2007年11月，3GPPRAN151會議通過了27家公司聯署的LTETDD融合幀結構的建議，統一了LTE TDD的兩種幀結構。融合後的LTE TDD幀結構是以TD-SCDMA的幀結構為基礎的，這就為TD-SCDMA成功演進到LTE乃至4G標準奠定了基礎。

TDD-LTE技術特點

LTE係統支持FDD和TDDliangzhongshuanggongfangshi。zaizheliangzhongshuanggongfangshixia，xitongdedabufensheji，youqishigaocengxieyifangmianshiyizhide。lingyifangmian，zaixitongdicengsheji，youqishiwulicengdeshejishang，youyuFDD和TDD兩種雙工方式在物理特性上所固有的不同，LTE係統為TDD的工作方式進行了一係列專門的設計
，這些設計在一定程度上參考和繼承了TD-SCDMA的設計思想
，下麵我們對這些設計進行簡要的描述與討論。

無線幀結構

因為TDD采用時間來區分上、下行，資源在時間上是不連續的，需要保護時間間隔來避免上下行之間的收發幹擾，所以LTE分別為FDD和TDD設計了各自的幀結構
，即Type1和Type2
，其中Type1用於FDD，而Type2用於TDD。

在FDD Type1中，10ms的無線幀分為10個長度為1ms的子幀，每個子幀由兩個長度為0.5ms的slot組成。 在TDD Type2中，10ms的無線幀由兩個長度為5ms的半幀組成，每個半幀由5個長度為1ms的子幀組成，其中有4個普通的子幀和1個特殊子幀。普通子幀由兩個0.5ms的slot組成，特殊子幀由3個特殊時隙（UpPTS，GP和DwPTS）組成。


在LTE中TDD與FDD幀結構最顯著的區別在於：在TDDType2幀結構中存在1ms的特殊子幀
，該子幀由三個特殊時隙組成：DwPTS，GP和UpPTS，其含義和功能與TD-SCDMA係統相類似，其中DwPTS始終用於下行發送，UpPTS始終用於上行發送

，而GP作為TDD中下行至上行轉換的保護時間間隔。，三個特殊時隙的總長度固定為1ms
，而其各自的長度可以根據網絡的實際需要進行配置。

上下行的時間分配

TDD另外一個顯著區別於FDD的物理特征是，FDD依靠頻率區分上下行
，因此其單方向的資源在時間上是連續的；而TDD依靠時間來區分上下行，所以其單方向的資源在時間上是不連續的，時間資源在兩個方向上進行了分配。
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下圖是LTE TDD中支持的7種不同的上
、下行時間配比，從將大部分資源分配給下行的“9:1”到上行占用資源較多的“2:3”，在實際使用時，網絡可以根據業務量的特性靈活的選擇配置。這樣，在資源組成上TDD與FDD所固有的不同，成為了LTE中另一部分為TDD所進行的專門設計的原因。這一部分設計主要包括“物理層HARQ的相關機製”
，以及“采用頻分的隨機接入信道”。

允許同一時間上存在多個隨機接入信道（頻分）是TDD上下行時分的結構形成的又一設計結果。在LTEFDD的設計中，同一時刻隻允許一個隨機接入信道的存在，即僅在時間域上改變隨機接入信道的數量。而在TDD中，時間資源已經在上下行進行了分配
，同時由於不同的上下行配比的存在，可能存在上行子幀數目很少的情況（如DL:UL=9:1），因此在TDD中(zhong)需(xu)要(yao)支(zhi)持(chi)頻(pin)分(fen)的(de)隨(sui)機(ji)接(jie)入(ru)信(xin)道(dao)
，即(ji)在(zai)同(tong)一(yi)時(shi)間(jian)位(wei)置(zhi)上(shang)采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)的(de)區(qu)分(fen)提(ti)供(gong)多(duo)個(ge)隨(sui)機(ji)接(jie)入(ru)信(xin)道(dao)，以(yi)為(wei)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)足(zu)夠(gou)的(de)隨(sui)機(ji)接(jie)入(ru)的(de)容(rong)量(liang)。

