56秒。LTE系统在时间上的分层结构也划分为三个层次：无线帧-子帧-时隙。
无线帧（Radio Frame）是LTE时间结构的最大单位，时长为10 ms，如图1.5所示。LTE无线帧的时长与WCDMA无线帧保持一致，比TD-SCDMA无线帧长一倍，从这点上可以明显地看出LTE技术的继承性。图1.5 LTE系统的无线帧
无线帧是LTE空中接口许多机制的定时基础，比如加扰处理时采用的扰码以无线帧为单位来生成，每个无线帧会重置。另外，广播信息的组织、不连续接收和发射的DTX/DRX的实施也是以无线帧为基本计时单位的。
为了方便进行以上的处理机制，LTE无线帧还进行了编号，范围0～1023，与WCDMA系统又保持了一致。因此简单地说，我们可以把无线帧理解为手表上的时针，不过不是采用24小时制，而是采用1024小时制。1.2.2 FDD的时间结构：子帧
讲完了无线帧，接下来我们看下一级的时间单位：子帧（Subframe）。子帧在移动通信系统中的历史并不久远，在GSM和WCDMA系统中并没有子帧的身影，直到引入HSPA技术后才开始使用子帧。
一个无线帧由10个子帧组成，每个子帧的时长为1 ms，编号0～9，子帧的结构如图1.6所示。同样地，我们可以把子帧理解为手表上的分针，不过不是采用60分制，而是采用10分制。图1.6 LTE系统的子帧
子帧在LTE时间结构中非常重要，这是因为在LTE系统中，与业务相关的资源调度是以子帧为单位进行的，1个子帧的时长就等于1个TTI（Transport Time Interval，传输时间间隔），而TTI，从WCDMA系统开始，就作为业务调度的基本时间单位。另外，LTE系统很多机制的定时也是以子帧为时间单位来计量的，比如HARQ机制以及接下来要讲到的时间提前机制。
从另一个方面也可以看出子帧的重要性：FDD和TDD两种双工方式的区别主要体现在子帧结构的不同上。如果是FDD的话，各个子帧可以同时传输下行和上行的信号，但是在TDD下，各个子帧只能选择传输上行或者下行的信号，只有特殊子帧例外，可以承载下行和上行的信号，当然还是时分的。1.2.3 FDD的时间结构：时隙
子帧并不是LTE时间结构的基本单位，时隙才是基本时间单位。在移动通信系统中，时隙一直都是基本的时间单位，PHS、GSM、WCDMA系统均是如此，LTE系统也不例外。
时隙是子帧的下一级时间单位，在LTE系统中一个子帧由两个时隙组成，每个时隙的时长为0.5 ms，LTE系统中时隙的结构如图1.7所示。同样，我们可以把时隙理解为手表上的秒针，不过不是采用60秒制，而是采用2秒制。图1.7 LTE系统的时隙结构
LTE系统的同步信号、参考信号在无线帧中的位置都与时隙相关，而且各种控制信息都会放在子帧的第一个时隙内。另外，LTE系统信号处理过程中用到的扰码，其初始值也与时隙有直接的关系。1.2.4 更小的时间结构
时隙并不是LTE时间结构中最小的时间单位，在时隙之下，LTE系统还有一个时间单位，这就是OFDM符号的时长。LTE系统的参考信号、控制信息等最后都定位到OFDM符号级别，因此OFDM符号的时长也可以看成一个时间单位。
既然讲到了OFDM符号，这里我们就花点时间简要地回顾一下OFDM技术的原理，以理解OFDM符号。在《LTE教程：原理与实现》中讲到，OFDM符号对应一段波形，由多个采样点（回放点）的幅值拼接而成。OFDM符号与循环前缀CP相辅相成，CP在OFDM符号前面，其时长在OFDM技术中用于对抗符号间干扰，是一段额外的开销。
OFDM符号在时隙中的结构如图1.8所示。图1.8 时隙的结构
从图1.8可以看到，在LTE系统中，OFDM符号的时长T固定为u66.7 μs。因为一个时隙为0.5 ms，因此一个时隙中最多可以放7个OFDM符号，多出来的部分就是CP部分占用的时长了。从图1.8可以还看到不同位置的OFDM符号的CP时长是不同的，第一个OFDM符号的CP时长T为5.2 μs，其他6个OFDM符号的CP时长T统一为4.7 CPCPμs。
OFDM符号还不算LTE的最小时间单位：由于OFDM符号由多个采样点（回放点）组成，每个采样点（回放点）持续的时间是相同的，因此我们可以把每个采样点的时长作为LTE的最小时间单位。
在《LTE教程：原理与实现》一书中也讲到，采样点的时长与频点的带宽相关，是可变的。如果频点的带宽为20 MHz，那么采样点的时长等于1/30.72 MHz，也就是32.5 ns；如果频点的带宽为10 MHz，那么采样点的时长等于1/15.36 MHz，也就是65.1 ns，以此类推。
不过在LTE时间结构中，最小的时间单位必须是一个固定数值，因此就选用了20 MHz频点带宽的采样点时长（32.5 ns）作为时间单位，这个时间单位命名为T，并且与频点的带宽无关。T可以理解为ss微秒这样的时间单位。
从图1.8中我们看到，如果以T来衡量，OFDM符号时长等于s2048个T，CP的时长等于160个T（第一个符号）或者144个T（其sss他6个符号），一个时隙的时长等于15360个T。s
细心的读者一定奇怪，为什么同一时隙内不同OFDM符号的CP时长不统一？其实那是因为7个CP的总时长为1024个T，没有办法被s7整除。1.2.5 上、下行子帧对齐
最后，我们来了解与时间结构相关的子帧对齐机制，这个机制用于上行与下行子帧之间。在LTE系统中，上、下行子帧对齐采用了TA机制，这个TA在规范TS36.213中有多种描述方式：Timing Advance、Timing Adjustment以及Time Alignment，说的都是一回事。
看到TA，了解GSM系统的人会觉得遇到了老相识，的确，GSM系统中的时间提前TA机制又回来了，TA机制成了LTE技术隔代遗传非常典型的例子。
LTE系统为什么要引入子帧对齐机制呢？WCDMA系统为什么不需要引入子帧对齐机制呢？为了讲清这个问题，我们要从无线信号的传播延迟讲起。
1．信号的传播延迟8
无线信号的传播速度等于光速（3×10 km/s）。速度再高，总归还是有限的，因此，信号传播总需要花费一定的时间，传播距离越远，传播时间越长，这就是信号的时延。
图1.9展示了信号的时延，图中的每个方框代表一个子帧，最后的箭头代表方向，向下代表下行，向上代表上行，箭头边的数字代表信号传播步骤。从图1.9可见，基站eNB发出的下行信号经过T时刻1后，到达终端UE1，UE1以基站的下行信号为时间基准，发出上行信号，到达基站eNB后，上行信号与下行信号的时延为T。Delay图1.9 信号的时延
由于基站与终端的距离在传播的短暂时间内可以认为保持不变，因此在基站侧，传播延迟带来的延迟时间T等于2倍的T，即所谓Delay1的往返延迟。显然，往返延迟将造成上、下行子帧没法对齐。
2．延迟时间带来的干扰
如果基站下只有一个终端，其实延迟时间是无关紧要的。但是通常情况下，基站下总是有多个终端，延迟就会带来不同终端上行信号之间的干扰，图1.10展示这种干扰的发生情况。图1.10 信号的时延带来的干扰
从图1.10中可见，如果两个终端UE1和UE2与基站的距离不同，那么延迟时间有区别，基站接收到的各个终端上行信号的子帧就会对不齐，出现一个终端的前一个子帧尾与另一个终端下一个子帧头重叠的现象，也就是图1.10中用方框标出的部分。
前面已经讲到，在LTE系统中，无线资源以子帧为分配单位，在同一个子帧内，eNB可以保证不同的终端采用不同频率的子载波，从而实现FDMA，确保不同终端的信号之间不会互相干扰。但是在前后两个子帧中，eNB没有办法保证不同的终端采用不同频率的子载波，也就是说，eNB有可能为分属不同用户的前后两个子帧分配同样频率的子载波。这也就意味着图1.10中方框标注的部分有可能出现干扰。
这种情况是采用FDMA技术，又动态调度资源的移动通信系统常见的情况，GSM系统也是如此。当然，采用CDMA技术的移动通信系统就不存在这个问题，因为CDMA技术支持同频组网。
3．LTE系统的TA机制
为了避免延迟时间带来的上行干扰，LTE系统沿用GSM系统的TA机制就很正常了，当然在处理方式上还是有一些特色的，图1.11展示了LTE系统的TA机制。图1.11 LTE系统的TA机制
图1.11中的每个方框代表一个子帧。基站eNB发出的下行信号经过T时刻后，到达终端UE1，在下行信号中还携带了基站下发的时间1调整命令，这是基站根据以前收到的上行信号，测量出终端的延迟时间后得到的一个时间调整量TA。
从图1.11中我们不难看出时间调整量TA对应的时长应该等于2倍的T，也就是终端应提前TA对应的时间发送上行信号，这样就可以1完全补偿信号传播造成的时间延迟，使得上行和下行信号的子帧完全对齐。
当然，终端不是马上调整时间提前量，而是在收到时间调整命令后，隔6个子帧再来调整发送的时间，这里也体现出了子帧这个时间单位的重要性。
在LTE规范中，时间提前量TA以16倍T（521 μs）为计时单位，s取值0～1282个计时单位，最大时间提前量约为0.67 ms，这个提前量远远超过了GSM系统的最大时间提前量0.223 ms。
之所以LTE系统要定义如此之大的时间提前量，主要与LTE基站的最大覆盖范围相关。根据最大时间提前量，我们可以看到信号最大传播时延为0.33 ms，对应最远距离为100 km。也就是说，LTE规范中设计的基站最大覆盖范围为100 km。与之相对，GSM基站的最大覆盖范围为35 km。
当然，在目前的网络中，只有极少数的场合才需要如此远距离的覆盖，通常情况下，尤其是在城市环境中，这么大的时间提前量是用不到的。
不过由于LTE规范定义了如此之大的时间提前量范围，也带来了一个副作用，就是在基站下发的时间调整命令中，需要传送的TA值太大。前面讲了，LTE系统的TA取值0～1282，GSM系统的TA取值0～63，GSM系统的TA可以用6比特的数来描述，LTE系统的TA却需要用12比特的数来描述。
为此，LTE系统中改变了TA值的下发方式，基站只下发变化值，也就是相对调整量，这样就可以用6比特的数来描述TA的变化量，从而减少了数据量。这是LTE系统与GSM系统的一个显著区别。
最后，请大家思考一下：LTE基站是不是最多只能覆盖100 km？超过100 km终端是不是就不能工作了？答：
1.3 TDD的时间结构
1.3.1 TDD的时间结构讲完了FDD LTE系统的时间结构后，我们来看TDD时间结构。
总体上看，TDD时间结构与FDD时间结构很类似，比如，在TDD时间结构中，无线帧还是10 ms，子帧还是1 ms，这些都与FDD相同。另外，一个时隙有7个OFDM符号，每个符号的时长以及相应CP的时长等参数也与FDD保持一致。
但是，TDD与FDD时间结构的差异也是明显的：在TDD中，一个无线帧的10个子帧可以分为上行、下行和特殊三种类型。其中，第0号和第5号子帧肯定是下行子帧，第1号子帧肯定是特殊子帧，第2号子帧肯定是上行子帧，其他子帧是什么类型就不确定了。
另外，TDD时间结构明显复杂，复杂在于TDD双工方式增加了时间层次，又引入了一个新的时间单位：半帧。半帧的长度为5 ms，一个无线帧中会有两个半帧，其结构如图1.12所示。之所以引入半帧，是为了与TD-SCDMA系统兼容。因为从TD-SCDMA网络升级到TD-LTE网络，是中国力推的技术方案。图1.12 TDD的时间结构
TDD时间结构还复杂在其结构的可变性上，包括上、下行的配置以及特殊子帧的结构，都是可变的。
在LTE规范TS36.211中定义了7种TDD子帧组合，称为上、下行配置，如表1.1所示。表1.1 TDD的上、下行配置
在表1.1中，D代表下行子帧，U代表上行子帧，S代表特殊子帧。
尽管规范中定义了7种上、下行配置，但在实际TD-LTE系统中，目前只采用了配置1和配置2（无底色行），称为2:2或者1:3的配置，代表一个半帧中上行子帧和下行子帧的数量，比如配置2:2就代表半帧中有2个上行子帧、2个下行子帧和1个特殊子帧。
