LTE系统峰值速率的计算

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时间:2019-09-23

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1、LTE系统峰值速率的计算我们常听到”LTE网络可达到峰值速率100M、150M、300M,发展到LTE-A更是可以达到1Gbps“等说法,但是这些速率的达成究竟受哪些因素的影响且如何计算呢?为了更好的学习峰值速率计算,我们可以带着下面的问题来一起阅读:1、LTE系统中,峰值速率受哪些因素影响?2、FDD-LTE系统中,Cat3和Cat4,上下行峰值速率各为多少?3、TD-LTE系统中,以时隙配比3:1、特殊子帧配比10:2:2为例,Cat3、Cat4上下行峰值速率各为多少?3、LTE-A(LTEAdvanced)

2、要实现1Gbps的目标峰值速率,需要采用哪些技术?影响峰值速率的因素有哪些?影响峰值速率的因素有很多,包括:1.双工方式——FDD、TDDFDD-LTE为频分双工,即上、下行采用不同的频率发送;而TD-LTE采用时分双工,上、下行共享频率,采用不同的时隙发送。因此如果采用相同的带宽和同样的终端类型,FDD-LTE能达到更高的峰值速率。2.载波带宽LTE网络采用5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等不同的频率资源,能达到的峰值速率不同。3.上行/下行上行的业务需求本就不及下行,因此系统设计的时候也考虑“下行

3、速率高些、上行速率低些”的原则,实际达到的效果也是这样的。4.UE能力级即终端类型的影响,Cat3和Cat4是常见的终端类型,FDD-LTE系统中,下行峰值速率分别能达到100Mbps和150Mbps,上行都只能支持最高16QAM的调制方式,上行最高速率50Mbps。5.TD-LTE系统中的上下行时隙配比、特殊子帧配比不同的上下行时隙配比以及特殊时隙配比,会影响TD-LTE系统中的峰值速率水平。上下行时隙配比有1:3和2:2等方式,特殊时隙配比也有3:9:2和10:2:2等方式。考虑尽量提升下行速率,国内外目前最

4、常用的是DL:UL=3:1、特殊时隙配比10:2:2这种配置。6.天线数、MIMO配置Cat4支持2*2MIMO,最高支持双流空间复用,下行峰值速率可达150Mbps;Cat5支持4*4MIMO,最高支持四层空间复用,下行峰值速率可达300Mbps。7.控制信道开销计算峰值速率还要考虑系统开销,即控制信道资源占比。实际系统中,控制信道开销在20~30%的水平内波动。总之,有很多因素影响所谓的“峰值速率”,所以提到峰值速率的时候,要说明是在什么制式下、采用了多少带宽、在什么终端、什么方向、什么配置情况下达到的速率。

5、下行峰值速率的计算:计算峰值速率一般采用两种方法:第一种:是从物理资源微观入手,计算多少时间内(一般采用一个TTI或者一个无线帧)传多少比特流量,得到速率;另一种:是直接查某种UE类型在一个TTI(LTE系统为1ms)内能够传输的最大传输块,得到速率。下面以FDD-LTE为例,分别给出两种方法的举例。【方法一】首先给出计算结果:20MHz带宽情况下,一个TTI内,可以算得最高速率为:总速率=,业务信道的速率=201.6*75%≈150Mbps数字含义:6:下行最高调制方式为64QAM,1个符号包含6bit信息;2

6、和7:LTE系统的TTI为1个子帧(时长1ms),包含2个时隙,常规CP下,1个时隙包含7个符号;因此:在一个TTI内,单天线情况下,一个子载波下行最多传输数据6×7×2bit;2:下行采用2×2MIMO,两层空分复用,双流可以传输两路数据;1200:20MHz带宽包含1200个子载波(100个RB,每个RB含12个子载波)75%:下行系统开销一般取25%(下行开销包含RS信号(2/21)、PDCCH/PCFICH/PHICH(4/21)、SCH、BCH等),即下行有效传输数据速率的比例为75%。如果是TD-LT

7、E系统,还要考虑上下行的时隙配比和特殊时隙配比,对下行流量对总流量占比的影响。如在时隙配比3:1/特殊子帧配比10:2:2的情况下:一个无线帧内,各子帧依次为DSUDD  DSUDD,其中D为下行子帧U为上行子帧,每个子帧包含2个时隙共14个符号,S为特殊子帧,10:2:2的配置,表示DwPTS(DownlinkPilotTimeSlot)、GP(GuardPeriod)和UpPTS(UplinkPilotTimeSlot)各占10个、2个和2个符号。那么所有下行符号等效在一个TTI内占的比例为(6*14+2*1

8、0)/14*10=74%,如果也粗略考虑75%的控制信道开销,那么TD-LTE系统在3:1/10:2:2的配置下,下行峰值速率可达:201.6*75%*74%≈112Mbps其他的时隙配比、特殊子帧配比,都可以参考这个方法来计算。【方法二】这个方法简单直观很多,如下表,第一列是终端类型1~8(常用3、4)第二列为一个TTI内传输的最大传输块bit数,那么峰值速率就等于最大

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