在FDD的情況下，上、下行的資源在單方向上都是連續的，而且子幀數目相等。因此

，以下行為例，在進行物理層的HARQ時，下行數據與上行的ACK/NAK之間可以建立一對一的對應關係。與此不同的是，在TDD的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，單(dan)方(fang)向(xiang)的(de)資(zi)源(yuan)不(bu)是(shi)連(lian)續(xu)的(de)，因(yin)此(ci)可(ke)能(neng)無(wu)法(fa)獲(huo)得(de)對(dui)應(ying)的(de)時(shi)間(jian)上(shang)的(de)資(zi)源(yuan)。另(ling)外(wai)，上(shang)下(xia)行(xing)配(pei)比(bi)的(de)設(she)置(zhi)可(ke)能(neng)使(shi)得(de)上(shang)下(xia)行(xing)的(de)子(zi)幀(zhen)數(shu)目(mu)不(bu)相(xiang)等(deng)，因(yin)此(ci)無(wu)法(fa)建(jian)立(li)一(yi)一(yi)對(dui)應(ying)的(de)關(guan)係(xi)

，所(suo)以(yi)這(zhe)些(xie)都(dou)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)針(zhen)對(dui)性(xing)的(de)設(she)計(ji)。在(zai)LTETDD，為了解決以上問題，引入了MultipleACK/NAK的概念
，即使用一個ACK/NAK完wan成cheng對dui前qian續xu若ruo幹gan個ge下xia行xing數shu據ju的de反fan饋kui
，這zhe樣yang就jiu解jie決jue了le上shang下xia行xing時shi隙xi不bu對dui稱cheng帶dai來lai的de反fan饋kui問wen題ti。在zai另ling一yi個ge方fang麵mian，同tong時shi還hai減jian小xiao了le數shu據ju的de傳chuan輸shu時shi延yan，數shu據ju無wu需xu再zai等deng待dai到dao下xia一yi個ge上shang行xing時shi隙xi以yi進jin行xing反fan饋kui了le。當dang然ran，該gai方fang案an可ke能neng引yin起qi的de不bu必bi要yao的de過guo多duo重zhong傳chuan也ye需xu要yao引yin起qi注zhu意yi。


同步信道

同步信道是另一項體現不同雙工方式的設計。LTE中用於小區搜索的同步信道包括“主同步信號”和“輔同步信號”。在兩種幀結構中，同步信號具有不同的位置：在FDDType1中兩個同步信號連接在一起
，位於子幀0和5的中間位置
；而TDDType2中，輔同步信號位於子幀0的末尾，主同步信號位於特殊子幀，即DwPTS的第三個符號。在兩種幀結構中，同步信號在無線幀中的絕對位置不相同

，更為重要的是，主、輔同步信號的相對位置不同：在FDD中兩個信號連接在一起，而在TDD中zhong兩liang個ge信xin號hao之zhi間jian有you兩liang個ge符fu號hao的de時shi間jian間jian隔ge。由you於yu同tong步bu信xin號hao是shi終zhong端duan進jin行xing小xiao區qu搜sou索suo時shi最zui先xian檢jian測ce的de信xin號hao，這zhe樣yang不bu同tong的de相xiang對dui位wei置zhi的de設she計ji使shi得de終zhong端duan在zai接jie入ru網wang絡luo的de最zui開kai始shi階jie段duan就jiu可ke以yi檢jian測ce出chu網wang絡luo的de雙shuang工gong方fang式shi
，即jiFDD或者TDD。


隨機接入前導

隨機接入前導（Random Access preamble）的設計是LTE對TDD的另一項特殊設計。在LTE中
，隨機接入序列采用如下圖所示的5種隨機接入序列格式。其中最後一種隨機接入序列格式是TDD所特有的，由於其長度明顯短於其它的4種格式，因此又稱為“短RACH”。采用短RACH的原因也是與TDD關於特殊時隙的設計相關的，如同圖中所描述的，短RACH在特殊時隙的最後部分（即UpPTS）進行發送
，這樣利用這一部分的資源完成上行隨機接入的操作
，避免占用正常子幀的資源。采用短RACH時，需要注意的一個主要問題是其鏈路預算所能夠支持的覆蓋半徑，由於其長度要大大的小於其它格式的RACH序列
，因此其鏈路預算相對較低
，相應的適用於覆蓋半徑較小的場景（根據網絡環境的不同
，約700m～2km）。

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R&S LTE TDD測試方案

3GPP LTE和之前的係統在空中接口上存在很大的不同，所以對於測試就提出了新的要求。基於在3G測試領域的豐富經驗和領先地位
，Rohde & Schwarz 對於UMTS LTE從早期的研發階段就開始跟蹤研究，積累了豐富的經驗成果
，目前不僅可以為LTE FDD
，而且也可以為LTE TDD無線設備研發提供了完整的測試產品線。這些產品包括功率計，頻譜分析儀，信號源
，無線綜測儀