附带说一句，定义5 ms的周期是为了与TD-SCDMA制式兼容，而定义10 ms的周期，其实是为了与另外一种TDD制式：TD-CDMA制式兼容。
图1.13展示了常用的上、下行配置，图中每个方框代表一个子帧，向上的箭头代表上行，向下的箭头代表下行，没有箭头则代表特殊，而竖线将一个无线帧等分为两个半帧。图1.13 常用的TDD上、下行配置1.3.2 TDD的时间结构：特殊子帧
前面说了，在TDD时间结构中定义了特殊子帧，其特殊性在于，特殊子帧没有时隙的概念，也就是没有了0.5 ms的重复周期。接下来我们来了解特殊子帧的具体结构。
1．特殊子帧的结构
图1.14展示了特殊子帧的结构，可以看到特殊子帧由DwPTS（Downlink Pilot Time Slot，下行导频时隙）、GP（Guard Period，保护间隔）和UpPTS（Uplink Pilot Time Slot，上行导频时隙）三部分组成。图1.14 特殊子帧的结构
从名称上看，DwPTS、GP以及UpPTS这几个术语来自TD-SCDMA无线帧结构，而且尽管完全名不副实，还是被TD-LTE技术沿用下来，这充分说明了TD-LTE技术与TD-SCDMA技术之间的密切关系。
既然DwPTS、GP以及UpPTS来自TD-SCDMA系统的无线帧，接下来我们就了解一下TD-SCDMA系统的无线帧结构。
2．TD-SCDMA的无线帧结构
TD-SCDMA系统的无线帧结构如图1.15所示。从图1.15可以看出，TD-SCDMA系统的一个无线帧的时长为5 ms，与TD-LTE的半帧时长一致。不过，在TD-SCDMA系统的无线帧中没有定义子帧，其时隙就类似于TD-LTE系统中的子帧。图1.15 TD-SCDMA系统的无线帧结构
一个TD-SCDMA无线帧由7个普通时隙和1个特殊时隙组成，普通时隙的时长为0.675 ms，其中第0号时隙固定用于下行，第2号时隙固定用于上行，其他时隙可以用于上行或下行。第0号时隙专用于承载控制信息，而2～7号时隙可以用于承载业务，通常TD-SCDMA网络的上、下行配置设为2:4，也就是在2～7号时隙中的2号和3号这2时隙承载上行业务，而4～7号这4时隙承载下行业务。
TD-SCDMA系统的特殊时隙位于第0号和第2号时隙之间，时长0.275 ms，由DwPTS、GP和UpPTS三部分组成，是TD-LTE特殊子帧的鼻祖。不过在TD-SCDMA特殊时隙中，DwPTS、GP和UpPTS三个部分的时长是固定的，不能调整，这样适应各种应用场景的能力就会比较弱。
3．TD-LTE的特殊子帧格式
鉴于TD-SCDMA特殊时隙的结构过于僵化，适应能力比较弱，人们对TD-LTE特殊子帧进行了显著改进，其结构支持多种格式，如图1.16所示。图1.16 TD-LTE的多种特殊子帧格式
正常情况下，特殊子帧可容纳14个OFDM符号。从图1.16可以看到，特殊子帧前面若干个OFDM符号用于下行DwPTS，最后1～2个OFDM符号用于上行UpPTS，DwPTS与UpPTS之间有一段时间间隔GP，用来避免下行信号与上行信号之间的干扰。
根据特殊子帧中用于下行和上行的OFDM符号数，LTE规范TS36.211中定义了9种特殊子帧的格式，目前TD-LTE网络中常用的是第5号（3:9:2）、第6号（9:3:2）以及第7号（10:2:2）这三种格式，其中3:9:2中的3代表用于下行的OFDM符号数量，9代表间隔的数量，2代表用于上行的OFDM符号数量，以此类推。
很明显，不同格式特殊子帧的差异主要在于上、下行的时间间隔GP与下行OFDM符号数，GP越大，下行OFDM符号数越少。增大GP可以增加小区的覆盖半径，但是系统开销也会增大，这样将减少下行OFDM符号数，导致下行吞吐率降低。
TD-LTE系统选用的特殊子帧格式与上、下行配置密切相关，如果是2:2的上、下行配置，就可以采用5、6、7格式中任一种；如果是1:3的上、下行配置，往往就只可以采用格式5，为什么需要这样设置，在后面会详细讲解，现在我们先来了解GP的作用。1.3.3 TDD的特殊子帧：GP
前面提到，GP是用来避免上、下行的干扰。但是结合前面提到的TA，GP与TA之间到底有怎样的关系呢？估计不少读者就不清楚了。另外，GP与基站的覆盖范围又有怎样的关系呢？接下来我们就仔细研究这些问题。
1．为什么要引入GP
为了说明GP的作用，我们先假设GP不存在，也就是让GP的时长等于0，看会产生什么样的效果。
图1.17展示了上、下行信号的发送情况，与前面介绍FDD双工方式时提到的TA类似，基站的下行信号的传播时延为T。不过，由于1帧格式不同，TDD基站的下行信号不是连续发射的。图1.17中假定基站采用1:3的上、下行配置，T代表UpPTS的时长。Up图1.17 TD-LTE的上、下行对齐：无GP
由于GP不存在，因此DwPTS与UpPTS紧紧相连。那么从基站结束DwPTS的发送，到下一次发送下行信号，时间间隔将是T＋1 ms，Up1 ms代表一个子帧的时长，如图1.17所示。
从图1.17我们可以看到，如果以基站完成DwPTS的发送为时间原点，基站接收到的终端上行信号是从2×T时刻开始，到2×T＋T11Up＋1 ms时刻结束。也就是说，在基站侧，上、下行信号会有2×T的1时间段重叠，必然造成下行信号对上行信号的干扰，使得基站无法正常接收终端的上行信号。
因此，当使用TDD双工方式时，即使基站下只有一个终端，也需要对齐上、下行子帧，以避免下行信号干扰上行信号。
对齐上、下行子帧还是采用FDD双工方式用过的时间提前TA机制，但是问题是终端可以提前发送上行信号吗？
答案是否定的，在TDD双工方式下，终端在同一时刻要么接收信号，要么发射信号，不能同时进行两种任务。显然，当终端的DwPTS接收工作未完成之前，是不可能开始发送UpPTS的。
因此，如果TDD双工方式下没有配置GP，终端将无法执行时间提前机制。
2．GP与TA的关系
那么，GP与TA是怎样联合运作的呢？
我们先来看只有GP，不实施TA机制的效果。
光有GP，不实施TA，也不能避免下行对上行的干扰。图1.18给出了这样的结果，与图1.17类似，在这种情况下，上、下行信号还是有2×T的时间段重叠，必然造成下行对上行的干扰，使得基站无法1正常接收终端的信号。图1.18 TD-LTE的上、下行对齐：有GP，无TA
但是与图1.17不同，在终端侧由于下行DwPTS与上行UpPTS之间存在GP，并不是紧紧相连的，这就给上行UpPTS提前发射提供了可能性。
于是，为了避免干扰，我们可以要求上行UpPTS提前发射，提前的时间量为T（等于2×T）。A1
提前发射的结果如图1.19所示。这样，当上行信号抵达基站后，DwPTS与UpPTS之间的时间间隔正好是GP，实现了上、下行子帧的对齐，下行子帧对上行子帧的干扰被清除了。图1.19 TD-LTE的上、下行对齐：GP与TA联合作用
上、下行子帧的对齐后，不但上、下行之间没有干扰，不同终端的上行信号之间也不会产生干扰，可谓一举两得。
3．真实的子帧结构
在了解了GP与TA的关系后，接下来我们可以揭开TDD双工方式的一个非常重要的秘密：基站侧与终端侧的子帧结构是怎么样的。
大家都知道，如果是FDD双工方式的话，基站侧与终端侧的子帧结构是相同的。但是TDD双工方式呢？基站侧与终端侧的子帧结构还是一样的吗？
答案是完全不一样。
图1.20展示了TD-LTE基站侧与终端侧的子帧结构，可见我们在参考书和规范中看到的只是基站侧的子帧结构，终端侧的子帧结构是不一样的。在终端侧，DwPTS与UpPTS之间的间隔是不固定的，也就是说，上行的UpPTS随着信号时延的长短，在时间轴上可以滑动。图1.20 TD-LTE的基站侧与终端侧的子帧结构
另外还需要大家注意，其实TDD双工方式中的T与FDD双工方式A的T也有一些差别，TDD中的T还需要在时间提前量T的基础上，加AAA上发射与接收的切换时间，也就是上、下行转换时间。在LTE规范36.211中，定义了上、下行转换时间为624个T，也就是20.3 μs。终s端的上、下行转换时间必须在这个范围内，也就是小于20 μs。
4．GP与基站的最大覆盖范围
从图1.20中我们容易看到GP必须不小于时间提前量T，也就是AGP要大于等于2倍的最大信号传播时延。这样，我们根据GP的时长，就可以得到信号的最大传播时延；而根据信号的最大传播时延，我们就可以计算出基站的最大覆盖范围。不过，在计算时，GP还需要扣除前面讲的20 μs的上、下行转换时间。
这样，我们就得到了不同特殊子帧格式下基站的最大覆盖范围，如表1.2所示。从表1.2的结果可以看出，目前常用的三种特殊子帧格式，满足城区基站的覆盖是绰绰有余的。表1.2 GP与最大覆盖范围
最后，请大家思考一下：如果特殊子帧的格式设为7，是否意味着TD-LTE基站的最大覆盖范围不能超过18.4 km？如果想超过18.4 km，还有什么办法？答：1.3.4 TD-LTE与TD-SCDMA共存
最后我们来看TD-LTE与TD-SCDMA共存的问题。关于什么是共存，并没有一个权威的定义，这里指的是硬件意义上的共存。
在中国，TD-SCDMA网络升级为TD-LTE网络是一条必由之路，因此就需要将现有的TD-SCDMA基站升级为TD-LTE基站，让基站同时能支持TD-SCDMA和TD-LTE两种制式。为了降低硬件成本，我们希望TD-LTE基站与TD-SCDMA基站能共享一套硬件，尤其是射频部分，这就是共存的具体含义。
共存时我们考虑的主要问题是如何避免干扰。现有的TD-SCDMA基站都是BBU＋RRU结构，BBU升级后共存相对方便，而RRU升级后的共存就相对复杂，需要TD-SCDMA和TD-LTE网络的协同配置。
1．共存的主要方式
RRU共存时一般会共用一套功放，为了避免TD-SCDMA与TD-LTE的相互干扰，共存的首要条件就是收发对齐，TD-SCDMA与TD-LTE的发射机同时发射，而不能一个发射一个接收，这样发射的信号必然会干扰接收方。
根据计算结果，我们发现，当TD-SCDMA系统的上、下行配置为3:3时，TD-LTE系统的上、下行配置必须为2:2，这样才能实现TD-SCDMA基站与TD-LTE基站的下行对齐，如图1.21中所示。图1.21 TD-LTE与TD-SCDMA系统上、下行对齐（2:2）
根据图1.21中箭头所指的空白区间，我们注意到TD-LTE系统的DwPTS可以调整时长，从3个OFDM符号一直到10个OFDM符号，因此TD-LTE系统的特殊帧格式可以灵活选择，例如，选择3:9:2或者10:2:2。
而当TD-SCDMA系统的上、下行配置为2:4时，TD-LTE系统的上、下行配置必须为1:3，这样才能实现TD-SCDMA基站与TD-LTE基站的下行对齐，如图1.22所示。图1.22 TD-LTE与TD-SCDMA系统上、下行对齐（1:3）
从图1.22中我们还可以看到，这时TD-LTE系统的DwPTS不能调整时长，只能选3个OFDM符号。虽然UpPTS有比较大的变化空间，但是LTE规范中并没有为UpPTS定义多种时长，因此TD-LTE系统的特殊帧格式就比较固定，只能选3:9:2。
另外，图1.22中DwPTS也有留有扩展的空间，为此中国移动建议增加一种6:6:2的格式，但是涉及规范的调整，目前在R8和R9版本中还无法实施。
2．共存的配置流程
根据前面介绍的内容，我们可以总结出共存情况下的TD-LTE网络的配置流程，如图1.23所示。图1.23 TD-LTE与TD-SCDMA共存的配置流程
由于目前现网的TD-SCDMA系统都采用2:4的上、下行配置，因此如果TD-SCDMA系统和TD-LTE系统共用RRU，而且两个系统共用同一频段，也就是都使用F频段1.9 GHz，那么TD-LTE系统的上、下行配置只能选1:3，TD-LTE的特殊子帧只能设为格式5，也就是3:9:2，也就是图1.23中圈出的部分。
