訊框格式

LTE 系統同時定義了分頻雙工(Frequency Division Duplexing, FDD)以及分時

雙工(Time Division Duplexing, TDD)兩種不同的傳輸方式，下行鏈路傳輸架構是 以傳統式的 OFDM 為基礎，上行鏈路則採用 SC-FDMA 技術。FDD 是在兩個對 稱頻率通道上進行傳送與接收，通道間用保護頻段(Guard Band)分隔。FDD 必頇 採用成對的頻率，並依頻率來區分上下行鏈路，其單向的資源在時間上是連續的；

TDD 是用時間來作為傳送與接收通道的分隔，其單向的資源在時間上是不連續的，

時間資源在兩個方向隨著不同的結構(Configuration)設定而進行不同的分配。

圖 2-11、訊框架構(參閱自 An Introduction of 3GPP Long Term Evolution-ppt Speaker: Tsung-Yin Lee)

以 FDD-LTE 為例，LTE 規格定義最小的單位為資源單位(Resource Element, RE)，

而資料傳輸的最基本單位為一對資源區塊(Resource Block, RB)。在 LTE FDD 下 行鏈路的系統架構中，一個訊框(Frame)是由十個子訊框(sub frame)組成的，一個 子訊框包含兩個時槽(Slot)，而依循環前綴(CP)的長短不同分別定義為長循環前綴 (Extended CP)及標準循環前綴(Normal CP)，一個時槽分別由六個 OFDM 符元 (Symbol)與七個 OFDM 符元組成。

2.5.1 子訊框(sub-frame)架構

在 3GPP LTE ，基本的傳輸單位為一個子訊框(sub-frame)。如圖 2-6 所示，

為一基本的子訊框(sub-frame)架構在時域的表示圖。循環字首(Cyclic prefix, CP) 添加在每個區塊的前陎。不論是區域性(localized)或分佈式(distributed)的子載波映 射 資 料 都 使 用 相 同 的 子 訊 框 (sub-frame) 架 構 。 在 下 行 ， 最 小 傳 輸 時 間 間 隔

(transmission time interval, TTI)的時間是為一個子訊框(sub-frame)0.5ms。時間區隔 是有可能去連結多個子訊框(sub-frame)轉為較長的下行時間間隔(TTI)在這樣的 情況下時間間隔的結構能夠是半靜態(semi-static)或動態(dynamic)。在 3GPP 長 期演算(LTE)的下行技術，子載波在保護頻帶範圍是故意的設計在零值振幅，就 如同下行的 OFDMA 一樣，目的是為保持類似子載波架構。

圖 2-12、子訊框和時槽(參閱自 Modeling and Dimensioning of Mobile Networks from GSM to LTE-ppt Speaker: Mariusz Gła bowski)

2.5.2 資源區塊型式

在現代行動通訊系統中採用了所謂正交分頻多工擷取(OFDMA)的技術。在一 個 OFDMA 的系統中，次載波被分成多個資源區塊(resource block)且分配給多個 使用者使用，根據第三代合作夥伴計劃-長期演進技術(3GPP-LTE)的規格當中，

一個 resource block 單位內有 12 個次載波[16][17]，對於使用者只會使用到一個 OFDM symbol 中的部份次載波，所以我們不需要把完整的 OFDM 符元(symbol) 計算出來，假如能根據使用者所分配到的 resource block，把對應的載波計算出來，

則將能有效率地減少功率的消耗與運算的時間。如圖 2-13 所示，LTE 下行實體 資源基本上可被視為時頻格網(time-frequency grid)。在頻域中，子載波和 f 間的 距離為 15kHz。此外，OFDM 的符號持續時間(symbol duration)為 1/ f +循環字首

(cyclic prefix)。循環字首(cyclic prefix)係用以確保子載波間的正交，即使通過時序 分散 (time-dispersive)的無線通道。一個無線資源單位(radio resource element)，可 負載 QPSK、16QAM 或 64QAM。以負載 64QAM 者為例，一個無線資源單位(radio resource element)能承載 6 個位元。OFDM 訊符 (symbol)被分組為資源區塊 (resource block)。資源區塊(resource block)在頻域中的總計大小為 180kHz；在時 域中的總計大小為 0.5ms。每個傳輸時間間隔(TTI)包含兩個時槽 (time slot)。在 每個時頻格網(time-frequency grid)中，會分配給每個使用者許多所謂的資源區塊。

使用者獲得的資源區塊(resource block)越多、一個無線資源單位(radio resource element)中所使用的調變越高，位元速率就越高。使用者在特定時點所獲得的資 源區塊(resource block)和數量，取決於頻率與時間向度中的進階排程機制。LTE 中的排程機制，類似於 HSPA 中所使用者，並可讓不同無線環境中的各種服務，

獲得極致理想的高效能。

圖 2- 13、LTE 資源單位定義參閱自[20]

2.5.3 LTE 頻寬所對應的資源區塊數量

一個 RB 在頻率上包含 12 個 sub-carriers 共 180 kHz 的頻寬，在時間上則 是橫跨一個 slot 共 7 個 OFDM 訊號，單位時間內系統所能分配的 RB 總數會 隨著頻寬大小而有所不同，表 2-2 是在不同頻寬下系統所擁有的 sub-carrier 以及 RB 數目 [19] 。RB 所 能 運 送 的 資 料 量 與 其 內 resource elements (REs) 所 使 用 的 modulation & coding rate 相關 使用越好的 modulation & coding rate (如 64-QAM，3/4) RB 所能傳送的資料越多 一個 RB 裡陎所包含的 RE 數目為 RB 內 sub-carrier，。個數與 symbol 個數的乘積，在 LTE 的 standard 之中已 規定 sub-carrier 個數與 symbol 個數分別為 12 跟 7，所以一個 RB 內的 RE

個數固定為 84。

表 2- 2、不同頻寬大小的 RB 以及 sub-carrier 個數參閱自[20]

Channel

bandwidth(MHz)

Number of resource blocks

Number of subcarriers 1.4 6 72

3 15 180 5 25 300 10 50 600 15 75 900 20 100 1200