，協議測試儀和射頻一致性測試係統。設備製造商自始自終都可以依賴於Rohde& Schwarz 公司的產品和專家級的支持。Rohde& Schwarz 全球的支持網絡擁有經過專業培訓的應用工程師，從而可以提供全方位的客戶支持。

由於3GPP LTE標準的發展還未最終完成， R & S公司在開發LTE選件時保持了高度的靈活性
，軟件會定期更新，確保測試儀表依據的標準和最新發展保持一致，使它們滿足3GPP LTE 未來開發的要求。下麵針對在LTE早期的研發中一些重要的測試項目進行介紹：

如何靈活地對LTE射頻和基帶信號進行模擬產生和分析，

如何對不同的MIMO模式進行進行測試，

如何在協議棧開發的早期就進行測試，使之符合一致性的要求。

LTE信號產生

LTE的測試首先需要模擬LTE射頻信號，並且研究其統計特性。對於LTE下行，研究人員可以從WiMAX和WLAN等技術中參考得到OFDMA的射頻特性。但是對於上行，LTE上行使用的SC-FDMA技術在其他標準中並沒有使用。因此上行信號特性需要進行特別的研究。LTE信號模擬中的一些通常設置包括頻率、帶寬、LTE信號包含資源塊的數目
、天線配置
、參考信號序列配置
、下行同步信道配置、循環前綴長度、用戶數據和調製方式的分配和L1/L2控製信道的配置的等參數。

選件R&S SMx-K55用於R & S公司的信號源
，諸如R&S SMU200A, R&S SMJ100A 和 R&S SMATE200A就可以按照TS36.211標準規定產生LTE FDD 和 LTE TDD 上下行射頻信號
，用於元器件性能測試以及基站和移動終端的接收機測試。下圖顯示了LTE TDD信號的設置以及圖形顯示資源分配圖。

此外R&S還提供了高性能的雙通道基帶信號源AMU200A以及AFQ100A

，加上AMU-K55或者AFQ-K255選件後，就可以模擬LTE的基帶信號，用於LTE研發早期基帶信號的模擬。而通過一款R&S提供的EX-IQ-BOX
，用戶可以產生適應自己需要的數字基帶信號格式。

這些儀表及其選件可提供信道編碼
，多達四路發射天線的 MIMO 預編碼以及2x2 MIMO 的de實shi時shi衰shuai落luo模mo擬ni等deng功gong能neng。該gai軟ruan件jian選xuan件jian直zhi接jie安an裝zhuang在zai儀yi器qi上shang
，給gei用yong戶hu提ti供gong了le多duo種zhong配pei置zhi的de可ke能neng性xing
，用yong戶hu不bu僅jin可ke調tiao用yong預yu先xian定ding義yi好hao的de測ce試shi場chang景jing
，快kuai速su的de進jin行xing測ce試shi設she置zhi；而且還可以按照自己的需要靈活設置各種參數進行定製測試：例如參考符號
，控製信道，同步信道及數據信道的參數，此外
，也可獨立配置各個子幀。

目前R&S的LTE信號模擬方案完全符合3GPP V8.40標準，包括PRACH
、探測參考信號、上行鏈路的PUCCH編碼
，下行鏈路的PHICH和PCFICH編碼，同時包含36.141標準規定的E-Test模型信道。

LTE信號分析

其次在LTE信號的射頻分析方麵，由於LTE信號采用了新的接入方式OFDMA
，信號帶寬最高可達20MHZ，這些對於信號的頻域分析和調製域分析都提出了更高的要求。R&S FSQ 和 R&S FSG 信號分析儀能分析3GPP LTE 基站或者移動電話的發射機模塊。信號分析選件 R&S FSQ-K101 和R&S FSQ-K105支持LTE FDD和TDD射頻調製信號的測量，並以圖形或表格顯示結果：諸如 EVM
、頻率誤差、頻譜平坦度、I/Q 偏移、眼圖、星座圖及群時延等測量結果。選件 R&S FSQ-K100和R&S FSQ-K104可用於分析 3GPP LTE下行信號， 跟上行信號選件類似，該選件能在頻域，時域及調製域對標準規定的所有信道帶寬的3GPP LTE FDD和TDD信號進行測量。
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如需測量LTE基帶信號，不管是平衡還是非平衡的