如果两个系统使用不同的频段，例如，TD-SCDMA系统采用1.9 GHz的F频段，TD-LTE系统采用2.6 GHz的D频段，那么为了确保互相不干扰，当共用RRU时，TD-LTE系统的特殊子帧还是只能设为格式5。
假设TD-SCDMA系统和TD-LTE系统不共用RRU，那么TD-LTE系统的上、下行配置可以选1:3，也可以选2:2，比较灵活。相应地，根据两个网络共频段的情况，依据图1.23再来确定特殊子帧的具体格式。
1.4 频率结构
1.4.1 频率结构：子载波OFDM技术是LTE系统最核心的技术，而正交子载波是OFDM技术的基石，因此子载波是LTE时频结构中频率的基本结构单位，相当于时间结构中的OFDM符号。
子载波还是LTE系统中承载信息的基本单位，在LTE网络的部署中占有非常重要的地位，无论业务速率的计算还是小区覆盖范围的计算，都离不开子载波。
1．子载波与带宽
提到子载波，人们常常会联系到带宽，载波的宽度称为带宽，也就是占用的频谱范围，那么子载波的带宽是多少呢？
在《LTE教程：原理与实现》中详细分析过OFDM技术的原理与现实方式，正交子载波在频域上的分布如图1.24所示，这些子载波的频率是基波的整数倍，因此相邻子载波的频率间隔等于基波的频率，其中LTE系统的基波频率为15 kHz。图1.24 OFDM的子载波
从图1.24上可以看到，子载波在频域上是离散的。因此在《LTE教程：原理与实现》一书中我明确提出，子载波是没有带宽的。但是我发现这个观点并没有深入人心，很多人包括很多参考书普遍认为子载波有带宽，这个带宽等于15 kHz。
这些看法充分说明大家还没有理解OFDM技术，因此，本教程稍微花点时间来阐述正交子载波与带宽的关系。
仔细想一下，如果子载波存在带宽的话，信号的能量除了分布在整数倍的频率上外，必然还会在频域上延伸开来。那么，不在整数倍频率上的那些能量，能满足能量正交的条件吗？答案是否定的。因此，有带宽的子载波之间肯定有干扰，不可能成为真正的正交子载波。
我们不难发现，OFDM子载波在频域上必须是离散的，只在特定的频率上有能量，这样才能彼此正交。就像图1.24那样，单个子载波并不存在所谓的带宽。
不过话得说回来，虽然OFDM的子载波没有带宽，但不代表基于OFDM技术的系统（以下简称OFDM系统）不占有带宽，OFDM系统正常工作需要占有一定的带宽。这句话该怎么理解呢？
OFDM系统占有的带宽代表其他系统不能使用的频率范围，因为一旦其他系统也使用了这段频率，必然会与OFDM子载波之间产生干扰。就像图1.24中阴影部分一样，不能被其他系统侵占。这段频率范围对应的就是OFDM系统的带宽，等于基波频率与子载波数量的乘积，保留给OFDM系统专用。
打个简单的比方，如果道路禁止停车，一种方式是沿路堆放东西，另外一种方式是隔一段距离打一个路桩。这两种方式都能圈出不能停车的范围，而后一种方式就是OFDM系统的方式，圈出的范围就是OFDM系统占有的带宽。
2．子载波的编号
LTE系统使用了成百上千个子载波，这些子载波利用编号来区分。不过LTE系统为子载波定义了两套编号方法，分别用于时频网格和OFDM符号发生，非常容易混淆。（1）时频网格
第一种编号方法用于时频网格，也就是无线资源。图1.25展示了时频网格的结构，可见时间轴位于X轴方向，频率轴位于Y轴方向。图1.25 LTE系统的时频网格
前面讲过，时频网格在时间轴上是一个个的OFDM符号，在频率轴上是一个个的子载波。在规范TS36.211中，用k来代表子载波的编号，取值0～N>1，N代表子载波总数，由频点带宽决定，如后续的表1.3所示。
在时频网格中并没有给出子载波的具体频率，只要求编号相邻的子载波在频率上也相邻。这样，一种简单的实现方法是让编号为1的子载波对应基波的频率，其他子载波的频率就是编号乘以基波频率。（2）OFDM符号发生
第二种编号方法也是在规范TS36.211中出现的，用在定义OFDM符号的波形上，子载波的编号同样是k。不过，这个k不是从0开始，而是以0为对称，有正、负两种取值，也就是出现了负频率。
其实，从WLAN的IEEE 802.11a规范开始，负频率就在OFDM符号发生的算法中出现了，直至LTE的规范TS36.211，从而不难看出LTE规范中OFDM技术的来源。
负频率在物理上没有意义，只在数学上有意义，可以体现出参数的对称性，让公式看起来具有一定的美感。
那么，物理上没有意义的负频率到底是怎么实施的呢？
在《LTE教程：原理与实现》一书中，我们看到，在实施复数IDFT算法时，存在如下的关系式，其中N代表子载波总数：
cos（N-k）x＝coskx
sin（N-k）x＝＝sinkx
如果把N-k改为改-k，我们不难看到：
cos（c-k）x＝coskx
sin（s-k）x＝＝sinkx
因此，编号因-k的子载波与编号N-k的子载波在OFDM符号发生过程中是等效的，所谓的符kf频率就是（N-k）f频率。（3）两种编号方法的转换
两种子载波的编号方法可以互相转换，根据规范TS36.211中的描述，假定子载波的总数为N个，N为偶数，那么两种表示方法对应的子载波编号如图1.26所示。其中，上面的编号用于时频网格，下面的编号用于OFDM符号发生。图1.26 子载波的编号
不难看出，在频率轴上，用于OFDM符号发生的子载波编号会产生一个突变。其实如果能深刻理解OFDM技术的话，抛弃负频率，用时频网格的编号来描述子载波，OFDM符号的生成表达式将更加简洁。1.4.2 频率结构：资源块（RB）
虽然子载波是LTE系统频率的基本结构单位。不过由于LTE系统的子载波数量实在太多，比如20 MHz频点带宽下可达1200个，管理起来不方便，因此LTE系统把12个编号连续的子载波组合在一起，构成子载波上一级的频率结构单位，称为RB（Resource Block，资源块），如图1.27所示。图1.27 LTE系统的频率结构：RB
因此，RB相当于子载波组的概念，同一个RB中的子载波同进同退，共同工作。注意，很容易把RB的R看成Radio，其实R指的是Resource。
从图1.27中我们看到，在LTE系统中，每个子载波在频率上的间隔为15 kHz，因此RB所占有的带宽等于180 kHz，RB可以看成一个带宽单位。但是大家必须知道，子载波本身是没有带宽的。
RB有时也被描述成一个资源单位，因为在规范中定义RB的时长为1时隙，也就是0.5 ms。
不过，实际上，在LTE系统中为用户分配的资源并不是以RB为单位的，而是以调度块（Scheduling Block，SB）为单位的。一个调度块由同一子帧内相同频率范围的两个RB组成。
调度块（SB）、资源块（RB）与资源颗粒（RE）的关系可以用图1.28来描述，其中粗线框出的部分就是规范中定义的资源块（RB），连续两个粗线框处的部分就是调度块（SB），而调度块中的每个方块就是（RE）。图1.28 调度块、资源块与资源颗粒
前面介绍过在LTE时频网格中，最基本的单位是资源颗粒（RE），一个RE从频率上看是一个子载波，从时间上看是一个OFDM符号。
通常情况下，一个调度块中包含了168个RE，当然如果采用扩展CP，一个调度块中包含的RE数量降为144个。
由于在规范中RB与SB都涉及时频网格中的无线资源，角色雷同，很容易混淆。为了避免混淆，本教程后续内容将SB与RB明确分开，SB作为资源单位，而RB作为带宽单位。换言之，抛弃了规范中RB时长的特点，只关注RB在频率带宽上的特点，这种描述方式比较特别，但是资源描述更加清晰，希望各位读者注意。
最后，为了方便管理，RB也需要编号，编号越大，RB中包含的子载波的频率越高。1.4.3 频率结构：频点
在子载波-资源块（RB）之上，还有一个频率结构，类似时分秒体系的小时，那就是我们常说的频点。
所谓频点，就是专门划出的特定的频率范围，供指定无线设备来使用，用来避免本系统或者其他系统的无线设备带来的干扰。
频点有两个关键参数：带宽和中心频率。具体到LTE系统，所谓带宽，就是子载波占用频率的范围；所谓中心频率，就是频点带宽上最高频率与最低频率的平均值，如图1.29所示。确定这两个参数后，频点在频域上的位置就确定了。图1.29 LTE频点的带宽与中心频率
1．频点带宽
我们知道，LTE系统中频点带宽是可变的，一共定义了6种频点带宽。频点带宽决定了频点内的子载波数量，而不同的子载波数量也就对应不同的RB数量，如表1.3所示。表1.3 子载波数量与频点带宽的关系
2．频点编号
LTE频点编号称为EARFCN（E-UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number），命名来自于WCDMA。
利用频点编号EARFCN可以得到频点的另外一个关键参数：中心频率。
频点的中心频率从起始频率开始，以0.1 MHz为步长，随着EARFCN而递增。在规范TS36.101中，给出了如下的EARFCN与频点中心频率的对应关系，单位是MHz：
频点中心频率＝（EARFCN - EARFCN）×0.1＋起始频率0
WCDMA系统频点的中心频率也是类似的计算方法，但是算式中没有起始频率。LTE增加起始频率后，可以保证EARFCN编号连续。其中，FDD双工方式的EARFCN从0～35999，TDD双工方式的EARFCN从36000～65531。
起始频率、EARFCN与频点所处的频段相关，这两个参数与频0段的具体关系如表1.4所示。例如，B38频段，EARFCN的起始值为37750，中心频率的起始值为2.57 GHz。如果中心频率为2.6 GHz，对应的EARFCN就是37750＋300＝38050。表1.4 中心频率参数与频段的关系
接下来介绍一下表1.4中提到的频段。
所谓频段，是频点的频率范围，与无线网络的制式相关，由国家的无线电资源管理部门来指定，管理的层级最高。
表1.4只列出了当前在中国可以使用的6个LTE频段，其中B1和B3采用FDD双工方式，上、下行分两个频点，中心频率不同；而B38、B39、B40和B41采用TDD双工方式，上、下行使用一个频点。从表1.4不难看出，FDD上、下行频点的中心频率分别设置了不同的EARFCN，但是TDD频点就只使用同样的EARFCN。
值得注意的是，从表1.4中我们发现B38与B41相同的中心频率，对应的频点号EARFCN是不同的，这说明中心频率与EARFCN不是一对一的关系，也可以是一对多的关系。由于同样的中心频率可以用不同的EARFCN来描述，因此这是一种非常差的频率编号方法，可以认为是制定LTE规范时的一大败笔。
3．频点编号与子载波频率
利用频点号EARFCN可以得到子载波的频率，具体方法就请读者去研究了。注意，时频网格中编号为0的子载波对应频点的最低频率，而不是中心频率。
1.5 时频分布
前面说过LTE系统的时频结构用于各种信息的“对号入座”，接下来我们就来了解各种信息的时频分布。1.5.1 各种下行信号与信道的时间分布
在下行方向上，LTE系统定义了多种信号与信道，其中信号主要有同步信号、参考信号，信道主要有广播信道、控制信道和业务信道。这些信号与信道在时间上的分布是以OFDM符号为单位进行的。
1．同步信号
与WCDMA系统类似，LTE系统的同步信号分为主同步和辅助同步信号。从同步信号的角度看，LTE系统更像WCDMA系统，而不是TD-SCDMA系统。
主同步信号和辅助同步信号的位置根据FDD和TDD双工方式有所区别，如图1.30所示。图1.30 同步信号的时间分布
从图1.30可以看到，在FDD双工方式下，主同步信号占用了每个无线帧的第0号及第5号子帧的第一个时隙的最后一个OFDM符号。这一长串结构听起来很拗口，实际上，说明主同步信号是以5 ms为循环周期的。
辅助同步信号的位置是主同步信号的前一个OFDM符号，也就是第0号及第5号子帧的第一个时隙的倒数第二个OFDM符号，也是以5 ms为循环周期的。
而在TDD双工方式下，主同步信号占用了特殊子帧的第三个OFDM符号，而辅助同步信号的位置是主同步信号的前三个OFDM符号，也就是第0号及第5号子帧的第二个时隙的最后一个OFDM符号，也是5 ms的循环周期。
