LTE网络中Ts的含义

Posted 2021-08-11 知不足而奋进

  在LTE网络中有一个最基本的时间单元:Ts,无论帧长（=307200*Ts)、时隙长度(=15360*Ts)、循环前缀长度(=144*Ts或者512*Ts)都是通过TS定义的。那么Ts值是多少呢？下面等式明确给出了Ts的定义。

                               Ts =1/（15000*2048) 单位是：秒

计算结果大约时间为32.6纳秒。虽然规范中定义了Ts公式，但没有给出明确的解释，这个公式缘何而来，刚接触时会有点陌生。有两点可以帮助更好的理解Ts的含义。

   第一，LTE系统中OFDM符号生成所采用的FFT SIZE为2048（以20MHZ带宽为例），采样频率为15kHz，那么20M带宽的采样率=15kHz*2048=3.072MHz,这样Ts可以理解为OFDM符号的采样周期，即一个OFDM符号的周期为Ts=1/15000*2048。

   第二，Ts的大小可与UMTS或者CDMA的码片周期匹配。如UMTS系统的码片周期=1/3.84Mhz，CDMA系统的码片周期=1/1.2288Mhz，正好等于8*Ts和25*Ts,这样有利于减少多模芯片（同时支持LTE和UMTS或CDMA）实现的复杂度。

每个无线帧Tf = 307200*Ts = 10ms

每个时隙   Tslot = 15360*Ts = 0.5ms

20M带宽实际上是1200个子载波，100个PRB(15KKHz)，有效带宽其实只有18M，通过频谱仪可以直观的看到。剩下的2M带宽作为滤波器的滚将（防止码间串扰） |  国内领先的通信技术论坛-o3u1t)u:^(O&})d

     离散信号经过N点IFFT然后加上CP，然后通过升余弦滤波器 通过ＲＦ调制到载频发射，采样点的时间间隔 1/（15000hz*2048）=1/30.72Mhz  ，15000为子载波间隔(满足频率分辨率要求)，
     2048点是IFFT的采样点数，为了便于计算机处理，要求点数必须是2的次幂，IFFT是将频域信号往时域信号变换，1200个子载波可以看成是连续的频域信号，通过IFFT变成时域信号，但是点数不是2的次幂，然而，要保证变换后不能有信息丢失，所以必须采用2048>1200点,其中1200点传输有用信息，剩下的点默认为零，就是2048点，即代表2048个子载波，在空口传输之前要经过滤波器，只将携带有用信息的信号发射出去，接收端收到已有再做还原，即将另外的点数补上（因为没有信息量，所以为确知信号）因此确定FFT采样信号带宽为30.72M；时域采样周期Ts=1/30.72M=32.55ns，通过FFT转换成频域信号再做检测

之前一直在做LTE物理层相关的工作，一直有个疑惑， 在36.211开头的一章定义Ts的大小是1/(15000*2048)s，为什么定义这么一个奇怪的unit time.

最近才反应过来，这跟FFT/IFFT过程相关。

假设20MHz带宽，标准规定我们用2048点做FFT过程，FFT过程前是时域, 每个时域symbol有2048个时域sample, FFT后，变换成频域的2048个sample, 具体过程如下：

一个时域symbol是1/(14*1000)s, 那么我们物理层的采样速率是2048*14*1000 （samples/s），咦， 这时候我们发现离Ts（1/(15000*2048)）很近啦，但是问题出现在哪里呢？thinking，thinking， thinking......

于是， cyclic prefix （循环前缀， CP）出现啦。

CP 是LTE系统为避免inter-symbol的干扰采取的一个机制，在发射机发射每一个symbol代表的物理波前，我们人为的加一段重复的信息， 这段信息叫CP。如图所示：

这段长度的大小如图所示（一个RB内的7个symbols）： 

一个TTI（1ms）有两个RB，一个RB有7个symbol，于是1ms内就有2*(2048*7+160+144*6)=15*2048 samples,

于是它的sampling rate 是15*2048 *1000 samples/s（30.72MHz取样率）. 于是我们得到的我们的答案, 一个Ts是一个sample的时间长度啦。哈哈！