，都可使用R&S FSQ 的模擬(R&S FSQ-B71)和數字 (R&S FSQ-B17) 基帶輸入選件來完成。同時R&S也提供了一款EX-IQ-BOX可以適應用戶自己的數字基帶格式
，通過和FSQ上的B17接口一起使用
，可以分析LTE數字基帶信號。


此外如果想對OFDM信號進行分析的話，R&S在高端信號分析儀FSQ上開發了FSQ-K96選件，這可以滿足LTE早期研發和對任意OFDM信號進行分析的需求。

LTE MIMO測試

R&S公司的射頻信號發生器SMU200A，或基帶信號發生器AMU200A，都可以使用單台儀表進行MIMO接收機測試。這兩款信號發生器都配置兩個信號源，加裝R&S SMU-K74或者AMU-K74選件後，就可以實時模擬2×2MIMO係統所需的4個衰落信道
，從而對2×2 的MIMO接收機進行測試。這兩款儀表解決方案都支持ITU 為3GPP LTE 定義的、包含衰落路徑之間的相關特性的各種衰落模式。

通過把兩台或四台R&S的信號分析儀FSQ或FSG連接起來，R&S可以提供2x2和4x4的MIMO信號分析，此時隻需在一台主控FSQ/G上配置K100（或者K104）和K102選件
，就可以支持LTE FDD和LTE TDD中的三種MIMO模式：發射分集，空間複用和循環延遲分集。

LTE 協議測試

LTE協議棧的測試用來驗證一些信令功能，例如呼叫建立和釋放，呼叫重配置
，狀態處理和移動性等。和2G，3G係統的互操作性測試是對LTE的另外一個需求。此外為了保證終端的協議棧和應用可以處理高數據率的數據，需要測試驗證終端吞吐量的要求。在LTE實現的早期，研發部門需要包含各個參數配置的多種測試場景來進行LTE協議棧的測試。此外LTE物理層具有很多重要功能
，這包括小區搜索、HARQ協議、調度安排
、鏈路自適應、上行時間控製和功率控製等。而且這些過程有著很嚴格的定時要求。因此也需要對物理層進行完全測試來保證LTE的性能。

基於Rohde & Schwarz 在UMTS LTE協議棧測試領域的領先地位，R&S 推出了LTE協議測試儀CMW500，它的功能強大的硬件方案可以提供的頻率高達6GHz，帶寬為40MHz。它ta不bu僅jin可ke以yi用yong於yu一yi致zhi性xing測ce試shi
，性xing能neng測ce試shi和he互hu操cao作zuo測ce試shi，而er且qie還hai把ba它ta的de優you點dian擴kuo展zhan到dao產chan品pin生sheng命ming周zhou期qi的de後hou續xu階jie段duan，從cong而er可ke以yi給gei芯xin片pian和he無wu線xian設she備bei製zhi造zao商shang在zaiUMTS LTE 協議一致性研發的各個階段中帶來多重好處。而且它還有一個可供選擇的用於PC機上的軟件方案
，可以支持個人開發者在早期就進行協議開發的工作，從而有效降低UMTS LTE 無線設備整個研發過程中的成本。所以使用CMW500可以並行進行軟件和硬件的協同開發、測試和優化，從而加快產品的上市時間。

通過在CMW500上配置CMW-KP500 MLAPI和CMW-KP501 LLAPI

，R&S提(ti)供(gong)了(le)協(xie)議(yi)棧(zhan)測(ce)試(shi)所(suo)需(xu)的(de)底(di)層(ceng)和(he)高(gao)層(ceng)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)編(bian)程(cheng)接(jie)口(kou)，這(zhe)樣(yang)開(kai)發(fa)者(zhe)在(zai)早(zao)期(qi)就(jiu)可(ke)以(yi)對(dui)協(xie)議(yi)棧(zhan)進(jin)行(xing)靈(ling)活(huo)測(ce)試(shi)，而(er)且(qie)這(zhe)樣(yang)的(de)測(ce)試(shi)是(shi)和(he)後(hou)期(qi)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)測(ce)試(shi)完(wan)全(quan)兼(jian)容(rong)的(de)，可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)後(hou)期(qi)測(ce)試(shi)的(de)時(shi)間(jian)和(he)成(cheng)本(ben)。

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