2．小区参考信号
LTE的小区参考信号分布在每个时隙的第一个OFDM符号和倒数第三个OFDM符号上，以0.5 ms为循环周期，如图1.31所示，其他参考信号将在第2章中详细介绍。图1.31 小区参考信号的时间分布
3．广播信道PBCH
LTE的广播信道PBCH分布在每个无线帧的第0号子帧的第二个时隙上，占用了从第一个OFDM符号到第4个OFDM符号，以10 ms为循环周期，如图1.32所示。图1.32 广播信道OBCH的时间分布
PBCH还将在第3章中详细介绍。
4．下行控制信道
每个子帧的第一个时隙上第一个OFDM符号到第N个OFDM符号定义为控制区（Control Region），专门用于除PBCH外的其他下行控制信道。图1.33以一个调度块为例，给出了控制区的分布，其中斜线部分就是控制区。当频点带宽大于1.4 MHz时，N可以是1、2或3，图1.33中N就等于3。当然，如果是TDD特殊子帧，N只能取1或2了。图1.33 调度块中的控制区（斜线部分）
下行控制信道还将在第3章中详细介绍。
5．下行业务信道
在控制区以外，除去各种信号和PBCH信道外，调度块中空闲的RE就被下行业务信道占用了。下行业务信道还将在第4章中详细介绍。
6．小结
图1.34以子帧为单位，按OFDM符号，总结了FDD双工方式下各种下行信号与信道的时间分布，其中假定控制区占用2个OFDM符号。图1.34 信号与信道的时间分布（FDD）
业务信道在图1.34中没有标记，可以选择占用空闲的OFDM符号。
图1.35以子帧为单位，按OFDM符号，总结了TDD双工方式下各种下行信号与信道的时间分布，其中假定控制区占用2个OFDM符号，特殊子帧的格式为10:2:2。图1.35 信号与信道的时间分布（TDD）
业务信道在图1.35中没有标记，可以选择占用空闲的OFDM符号。1.5.2 各种下行信号与信道的频率分布
制定LTE规范时遇到的比较大挑战是如何适配多种频点带宽，这是LTE系统引入的新事物，以前的移动通信系统如GSM系统、WCDMA系统，都没有这样的问题。
为了方便终端在多种频点带宽下工作，LTE系统将基本的信号与信道放在最小的带宽内发送，这个最小带宽就是1.4 MHz的带宽，对应6个RB的带宽。这些基本信号是同步信号，包括主同步和辅助同步信号；基本信道是PBCH广播信道。如果频点的带宽超过了1.4 MHz，那么最小带宽将位于频点带宽的中央。
其他的信号及信道，例如，参考信号及控制信道和业务信道就会占用整个频点的带宽。当然，由于下行参考信号在时间上周期比较短，如果在频率上再连续分布的话，系统开销太大，因此，参考信号在频率上是不连续分布的，也就是不会占用连续的子载波。1.5.3 各种上行信号与信道的时频分布
在上行方向上，LTE系统定义了一些信号与信道，其中信号是上行参考信号和探测参考信号SRS，信道有控制信道和业务信道，种类少于下行方向。
与下行方向类似，各种上行信号与信道在时间上的分布是以OFDM符号为单位进行的。
在上行方向上，各个终端是基于FDMA工作，也就是每个终端只会占用频点带宽的一部分，这是与WCDMA/HSPA技术的显著区别。
1．上行参考信号
LTE系统的上行参考信号与各个终端相关，分布在每个时隙的第四个OFDM符号上，以0.5 ms为循环周期。上行参考信号占用的频率是分配给终端使用的带宽，是频点带宽的一部分。
2．探测参考信号
LTE系统的探测参考信号SRS分布在每个时隙的最后一个OFDM符号上，以0.5 ms为循环周期。探测参考信号SRS占用的频率是频点带宽的全部。
值得注意的是，上行探测参考信号并不是必须的。
3．上行控制信道
LTE的上行控制信道集中分布在频点边缘的调度块上，单独划分出来，与分配给终端使用的调度块无关。
4．上行业务信道
LTE的上行业务信道分布在分配给终端使用的调度块上。
5．终端的上行带宽
LTE各个终端占用的上行带宽由eNB来分配，以确保相互不重叠，避免干扰。终端分配到的上行带宽用RB来描述，考虑到简化终端的实施，RB数量必须以2、3、5为基数，也就是说RB数量等于2的幂与3的幂和5的幂的乘积。在规范36.211中定义了如下的公式：
其中，代表RB数量，而α、α、α代表非负整数。235
根据上式，表1.5列出了10 MHz和20 MHz频点带宽下可以分配的上行带宽，用RB以及子载波数量来表示。其实，利用筛选法可以生成表1.5，也就是在1～100这些数字中删除7、11、13、17、19等大于5的质数以及这些质数的倍数，剩下的数字就构成了表1.5。
20 MHz频点带宽下的一个具体的分配例子可以是：为一个用户分配96个RB的带宽，或者为2个用户各分配48个RB的带宽，或者为三个用户分别分配48、40及10个RB的带宽。表1.5 上行带宽的范围
1.6 总结
本章主要介绍了LTE系统在时间上的分层结构，按FDD和TDD双工方式分别来讲解，还专门讲述了TA机制和GP的作用。
本章还介绍了LTE系统在频率上的分层结构，并介绍了各种信号和信道在时频结构上的分布。
针对网络部署和实施，本章的内容可以解答如下一些问题：
FDD LTE基站的最大覆盖范围是多少？由什么来决定？能否突破这个极限？什么样的条件下可以突破极限？
TD-LTE基站的最大覆盖范围是多少？与哪些因素相关？能否突破这个极限？什么样的条件下可以突破极限？
第2章 参考信号
学习要点
●LTE参考信号分为几种？
●各种移动通信系统有哪些类似参考信号的信号？
●LTE的小区参考信号有什么特点？
●LTE的小区参考信号在时频结构上的位置是怎样的？
●单天线端口与双天线端口的小区参考信号有什么差别？
●LTE小区参考信号经过怎样的处理过程？
●小区参考信号采用哪一种扰码？
●小区参考信号的相关扰码是如何生成的？
●小区参考信号是如何映射到时频网格上的？
●LTE系统中如何避免不同小区之间小区参考信号的干扰？
●小区参考信号有哪些相关的KPI指标？这些KPI指标有哪些作用？如何得到？
●哪个是最关键的KPI指标？
●终端专用的参考信号是如何生成的？又如何映射到时频网格上？
●TM7和TM8相关的终端专用参考信号有何区别？
●上行参考信号是如何生成的？又如何映射到时频网格上？
本章导读
本章首先介绍什么是参考信号、参考信号的种类、与参考信号类似的各种信号、LTE中参考信号的特点以及在时频网格中的分布情况；接下来重点介绍小区参考信号的发生过程，包括处理流程、参考信号的生成公式、参考信号的初始值以及参考信号的输出方式，并介绍了小区参考信号相关的KPI指标，包括RSRP、RSRQ和RS-SINR的特点和估算；最后介绍终端专用参考信号的生成方式、初始值和分布方式以及上行参考信号的特点和分布方式。
2.1 概述
2.1.1 什么是参考信号在第1章时频结构中，我们已经知道了LTE系统处理的内容包括各种信号以及信道上的各种信息。在各种信号中，最重要的就是参考信号（Reference Signal，RS）了。
不过有意思的是，很多人会把参考信号称为导频信号，这只能说明大家受3G的影响太深了，一时间还没有办法进入4G的环境。但是，这种情况不足为奇，因为参考信号的确与导频信号非常类似。
参考信号与导频信号有哪些相似之处呢？
首先看定义，顾名思义，参考信号就是发射机发送的基本信号，是LTE网络中的接收机正常工作的基础，这与3G网络的导频信号定义是一致的。
其次看功能，参考信号的功能也与导频信号类似，提供判断覆盖、获取无线环境的状态（信道估计）、协助解调信号等功能。
因此，把参考信号称为导频信号也是情有可原的。
在LTE系统中，参考信号不止一种，分布在基站和终端两种设备上，接下来我们就来分别了解这些参考信号。
1．基站侧的参考信号
LTE基站产生的参考信号种类非常多，其中最著名也是最常用的叫小区参考信号，简称CRS（Cell Reference Signal）。
我们知道，小区是基站进行业务覆盖的基本单位，一个基站通常分为3个小区，每个小区都会广播相应的小区参考信号。
因此小区参考信号是公共信号，为小区覆盖范围内的所有用户服务。在LTE系统中，除小区参考信号外，在波束赋形的TM7、TM8模式下，还会发送基于终端UE的参考信号，也就是终端专用的参考信号；在多媒体单频广播MBSFN网络中，还会发送MBSFN的参考信号。后一种参考信号，由于MBSFN网络还没有应用，因此本书不做介绍，大家可以自行查阅其他参考书。另外，如果大家想深入了解TM7和TM8模式，可以查阅《LTE教程：原理与实现》一书。
到了R10的LTE-A以后，基站的参考信号做了重大的变革，从小区参考信号中拆分出了解调参考信号（DMRS）、信道状态参考信号（CSI-RS），还引入了用于定位的定位参考信号（PRS）。以上这些新增的参考信号，由于在现阶段部署的LTE网络中还没有引入，因此本书同样不会涉及，请大家自行查阅其他参考书。
2．终端侧的参考信号
在终端侧，终端可以发送两种参考信号：解调参考信号（DMRS）和探测参考信号（SRS）。解调参考信号服务于基站相干解调，而探测参考信号主要用于基站获取无线环境的状态。
在这两种参考信号中，解调参考信号是必备的，探测参考信号是可选的。因此本书只介绍解调参考信号，不会涉及探测参考信号，请大家自行查阅其他参考书来了解探测参考信号。
最后，我们在图2.1中罗列出了LTE系统使用的各种参考信号，其中小区参考信号极其重要，所以专门用粗体标出，而且本章的后续内容将主要围绕小区参考信号来展开。图2.1 LTE系统的参考信号2.1.2 小区参考信号的发展史
既然小区参考信号来源于导频信号，这里我们就简单回顾一下各种移动通信制式中与LTE小区参考信号类似的信号。
1．GSM
在GSM系统中，有很多公共的信道，其中广播信道BCCH起到了小区参考信号的作用。BCCH是终端测量GSM小区信号强度的目标：终端通过测量BCCH的强度来判断GSM小区的覆盖范围，决定是否驻留以及是否切换。当然，GSM系统的BCCH比起LTE系统的小区参考信号功能丰富一些，还能广播系统信息。
为了区分各个小区的BCCH，GSM系统引入了频分多区技术，采用频率规划来避免相邻小区BCCH的相互干扰，具体内容可以查阅《LTE教程：原理与实现》。
LTE小区参考信号的另外两个功能：获取无线环境的状态和协助解调信号，在GSM系统中由业务信道自己来承担，主要通过时隙上的训练比特来完成。
2．PHS
PHS系统与GSM系统非常类似，终端通过测量PHS控制频点上控制时隙的信号强度，来判断PHS小区的覆盖范围，决定是否驻留以及是否切换。
为了区分各个小区的控制时隙，PHS系统引入了时分多区技术，利用逻辑控制信道LCCH来避免相邻小区控制时隙的相互干扰。
小区参考信号的另外两个功能：获取无线环境的状态和协助解调信号也由业务信道自己来承担，主要通过时隙上的UW识别字来完成。
3．cdma2000
cdma2000系统的导频信号Pilot是终端进行测量的主要目标，可以帮助终端获取无线环境的状态和协助解调信号。
为了区分各个cdma2000小区的导频信号，cdma2000系统引入了码分多区技术，利用PN码的不同相位来降低相邻小区导频信号的相互干扰。
值得注意的是，EVDO与cdma2000有所不同，EVDO的导频信号是不连续发射的。
4．WCDMA
WCDMA系统的导频信号CPICH是终端进行测量的主要目标，至于获取无线环境的状态和协助解调信号这两大功能，则可以利用业务信道上嵌入的导频比特来实现。
为了区分各个WCDMA小区的导频信号，WCDMA系统引入了码分多区技术，利用不同的主扰码来降低相邻小区导频信号的相互干扰。
5．TD-SCDMA
TD-SCDMA系统的导频信号PCCPCH是终端进行测量的主要目标，至于获取无线环境的状态和协助解调信号这两大功能，都通过时隙上的训练序列Midamble部分来实现，类似GSM系统。
为了区分各个TD-SCDMA小区的导频信号，TD-SCDMA系统引入了码分多区技术，利用不同的扰码来减少相邻小区导频信号的相互干扰。2.1.3 小区参考信号的设计
了解了各种移动通信制式的类似信号后，接下来我们来分析LTE系统的小区参考信号在设计时需要考虑哪些因素。
1．功率
很显然，为了方便终端进行信号强度的判断，我们要求小区参考信号的发射功率必须维持恒定。功率恒定这个特点其实在GSM、WCDMA等系统中也是如此。因此，功率恒定是小区参考信号的第一要求。
此外，为了方便终端判断路径损耗，以确定上行的发射功率，小区参考信号发射功率的具体数值将通过系统信息SIB2广播出来，让终端心知肚明。
附带说一下，在天文领域中，天文学家利用超新星的最大亮度基本相当这个条件，测量出了大量河外星系的距离，并结合河外星系的巨量红移，为宇宙大爆炸理论奠定了坚实的基础。
2．区分
为了避免相邻小区间参考信号的干扰，LTE系统必须引入小区参考信号的区分机制。在LTE系统中，同时使用了频分多区技术和码分多区技术，这些技术的具体实施方法，将在后续小节中介绍。
3．分布
由于LTE系统是多载波系统，大量的子载波同时工作，而无线环境的特性是与子载波相关联的，因此，为了方便终端评估无线环境的特性，我们希望小区参考信号在每个子载波上都能出现。
同样地，我们在第1章介绍了时频结构，知道LTE系统的一个时隙中通常承载有7个OFDM符号，那么，如果让小区参考信号在每个OFDM符号上都能出现，对终端及时评估无线环境的特性也是有利的。
LTE系统还采用了多天线技术，通常情况下，每个天线端口发射的信号以及对应的发送特性是不同的，需要区分。为了方便终端进行各个天线端口的评估，小区参考信号还需要在每个天线端口上发送。
这样看来，在子载波、OFDM符号以及各个天线端口上部署的小区参考信号越多，终端对无线环境特性的把握就越好。
但是，小区参考信号不能传送业务内容，属于系统开销。小区参考信号越多，系统的开销越大。就像一个单位一样，如果管理层太多，做事的人太少，只能是办事不力的结果。
因此，在LTE系统中采用了变通的方式，并不是在每个子载波或者OFDM符号上都部署小区参考信号，而是每隔若干个子载波以及OFDM符号才会部署一个小区参考信号，让小区参考信号在时频网格上不连续分布，但却是均匀分布，保证每个调度块中总会分布固定数量的小区参考信号。
这样做之后，可以大幅降低系统开销，从而提高LTE系统的吞吐率。当然这样做也会带来一个明显的缺点：如果子载波或者OFDM符号上刚好没有参考信号，其无线环境的状态需要根据邻近的子载波或者OFDM符号来推断，可能会不够准确。2.1.4 小区参考信号的分布
了解了小区参考信号的三大考量因素后，接下来我们介绍小区参考信号在时频网格上的分布情况。小区参考信号的分布与天线端口数量相关，以下分开来介绍。
1．单天线端口
为了简化学习过程，我们先考虑基站的小区使用一个天线端口的情况，也就是单天线端口时的分布情况。所谓天线端口，指的是天线的逻辑端口，在FDD双工方式下，也就是小区采用单天线；在TDD双工方式下，也就是小区采用单天线或8天线，详细情况可以查阅《LTE教程：原理与实现》一书。
当采用单天线端口时，小区参考信号在时频网格上的分布如图2.2所示。图2.2 小区参考信号的分布（单天线端口）
在图2.2中，时频网格横向以OFDM符号为单位，以l为OFDM符号的序号，从0到6；纵向以子载波为单位，共12个子载波。时频网格的每个方格对应一个资源颗粒RE，而图2.2中的时频网格对应1个调度块SB。
在图2.2中，标明R的方格被小区参考信号占用，以时隙为重复0周期。我们不难看出，在时间上，小区参考信号只出现在时隙的第0号（第1个）和第4号（第5个）OFDM符号上；在频率上，1个RB的带宽内每6个子载波上有一个小区参考信号。另外，在不同的OFDM符号上，小区参考信号的位置会彼此错开。
在单天线端口下，一个调度块中均匀分布了8个小区参考信号，占用了8个RE。结合一个调度块中有168个RE，计算可得小区参考信号的开销约为5％。
2．双天线端口
接下来，我们考虑基站的小区使用两个天线端口的情况，也就是双天线端口，即小区配置了两个天线逻辑端口。
双天线端口在FDD双工方式下，也就是小区采用2天线；在TDD双工方式下，也就是小区采用2天线或8天线。双天线端口是LTE小区中最常用的一种天线配置。
图2.3展示了小区参考信号在双天线端口时频网格上的分布，其中左图是第1个天线端口上的时频网格，右图是第2个天线端口上的时频网格。图2.3 小区参考信号的分布（双天线端口）
对比图2.2与图2.3的左图，我们发现两种情况的小区参考信号的分布完全一样，而图2.3的右图相当于左图中第0号OFDM符号与第4号OFDM符号交换了一下，小区参考信号（用R来表示）同样也是均1匀分布。小区参考信号这样的交错分布可以带来一大好处：避免了两个天线端口上小区参考信号的相互干扰。
对比图2.2与图2.3的左图，我们还发现图2.3的左图多了一些阴影的方格，这些方格正好是图2.3右图中小区参考信号的位置；同样，图2.3的右图也有一些阴影的方格，这些方格正好是图2.3左图中小区参考信号的位置。其实，这些阴影方格对应的RE是专门保留下来，不承载任何信号，以避免干扰另外一个端口上发送的小区参考信号。
这样，我们计算出在双天线端口下，小区参考信号的开销接近10％。
3．四天线端口
在LTE规范TS36.211中还定义了4个天线端口下小区参考信号的分布方法，由于目前LTE网络没有部署4天线，因此这块内容请读者自行查阅规范和其他参考书。
2.2 小区参考信号的生成
2.2.1 小区参考信号的生成过程讲完了小区参考信号的时频分布，我们再来看小区参考信号的生成过程。
小区参考信号的生成过程如图2.4所示，分为加扰、调制、资源映射和OFDM信号发生几个环节。其实，LTE的各种信道都基于这样的通用处理过程，并不仅限于小区参考信号。图2.4 小区参考信号的生成过程
由于小区参考信号不承载信息，因此加扰输出的结果就是扰码，这与WCDMA导频信号的加扰过程是类似的。
扰码是一种伪随机码，也就是PN码。PN码是CDMA系统的基石，在cdma2000和WCDMA系统中得到广泛应用，并且在LTE系统中继续发挥作用。所以，如果有人认为CDMA技术在LTE系统中销声匿迹的话，那实在是对LTE技术不够了解。
由于LTE系统采用了PN码作为小区参考信号，不同的小区使用不同的PN码，因此LTE系统实际采用了码分多区技术。
PN码有很多种类，LTE系统选用了Gold码。Gold码是在WCDMA系统中引入的，作为空中接口的扰码来使用，适合用于相位同步比较难实现又需要大量地址码的场合。从Gold码上，大家不难看出LTE技术的继承性。
Gold码生成后还需要经过QPSK调制，然后进行天线以及时频资源的映射，也就是2.1节介绍的小区参考信号在时频网格上的分布。
最后，参考信号与时频网格上的其他信号以及信道信息一起送到OFDM信号发生部分，利用IFFT来产生OFDM信号。OFDM信号的发生过程大家可以查阅《LTE教程：原理与实现》，这里就不赘述了。
了解了小区参考信号的生成过程后，接下来，我们重点介绍其中非常关键的扰码以及资源映射过程。2.2.2 扰码的生成方式
在LTE系统中，扰码对应一个二进制序列，也就是二进制比特流，即下面讲解的Gold序列。
Gold序列通过以下三个关键的参数来定义。
●阶数：决定了序列的长度；
●生成多项式：决定了序列的内容；
●初始值：可以理解为Gold序列的起始相位。
LTE系统的Gold码阶数为31阶，远远超过了WCDMA系统下行31Gold码的18阶，因此LTE系统的Gold序列的长度非常长，为2＋1。
根据TS36.211规范，LTE系统采用如下Gold码的生成多项式，Gold序列由两个m序列X和X模2加后得到：12
直接看Gold码的生成多项式可能比较难理解，配合图2.5，Gold码的生成多项式就很容易理解了。从图2.5可以看到，生成多项式定义了移位寄存器的输入由哪些输出得到，比如X这个序列的输入由第21、2、3、4号寄存器的输出模二加后得到。图2.5 Gold码的生成方法2.2.3 Gold码的初始值
从图2.5看到，Gold序列通过两个m序列来生成，其中X序列的1初始值是固定的，第0位为1，其他各位均为0，也就是说初始值总是“0000000000000000000000000000001”。X序列的初始值C是可变2init的，由循环前缀CP类型、小区ID、时隙号和OFDM符号的序号等参数来共同决定。
值得注意的是，根据2.1节的内容，小区参考信号只会出现在每个时隙的第0号和第4号OFDM符号上，而每个OFDM符号上的Gold码都需要根据C重置生成。init
在TS36.211规范中，定义了如下的C表达式：init
其中，当使用普通CP时，N等于1；当使用扩展CP时，N等CPCP于0。
●l代表时隙内小区参考信号所在的OFDM符号的序号，普通CP下l为0或4；
●n代表无线帧内时隙的序号，从0～19；s
●是小区的物理层ID，简称PCI（Physical layer Cell Identity），从0～503。
这样解释后，大家可能对初始值C表达式还是一头雾水，我们init接着看图2.6就能理解了。图2.6 扰码的初始值
从图2.6不难看出，C的数值由三段组成：高段，与时隙、initOFDM符号和小区ID相关；中段，与小区ID相关；低段，与CP的类型相关。
综合图2.5和图2.6，我们得到用于小区参考信号Gold序列的完整生成方法，如图2.7所示。图2.7 小区参考信号完整的扰码生成方法
从C的表达式我们还注意到，C以无线帧为单位循环，在同一initinit个无线帧内，每个OFDM符号采用的C都不一样，也就是对应的initGold序列不一样。
Gold序列初始值C在无线帧上的分布情况如图2.8所示，图2.8init中只标出了第一个时隙的初始值，其余的时隙初始值可以以此类推。也就是说，一个无线帧上有40个不同的初始值C，对应40个不同的initGold序列。图2.8 Gold码初始值在无线帧的分布
由于PCI决定了Gold序列的初始值C，也就决定了Gold序列的内init容，进而决定了小区参考信号的内容。即使时隙和OFDM符号的位置相同，不同的PCI还是对应了不同的Gold序列，也就是不同的小区参考信号。因此，LTE小区参考信号与WCDMA导频信号类似，也是基于码分多区技术的。
在部署LTE无线网络时，对LTE小区的PCI需要进行细致规划，以避免为相邻小区配置相同的PCI，造成终端的混淆。由于LTE小区的可用PCI有504个，规划起来并不会很困难。2.2.4 扰码的输出方式
通常我们把Gold序列的每一比特称为一个码元（在WCDMA系统中称为码片Chip），因此扰码的输出方式是指Gold序列的各个码元按什么样的规则来输出。
LTE的小区参考信号虽然基于Gold序列，但是输出方法与WCDMA采用的Gold序列有明显的区别：WCDMA的Gold序列是时域上的，随着时间而输出，也就是码元按时间分布；而LTE的Gold序列是频域上的，随着子载波而变化输出，小区参考信号中码元是按子载波分布的，也就是码元的序号与子载波之间建立一一对应的关系，为了方便，通常是第一个码元对应频率最低的子载波，以此类推。
图2.9展示了两种不同的扰码输出方式，左图是大家熟悉的按时间输出方式，可以看成一个波形图；右图是LTE系统采用的按子载波输出方式，各个子载波上的幅值对应Gold序列的码元。图2.9 两种扰码输出方式2.2.5 扰码的输出过程
前面介绍了，在LTE系统中，Gold序列是按子载波来输出的，那么Gold序列的具体输出过程是怎么样的呢？
在LTE系统中，加载初始值C后，Gold序列开始生成。正常情init况下，Gold序列的比特就可以映射到各个子载波上了。不过，有人发现尽管初始值C不同，但是生成的Gold序列前面的码元的内容非常init相似，很难区分；而且码元连续重复的可能性大，还会给生成的OFDM信号带来高峰均比PAPR的问题。
因此，在LTE规范中规定，必须忽略掉Gold序列的前1600个码元，取1600个码元之后的440个码元，也就是第1601～2040个码元，作为可用码元的候选范围。
接下来我们根据频点带宽，从440个码元中选择相应数量的码元，用于Gold序列的输出。例如，20 MHz的频点带宽会选用其中10～419号码元，共400个码元；10 MHz的频点带宽会选用其中120～319号码元，共200个码元，如图2.10所示。图2.10 按带宽选定扰码的码元
得到可用码元后，接下来就是将码元映射到子载波上。
根据图2.2和图2.3，我们不难发现承载小区参考信号的子载波不是连续的，而是每6个子载波有1个子载波承载小区参考信号，也就是会有一个RE来放置小区参考信号。
我们知道，LTE的时频网格以资源颗粒（RE）为结构单位，每个RE的内容为一个调制符号。因此，如果是被小区参考信号占用的RE，由于小区参考信号采用QPSK的调制方式，那么该RE上的调制符号可以承载两比特的信息。
这样，Gold序列上连续的两个码元调制为一个调制符号，然后调制符号再映射到时频网格中小区参考信号所在的RE上。
图2.11展示了20 MHz的频点带宽下，一个OFDM符号上Gold序列的调制与映射过程。图2.11 Gold码的映射过程
首先，根据图2.10，Gold序列从第1620位开始，作为可用码元。
接着，Gold序列的可用码元两个一组，进行调制和映射。从图2.11可以看到Gold序列的第1620位与1621位码元映射到OFDM符号的第一个RE上，该RE用深色标出；第1622位和1623位码元映射到第二个RE上，该RE同样用深色标出。两个RE的子载波间隔为5个子载波。
后续的码元组采用同样的映射方法，这样就可以依序在时频网格中填充小区参考信号占用的RE，完成小区参考信号的输出。
显然，第一个子载波的频率决定了后续子载波的频率。在LTE系统中，第一个子载波的频率是可变的，变化量称为偏置值，与PCI相关，等于PCI模三的结果。因此，小区参考信号根据起始子载波的频率，可以分为A、B、C三个组，如图2.12所示。图2.12 小区参考信号的三组频
由于不同组的小区参考信号之间频率率是错开的，肯定不会干扰。为此，我们可以让同一个基站的三个小区上的CRS分别采用其中一组频率，这就是LTE的频分多区机制。2.2.6 扰码的时频映射
2．2.5节中图2.11展示的是一个OFDM符号上的Gold序列映射过程，在子帧结构上，Gold序列的映射过程如图2.13和图2.13所示。其中，图2.13展示的是单天线端口的情况，图2.14展示的是双天线端口的情况。图2.13 单天线端口下Gold码的映射过程图2.14 双天线端口下Gold码的映射过程
从图2.13上我们可以看到，每个OFDM符号上由于初始值不同，因此Gold序列的内容是完全不同的。换言之，在1个子帧内，终端有4次机会接收到Gold序列（小区参考信号），每次接收到的Gold序列都是不同的。在1个无线帧内，终端有40次机会接收到Gold序列（小区参考信号），每次接收到的Gold序列都是不同的。
从图2.14上我们可以看到，在同一个OFDM符号对应的时刻，同一小区两个天线端口上的Gold序列是相同的，唯一不同只是承载Gold序列的子载波频率不同。
2.3 小区参考信号的KPI
讲完了小区参考信号的生成过程，接着我们来看小区参考信号相关的KPI。
所谓KPI，即关键性能指标。小区参考信号之所以重要，就是因为LTE网络的覆盖和性能与小区参考信号的KPI密切相关，这些KPI包括RSRP、RSRQ和RS-SINR。2.3.1 参考信号强度：RSRP
1．RSRP的定义
RSRP（Reference Signal Received Power，参考信号强度）是LTE网络最为关键的指标，是LTE网络覆盖的指标。
RSRP从名称上看，与WCDMA网络的关键指标RSCP非常类似，因此其主要用途与RSCP类似，也是作为终端执行小区选择和小区重选的判据。
理论上看，如果采用对数量纲，终端接收到的RSRP等于小区参考信号CRS的发送功率P减去损耗L，如下式：CRSRSRP＝P – LCRS
2．P的大小CRS
小区参考信号CRS的发送功率P并不等于基站的最大发射功CRS率。其实，WCDMA网络中也是这样的，导频信道的功率通常等于基站总发射功率的10％。LTE网络的P以子载波为单位来计算，等于CRS天线端口的最大发射功率除以子载波的数量，也就是除以频点带宽对应的RB数量后再除以12。
如果是20 W＋20 W的LTE基站，天线端口的最大发射功率为43 dBm；采用20 MHz的频点带宽，频点带宽对应的RB数量为100；计算可得P等于12.2 dBm。当然，这是单天线端口的情况，如果是CRS双天线端口的小区，CRS的发送功率P可以再提高3 dB，达到了CRS15.2 dBm，这是利用了图2.13中留空RE的缘故。
而40 W的WCDMA基站，对应的WCDMA导频信道的发射功率为36 dBm。因此P比导频信道的发射功率要低21 dB左右，也就是说，CRS如果损耗相同的话，在同等条件下，终端接收到的RSRP比RSCP应该低21 dB。
3．损耗L的大小
与P不同，损耗L是一个变量，其中可变的部分来自路径损耗，CRS与传播环境、终端与基站的距离等因素相关，具体的对应关系将在实施篇中详细分析。
4．RSRP的测量
RSRP是终端的测量结果，根据规范TS36.214中的说法，RSRP是承载有CRS的所有RE的功率平均值。
由于CRS在每个调度块上占用8个RE，因此测量后得到的RSRP应该是这8个RE的功率平均值，也就相当于取这些RE的平均功率。然后终端再把无线帧上每个子帧上测得的RE平均功率再次平均，就得到了RSRP。
RSRP的测量方法也不复杂：终端可以在第一个OFDM符号时刻按CRS所在的位置取出FFT输出的数值，计算出子载波的功率值，进行平均；在第5个OFDM符号时刻按CRS的位置取出FFT输出的数值，进行平均；然后进入下一个时隙，以此类推，得到RSRP值。
终端测量出RSRP后，一方面根据基站广播的CRS的发送功率，利用RSRP数值可以计算出传播损耗，推算出路径损耗，从而估算出与基站的距离；另一方面，终端要在测量报告中向基站汇报自己测到的RSRP数值。
在规范TS36.133中定义了终端上报测量RSRP的范围，从的44 dBm到到140 dBm，每dBm一档，共分98个档次。
5．RSRP值远低于RSCP，是否意味着小区参考信号难以接收
前面计算过，在20 MHz频点带宽下，同等条件下RSRP比RSCP低21 dB，这是否意味着接收小区参考信号比接收导频信号难呢？我的答案是未必。
RSRP只是单个RE的功率，但是终端接收的小区参考信号来源于多个RE，而不是单个RE。比如，在20 MHz的频点带宽下，每个OFDM符号上有多达200个RE承载了CRS，这些RE相当于提供了频率分集，这样频率分集带来的分集增益可达23 dB，因此小区参考信号的接收条件反而比WCDMA的导频信号好。
当然，导频信号是连续信号，小区参考信号是间断信号，从这个角度看，终端接收WCDMA导频信号会比接收小区参考信号会相对容易一些。
综合考虑以上两个因素，接收LTE的小区参考信号并不比WCDMA的导频信号难。2.3.2 参考信号质量：RSRQ
1．RSRQ的定义
RSRQ（Reference Signal Receiving Quality，参考信号接收质量）类似于WCDMA网络中的E/N，是两个测量值的比值。在规范c0TS36.214定义了RSRQ的如下计算公式：RSRP＝N×RSRP/RSSI
其中，N代表用RB数量表示的频点带宽，在20 MHz的频点带宽下，N＝100；RSSI（Received Signal Strength Indication，接收信号强度）就是终端接收到的总功率。
值得注意的是，与GSM和WCDMA系统不同，LTE系统的RSSI只需测量承载有小区参考信号的那些OFDM符号的信号强度，换言之，RSSI是不连续测量的，如图2.15所示。图2.15 RSSI的测量时刻
2．RSRQ的作用
其实，RSRQ这个术语中的Q名不副实。这是因为RSRQ与E/Nc0的计算方法是一致的，都是信号功率与总功率的比值。因此，准确地说，RSRQ与E/N都不是信噪比，RSRQ反映的不是小区参考信号的c0质量。
仔细分析后我们发现，RSRQ的取值由两个因素决定：本小区的下行负载以及其他小区的干扰。因此，RSRQ可以看成本小区负载和质量的综合指标，而不单纯是质量指标。
RSRQ可以作为小区选择和小区切换的指标，但是RSRQ在LTE网络中的地位并不如RSRP那么重要。这非常类似E/N，E/N在c0c0WCDMA网络中的地位自引入HSDPA技术后就一落千丈。
RSRQ不重要的原因与分组数据业务的特点有关。在分组数据业务中，业务信道的利用率变化很剧烈。当业务信道从空闲到满功率发射后，负载快速增加，分母RSSI的变化很大，导致RSRQ波动很显著，终端根据RSRQ来控制切换和选择小区不够稳健。倒是RSRP变化比较平缓，只与路径损耗相关，作为边界控制的指标容易操作。
附带说一下，由于RSRQ只是与小区参考信号的质量和小区负载相关，与业务信号的质量没有直接联系，因此RSRQ与业务信号的性能之间的相关性不大。
3．RSRQ的测量
与RSRP类似，终端也需要测量RSRQ。显然，终端测量RSRQ的关键是测量出RSSI。
RSSI并不是一个新鲜话题，在GSM和WCDMA网络的终端测量中，RSSI一直都是重要的指标。不过与测量GSM和WCDMA网络的RSSI不同，在LTE网络中，根据规范TS36.214的规定，RSSI只测量小区参考信号所在符号的功率，也就是不连续测量，即分时间段测量，再取平均。测量出了RSSI和RSSP后，就可以得到RSRQ了。
在规范TS36.133中定义了终端上报RSRQ的范围，从-3 dB到-19.5 dB，每0.5 dB一档，共35个档次。其实，要是设成32个档次更好，这样可以节省一个比特。考虑到RSRQ通常低于通4.5 dB，这样做是可行的。2.3.3 参考信号信噪比：RS-SINR
1．RS-SINR的定义
RS-SINR是两个术语的结合，一个是RS，就是在LTE中极为重要的小区参考信号；另一个是SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信噪干比），也就是信号质量。因此，RS-SINR才是真正的小区参考信号质量，而不是RSRQ。
RS-SINR与业务信号的SINR关系紧密，可以作为CQI反馈的依据，在业务调度中发挥作用。
RS-SINR可以通过如下计算式得到：RS-SINR＝RSRP/（N＋I）
其中，N代表噪声，I代表干扰。
RS-SINR与RSRQ一样，也是物理量的比值。不过从测量的角度看，RS-SINR比RSRQ麻烦，需要额外的运算。
附带说一下，参考信号的质量SINR与业务信号的质量SINR不是一回事，不过在第5章我们会看到，两者之间还是有关联的。因此，网络优化时利用RS-SINR指标去评估业务信号的质量，还是有意义的。
2．RS-SINR的估算
从RS-SINR的定义可以看到，RS-SINR由RSRP、N和I三个量来决定，其中RSRP在前面已经介绍了测量的方法，接下来我们看N和I。
在《LTE教程：原理与实现》一书的第2章中，介绍了噪声功率N的大小。噪声功率N等于热噪声功率和设备噪声功率之和。热噪声功率N与处理带宽相关，例如，10 MHz的频点带宽下，N的大小可用rsrs下式求得：
考虑到10 MHz的频点带宽下有600个子载波，这样热噪声N折rs合到子载波上，每个子载波上的等效热噪声功率N为-131.8 dBm。rs
设备噪声功率又称为噪声系数。终端的噪声系数N一般为7 dB， f这样噪声功率N等于两者之和，约为-125 dBm。由于现网的LTE基站覆盖范围较小，因此RSRP远远超过N。当RSRP比N高10 dB以上，也就是高于-115 dBm后，N可以忽略。
剩下的干扰I却是非常棘手的，混合在有用信号中，其功率测量起来非常困难，因此很多时候都不是直接测量，而是采取估算的方式得到。例如，一个简单的估算I的方法是利用RSSI计算出每个RE的平均功率，再减去参考信号的功率，就得到干扰I的功率了，即：I＝RSSI/C-RSRP
其中，C代表子载波的数量，20 MHz的频点带宽下为1200。
但是这个算式并不准确，主要是RSSI是OFDM符号上各个子载波的功率总和，而不只是参考信号占用RE上的功率总和。
另外一种比较合理的估算方法是假定干扰在各个子载波上均匀分布，也就是各个RE上的干扰平均值相同，那么，
其中，C代表承载小区参考信号的子载波数量，20 MHz的频点RS带宽下为200。
确定I以后，RS-SINR就可以得到了。
由于I的估算方法在各个终端设备和测试设备厂家中并不统一，也没有公开，因此不同设备之间的SINR数值没有可比性，只能进行同一设备的比较。
2.4 终端专用参考信号
了解了小区参考信号之后，接下来我们来学习终端专用的参考信号。在LTE R8和R9两个版本中，终端专用的参考信号有明显的区别，我们将分别介绍。2.4.1 什么是终端专用参考信号
讲到终端专用的参考信号RS，大家的第一个问题应该是：终端专用参考信号中的终端专用是什么意思呢？
其实，在WCDMA专用业务信道的时隙结构中，有一个导频比特的部分，这个导频比特所起的作用，与终端专用RS是一回事。
同样，在GSM突发中的训练比特以及TD-SCDMA时隙中的中间比特，所起的作用与终端专用RS是一回事。
总之，引入终端专用参考信号后，实现了参考信号与终端使用的无线资源之间的捆绑，也就是所谓的随路概念。
大家接下来会问，为什么还要在业务信道上捆绑参考信号呢？不是已经有了小区参考信号了吗？
这是因为小区参考信号是公共信号，在全小区范围内普遍发送；但是终端专用参考信号只在终端使用的调度块上发送，可以控制发送的范围。
大家知道，在LTE系统中如果采用了波束赋形技术，那么各个终端对应的覆盖波束可以不同，这时，配合终端专用参考信号后，终端才能准确进行无线环境的状态评估。
因此，在采用基于波束赋形的发射模式TM7和TM8时，基站必须同时发送终端专用RS。
当然，终端专用参考信号也会带来额外的开销，具体多大，将在下面来分析。2.4.2 R8的终端专用参考信号
R8下终端专用参考信号仅用于发射模式TM7。终端专用参考信号在时频网格上的分布如图2.16所示，图中以一个调度块SB为例。从图2.16可以看到，终端专用RS的密度比小区RS高，一个调度块内会占用12个RE，这些RE标记为R。注意，为了突出重点，图2.16中5省略了小区参考信号。图2.16 UE参考信号的分布
图2.16中的R代表第5号天线端口。到R为止，LTE技术一共定59义了如下9个天线端口。
●Port0：单天线端口或者双／四天线端口的第一端口；
●Port1：双/四天线端口的第二端口；
●Port2、3：四天线端口的第三、四端口；
●Port4：MBSFN的天线端口；
●Port5：UE专用的天线端口（只用于TM7）；
●Port6：定位用的天线端口；
●Port7、8：UE专用的天线端口（只用于TM8）。
根据终端专用参考信号的分布情况，我们可以计算出终端专用参考信号的开销：
每个调度块有168个RE，其中8个用于小区RS，12个用于终端专用RS。假定剩下的RE均用于业务，则使用终端专用参考信号后，最高吞吐率只有不使用终端专用参考信号的92.5％。换言之，TM7的最高吞吐率将是TM2的92.5％，这也是《LTE教程：原理与实现》第6章中数据的来源。92.5％可以通过下式得到：（168-8-12）/（168-8）＝92.5％
使用终端专用参考信号会带来额外的开销，这也是为了实现各个用户不同的参考信号所付出的代价。
终端专用参考信号与小区参考信号的生成方式完全一样，也采用Gold码，只是Gold码初始值的设置方式不同。终端专用参考信号的Gold码初始值由下式决定：
因此，终端专用参考信号的Gold码初始值分为两段，如图2.17所示，图中高段与时隙号和小区ID相关；低段与终端的特征值相关，由基站分配，长度为16比特，在基站范围内唯一。图2.17 UE参考信号的初始值（R）8
那么，不同用户间如何实现专用的参考信号呢？我们来看图2.18。图2.18 UE参考信号与UE的关系
在图2.18中展示了4个调度块SB，我们知道无线资源实际上是以调度块为单位分配给用户的，因此图中的调度块分属两个用户，n不同，对应的专用参考信号不同，分别用小写和大写的r和R来RNTI55表示。注意：为了突出重点，图2.18中忽略了小区参考信号。
基站可以为每个用户选定不同的赋形参数，也就是说两个用户的业务信号波束不同，覆盖也不同。用户终端通过检测自己的专用参考信号，可以测量出相应的无线环境的状态，实现业务信息的接收。因此，专用参考信号与用户终端的调度块之间是一一对应的。2.4.3 R9的终端专用参考信号
R9下终端专用参考信号仅用于TM8。终端专用RS在时频网格上的分布如图2.19和图2.20所示，图中以一个调度块SB为例。图2.19 UE参考信号的分布（下行子帧）图2.20 UE参考信号的分布（特殊子帧）
图2.19是下行子帧的情况，分两个天线端口：第7号和第8号端口，发送的终端专用参考信号分别用R和R来表示。图2.20是特殊子帧的78情况，同样分为第7号和第8号两个天线端口。
从图2.19和图2.20可以看到，终端专用参考信号R和R的位置是78一样的，并且每个调度块中也是占用12个RE。因此，在TM8下，终端专用参考信号的额外开销也是7.5％。
R9下终端专用参考信号与R8下终端专用参考信号的生成方式完全一样，也是采用Gold码，只是Gold码初始值的设置方式不同。R9的终端专用参考信号的Gold码初始值由下式决定：
因此，终端专用参考信号的Gold码初始值分为两段，如图2.21所示，图中高段与时隙号和小区ID相关，表达式与R8高段的表达式一致；低段与扰码参数相关，由基站分配。图2.21 UE参考信号的初始值（R9）
由于两个天线端口采用的Gold序列完全相同，又是同样的频率和时间发送，如何避免冲突呢？
在LTE中，给Gold序列外面再加了一层Walsh码，天线端口7采用“1 1”的Walsh序列，天线端口8采用“1-1”Walsh序列，从而实现了两个端口上Gold码的正交，也就是利用码分实现了终端专用参考信号的分离。其实，我们从参考信号占用的RE肩并肩就可以看出一些端倪了。
2.5 上行参考信号
讲解完下行的主要参考信号后，最后我们简要介绍一下上行参考信号。
上行参考信号的主要作用是协助基站eNB来解调上行信号，因此上行参考信号都是随路信号，伴随着上行控制信道以及上行业务信道，非常类似WCDMA系统上行业务信道中的导频比特。2.5.1 上行参考信号的生成过程
上行参考信号的生成过程如图2.22所示。图2.22 上行参考信号的生成过程
上行参考信号生成过程的第一步是进行加扰，加扰所采用的扰码也是一种伪随机码，但是与下行采用的Gold码不同，上行采用了ZC（Zadoff-Chu）序列。
ZC序列的优点是振幅恒定、自相关性很好，因此非常适合用于上行以及同步。
ZC序列的特点是如果序列长度是质数，则有确定的最小的互相关系数，从而能获得较优的性能。
因此，在LTE系统中，ZC序列都是基于质数长度，称为根序列。LTE系统定义了30组ZC序列，每个小区分配一组ZC序列，与小区配置的PCI相关。
ZC序列经过BPSK调制后，经过频域与时域的资源映射后，上行参考信号再与业务信道或控制信道信息一起送到SC-FDMA信号发生部分，利用IFFT来产生SC-FDMA信号。
接下来，我们介绍频域与时域资源的映射。注意：由于在上行方向上R8、R9只采用单天线端口来发射，因此不需要为天线来映射。2.5.2 上行参考信号的资源映射（业务信道）
1．频域
从频域上看，上行参考信号的映射方法与小区参考信号比较类似，也是序列映射到子载波上，当然细节上有如下两个差别。
●上行采用BPSK的调制方式，ZC序列的一个码元映射到一个RE上；
●上行方向的子载波是连续的，不是分散的。
前面讲过上行参考信号是伴随业务信道或者控制信道发送的，在LTE系统中，上行业务信道占用的带宽以RB为单位，具体的数量可以参考表1.6；上行控制信道至少占用2个RB的带宽。
对于ZC序列而言，如果序列长度低于36，很难找到30组序列，因此在LTE系统中，为带宽为1或2个RB的情况专门定义了其他的序列，而不采用ZC序列。
前面提到ZC序列的长度为质数，但是上行信道使用的子载波数量肯定不是质数，就需要对ZC序列进行扩展。扩展的方式是循环扩展，非常类似于循环前缀CP的生成方式，只是加在ZC序列的后面，而不是前面。
例如，当带宽为4个RB时，子载波数量为48，最接近的质数为47，因此对应的ZC序列长度为47，然后在最后加上第一位的比特，凑成48个码元，如图2.23所示。图2.23 ZC序列的生成与频域映射
2．时域
从时域上看，业务信道上伴随的上行参考信号映射到时隙的第4个OFDM符号，也就是中间的这个OFDM符号上。如果以一个调度块SB为例，业务信道上的上行参考信号将占据如图2.24中阴影部分所示的位置。图2.24 上行参考信号的分布（业务信道）
如果是控制信道，伴随的上行参考信号有两种映射方法，视控制信道上承载的内容而定，其中一种方法是，上行参考信号映射到时隙的第3、4、5个OFDM符号，也就是中间的三个OFDM符号上；另一种方法是，上行参考信号映射到时隙的第2和第6个OFDM符号上。
上行参考信号的具体位置如图2.25中阴影部分所示，至于结构与内容之间的关系将在第4章中详细介绍。图2.25 上行参考信号的分布（控制信道）
2.6 总结
参考信号在LTE系统中扮演了重要的角色，是LTE系统正常工作的基石。
在各种参考信号中，小区参考信号最为重要，从空间上看，小区参考信号在整个覆盖区域内广播；从时间上看，每个时隙出现两次；从频率上看，每6个子载波出现一次。
为了避免小区之间的干扰，小区参考信号采用了码分多区以及频分多区机制。
终端专用参考信号是TM7和TM8发射模式不可或缺的，因此在TD-LTE网络中很常见。终端专用参考信号是伴随业务信息发送的，实施波束赋形，不会在整个覆盖区域内广播。
上行参考信号主要服务于解调上行信号，伴随上行业务信道或者控制信道。
第3章 控制信道
学习要点
●控制相关信息分为哪些类型？
●各种类型的控制相关信息各有哪些特点？
●LTE有哪些物理信道专门用于承载控制信息？
●下行控制物理信道各有什么作用？
●PBCH承载的内容是什么？如何处理的？如何映射到时频资源上？
●PCFICH承载的内容是什么？如何处理的？如何映射到时频资源上？
●PHICH承载的内容是什么？如何处理的？如何映射到时频资源上？
●PDCCH承载的内容是什么？如何处理的？如何映射到时频资源上？
●DCI分成几种类型？TM3使用哪种DCI？TM8又使用哪种DCI？
●上行控制物理信道各有什么作用？
●PRACH承载的内容是什么？如何处理的？如何映射到时频资源上？
●LTE系统中定义了几种随机接入前导？性能有何区别？通常系统会使用哪一种？
●PUCCH承载的内容是什么？如何处理的？如何映射到时频资源上？
●上行方向上为什么不采用FFT变换？
●LTE设备至少会使用几种基波频率？
●PUCCH如何实现信息的复用？
本章导读
本章首先介绍控制信息的定义、种类和特点；接下来按下行和上行两个方向，分门别类讲解LTE系统中各种专门承载控制信息的物理信道：下行方向的PBCH、PCFICH、PHICH和PDCCH信道，上行方向的PRACH、PUCCH信道，介绍这些控制信道承载的控制信息、处理过程以及占用的时频资源。
3.1 概述
3.1.1 控制信息1．控制相关信息
参考信号是LTE系统中最重要的信号，讲解完参考信号后，我们来看另外一类很重要的信息，就是控制信息了。
控制信息在LTE系统中的位置可以参考图3.1，也就是LTE基站的信息处理过程图。图3.1并不是一张新图，在前面的章节中已经反复展示过了。不过由于基站的信息处理流程实在太重要，所以这里我们还是需要再复习一下。图3.1 基站的信息处理过程
从图3.1中我们可以看到，在LTE基站中需要传送多种信息，包括各种信号、控制信息和业务信息。所谓控制信息，是一种控制相关信息，在传送业务信息时起控制的作用。因此，要想了解控制信息，我们得先从控制相关信息开始。
控制相关信息是移动通信系统正常工作的必要条件，没有控制相关信息，移动通信系统将陷入混乱状态，无法传送业务信息。当然，控制相关信息也不可能独立存在，控制相关信息服务于传送业务信息，没有业务信息，控制相关信息也就失去了存在的必要，正所谓“皮之不存，毛之焉附”。
控制相关信息可以分为很多种类，接下来我们就来了解控制相关信息的具体分类。
2．控制相关信息的分类
控制相关信息的种类很多，可分为信号、控制信息以及信令三种类型，如图3.2所示。图3.2 控制相关信息的分类
信号通常指物理层的信号，物理层也就是所谓的第一层（L1），位于OSI分层结构的最底层。信号针对物理层（L1），数据量非常少，但是发送的周期性强。信号需要覆盖整个小区，服务小区内的用户。在LTE系统中，第2章介绍的小区参考信号就是一种典型的信号。
控制信息针对物理层（L1）和链路层（L2），尤其是链路层中的MAC子层，因此也常看到L1/L2信令的提法。控制信息的发送频率比较高，在用户业务的进行过程中会频繁发送。控制信息的数据量比信号大，其内容一般涉及小区覆盖范围内所有用户，也可以只针对一组或一个用户。
信令指网络层的控制相关信息，也就是常说的L3信令。信令的数据量大，内容多，与具体用户直接相关，通常用于业务建立与释放、测量与切换过程，往往是一次性发送。
表3.1罗列了信号、控制信息以及信令的具体差别。表3.1 信号、控制信息和信令的对比
3．信令
在详细介绍控制信息前，我们先花点时间来了解一下信令。
信令是控制相关信息的主要部分，信令从有线通信时代就已经重任在肩，而且种类很多。因此，我们先来看有线通信中的信令分类。
在有线通信系统中，根据控制信令与业务信息的传输方式，分为共路以及随路两种信令。所谓共路信令，指信令与业务信息采用不同的传输路径，各走各的传输路径；而随路信令，指信令与业务信息采用同样的传输路径。此外，随路信令还可以细分为随路插入信令、随路混合信令和随路分离信令，如图3.3所示。图3.3 有线通信系统的信令分类
共路信令中最有名的就是SS7，也就是7号信令。7号信令的传输与业务数据的传输可以完全分离，单独进行，也就是说传输7号信令的路径与传输业务数据的路径可以完全不同。因此，7号信令单独组成了一个信令网。
随路插入信令在语音业务网中很常见，如拨号音、忙音等，都插入在业务信息中。
随路混合信令在IP数据网中很常见，如PPP协议、TCP协议等各种控制信令，都作为一个个数据包，混杂在业务数据包中一块发送。
随路分离信令最典型的就是ISDN网络的2B＋D，信令D虽然与业务B同一传输路径，但是却有单独的传输通道，井水不犯河水。
另外，除了按传输方式分类外，还可以按信令的作用区域分类，分为用户线信令和局间信令，比如SS7就属于局间信令，拨号音、ISDN就属于用户线信令。
移动通信系统借鉴了有线通信系统中信令的设计，也分为随路和共路两种信令。其中，基站使用随路和共路两种信令，终端只使用随路信令。另外，尽管采用无线通信，但是基站与终端间的信令还是可以归为用户线信令。
回到LTE系统，图3.4展示了无线网络的信令与业务传输情况，这些内容在《LTE教程：原理与实现》一书中做过介绍，我们这里再回顾一下。图3.4 LTE无线网络中的信令与业务
基站eNB与核心网之间采用S1接口，基于共路信令。其中，S1-MME就是专门传输信令的接口，对端设备是MME；而业务采用S1-U接口来传输，对端设备是SGW。
基站eNB与基站eNB之间采用X2接口，基于随路混合信令，传送信令和业务。
基站eNB与终端UE之间采用空中接口Uu，基于随路分离信令，传送信令和业务。
讲解了信令之后，接下来，我们将关注基站eNB与终端UE之间交互的控制相关信息，也就是在LTE空中接口上传送的控制信息。
4．LTE空中接口上的控制信息（1）LTE空中接口上传送的信令
在LTE空中接口上，主要传送如下一些信令。
①业务建立相关信令：
在建立业务过程中，终端需要与无线网络和核心网络交互大量的控制信息，这些控制信息包含寻呼、业务请求、资源分配、安全设置等内容。
②业务连续相关信令：
在业务进行过程中，为了保持业务的连续性，终端需要进行测量，并反馈给无线网络。无线网络会根据终端的反馈信息决定终端是否进行切换、如何进行切换。这些内容都属于信令。
③业务释放相关信令：
在结束业务过程后，为了释放占用的系统资源，终端还需要与无线网络和核心网络交互相关控制信息，这些控制信息包含业务释放、无线资源释放等内容。（2）LTE空中接口上的控制信息分类
除了信令外，LTE空中接口上还传送控制信息，LTE空中接口上的控制信息分为以下类型。
①配置信息：
基站会广播无线网络和系统的配置情况，用来控制终端的接入。
②调度信息：
LTE系统传送分组数据业务，业务以数据包的方式传送，动态进行。因此在业务进行过程中，无线网络需要动态地调度资源，这个过程需要向终端传送大量的调度信息。
③空中接口机制：
LTE空中接口有很多重要机制，如HARQ、功率控制、时间提前等机制，都需要基站与终端之间交互信息，以保证这些机制能正常运行。
在LTE系统中，传送这些控制信息的通道就是控制信道。在3.1.2节中我们就来了解LTE空中接口中相关的控制信道。3.1.2 LTE系统的控制信道
在LTE空中接口中，由于控制信息种类多，因此使用了如下4种物理控制信道来承载下行方向上的控制信息。
●PBCH（Physical Broadcast Channel，广播物理信道）；
●PCFICH（Physical Control Format Indicator Channel，控制格式指示物理信道）；
●PHICH（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel，HARQ指示物理信道）；
●PDCCH（Physical Downlink Control Channel，下行控制物理信道）。
所谓物理控制信道就是专门用于承载控制信息的物理信道，这4种物理控制信道集中展示在图3.5中。图3.5 LTE系统的下行控制信道
在上行方向上，在LTE空中接口中，使用了如下2种物理控制信道来承载不同的控制信息，如图3.6所示。
●PRACH（Physical Randoam Access Channel，随机接入物理信道）；
●PUCCH（Physical Uplink Control Channel，上行控制物理信道）。图3.6 LTE系统的上行控制信道
从3.2节开始，我们将详细介绍这些在LTE系统中专门用于控制的物理信道。
3.2 LTE系统的下行物理控制信道
3.2.1 物理信道类型（用于控制）从图3.5我们可以看到，在LTE系统的下行物理信道中，有4个物理信道是专门用于承载控制信息的，这些专门用于控制的物理信道的主要功能如下所述。（1）广播物理信道（PBCH）
PBCH广播终端UE接入系统所必需的关键系统信息，如下行带宽、PHICH信道的格式、天线端口数量等内容。注意，PBCH只广播系统最重要的信息，其他的系统信息通过PDSCH信道（Physical downlink share channel，下行共享物理信道）来传送。（2）控制格式指示物理信道（PCFICH）
PCFICH信道可以看成把PBCH信道的内容又细分了一下，专门广播其中非常关键的子帧格式信息，这里说的子帧格式信息指的是一个子帧中可以用于承载下行控制信道的OFDM符号数目，也就是控制区的大小。（3）HARQ指示物理信道（PHICH）
PHICH的原型来自HSUPA的E-HICH信道，基站eNB用来向终端UE反馈与上行HARQ相关的ACK/NACK信息。（4）下行控制物理信道（PDCCH）
PDCCH的功能可以看成HSDPA的HS-SCCH信道和HSUPA的E-AGCH信道的结合，用于发送与调度相关信息。比如，与下行方向上PDSCH信道相关的传输格式、资源分配、HARQ等信息；与上行方向上PUSCH信道相关的传输格式、资源分配、功率控制等信息。这两个信道，将在第4章中详细介绍。
简要介绍了LTE系统各种下行物理控制信道的功能后，接下来我们将逐一介绍这些物理信道的结构和处理过程。3.2.2 PBCH信道
1．PBCH信道的内容
下行物理控制信道比较多，我们先从PBCH开始讲解。
PBCH上广播的内容称为MIB（Master Information Block，主信息块），MIB是从WCDMA系统继承过来的术语。
MIB长度为24比特，每40 ms（4个无线帧）广播一次。在规范TS36.331中定义了MIB的格式，包含如下一些内容。
①下行带宽：长3比特，对应1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz和20 MHz这6种频点带宽，带宽对应的RB数量为6、15、25、50、75和100。
②PHICH信道的位置：长1比特，对应正常或扩展，详细用途将在PHICH信道小节中介绍。
③PHICH信道的参数：长2比特，代表PHICH信道的参数N，对g应1/6、1/2、1或2四种取值，详细用途将在PHICH信道小节中介绍。
④SFN系统帧号：长8比特，代表SFN的高8位，剩下的低2位需要终端自行判断。
⑤预留比特：长度为10比特。
2．PBCH信道的处理流程
PBCH信道的处理流程如图3.7所示。图3.7的右边是我们熟悉的LTE通用信道处理流程，在第2章中我们已经介绍过了，图3.7的左边则是PBCH所特有的处理流程。图3.7 PBCH的处理流程
前面讲了PBCH信道是用来承载MIB的，由于MIB包含SFN，因此前一个MIB与后一个MIB数据块的内容肯定是不同的。
MIB的内容首先进行CRC处理。基站在进行CRC处理时，还会把基站的天线端口数量作为CRC的掩码，与CRC进行异或运算。例如，天线端口数为1，则CRC的掩码为“0000000000000000”；天线端口数为2，则CRC掩码为“1111111111111111”。这样基站可以隐含发送天线端口数量的信息。
合并MIB与CRC掩码处理后的结果，就得到了40比特的数据。这40比特的数据先进行1:3卷积，得到120比特的数据；120比特的数据再进行速率适配，得到1920比特的数据。因此速率适配相当于把120比特的数据重复了16次。
速率适配后的数据再进行加扰、调制、资源映射和OFDM信号发生过程，也就是LTE系统的通用信道处理过程。
不过，PBCH的扰码与参考信号采用的扰码有一些差别，首先PBCH扰码的初始值比较简单，就是，也就是小区的ID；另外，扰码也不是每个无线帧重置，而是每4个无线帧重置，也就是说扰码的周期为40 ms。利用PBCH的扰码，终端可以判断当前无线帧的位置，从而得到SFN的低2位。
3．PBCH信道的时频分布
最后我们来看图3.7中资源映射的情况。在第1章中已经简单介绍了PBCH占用的时频资源情况。
●从频率上看，PBCH分布在频点带宽中心的72个子载波上，也就是占用6个RB的带宽。
●从时间上看，PBCH分布在每个无线帧的第0号子帧的第二个时
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