LTE速率计算
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LTE速率计算下行峰值速率的计算:计算峰值速率一般米用两种方法: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:总速率二,业务信道的速率=*75洽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6X7X2bit ; 2:下行采用2X2MIMO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%下行系统幵销一般取25% (下行幵销包含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-LTE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??DSU,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(Downlink Pilot TimeSlot) 、GP(Guard Period)和UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)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*10)/14*10=74%,如果也粗略考虑75%勺控制信道幵销,那么TD-LTE 系统在3:1/10:2:2 的配置下,下行峰值速率可达:*75%*74躺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。
LTE峰值速率计算LTE的下行峰值速率(peak data rate)可定义为满足以下条件时的最大throughput:∙整个带宽均分配给一个UE∙使用最高阶的MCS∙使用可支持的最大天线数在实际中,需要考虑典型的无线信道开销,如控制信道、参考信号、保护间隔等。
对于FDD而言,峰值速率的计算方法如下:1 slot = 0.5ms(一个系统帧system frame为10ms,每个子帧subframe为1ms,每个子帧包含2个slot);1 slot = 7 modulation symbols(使用正常长度的循环前缀CP);1 modulation symbol = 6 bits(使用64QAM调制)单个子载波下的峰值速率 = 每个slot的symbol数 * 每个symbol的bit数 / 每个slot所占的时间 = 7 * 6 / 0.5ms = 84kbps。
(1s = 1000ms)对于20M带宽而言,100个RB用于数据传输,每个RB包含12个子载波,共有1200个子载波,则单天线下峰值速率为1200 * 84kbps = 100.8Mbps。
如果是4*4 MIMO,则峰值速率为单天线时的4倍,即403.2Mbps。
如果使用3/4的信道编码,则速率降低为302.4Mbps。
注:1)UE看到的实际速率取决于即时的信道条件以及共享无线资源的用户数。
例如:如果由于信道质量较差,调制从64QAM降低到QPSK,则速率从302.4Mbps降到100.8Mbps。
如果把码率从3/4降到1/3,则速率进一步降低到44.8 Mbps。
2)前面介绍的并未把PDCCH、参考信号、PBCH、PSS/SSS以及编码的开销考虑进去。
假设这些开销总共为25%,非空分复用情况下,真正可用于传输用户数据的最大速率为100.8Mbps * 75% = 75.6Mbps。
3)也可以先计算RE总数,再乘以每个symbol的bit数:6,得到峰值速率。
1、FDD理论计算公式:一个时隙(0.5ms)内传输7个OFDM符号,即在1ms内传输14个OFDM符号,一个资源块(RB)有12个子载波(即每个OFDM在频域上也就是15KHZ),所以1ms内(2个RB)的OFDM个数为168个(14*12),它下行采用OFDM技术,每个OFDM包含6个bits,则20M带宽时下行速速为:<OFDM的bits数>*<1ms内的OFDM数>*<20M带宽的RB个数>*<1000ms/s>=6*168*100*1000=100800000bits/s=100Mb2、TDD理论计算公式:假设:带宽为20MHZ,TDD配比使用配置为1,即DL:UL:S=4:4:2,特殊时隙配置为DwPTS : Gp : UpPTS=10:2:2,子帧中下行控制信道占用3个符号,传输天线为2。
总10ms周期内,下行子帧有效数为4+10/14*2=5.4320MHZ带宽下:每帧中下行符号数为14*12*100*(4+10/14*2)=91200每帧中下行控制信道所占用的符号数为(3*12-2*2)*100*5.43=17371.4每帧中下行参考信号数目为16*100*5.43=8685.7每帧中用于同步的符号数为288每帧中PBCH符号数为(4*12-2*2)*6=264则每帧中下行的PDSCH符号数为91200-17371.4-8685.7-288-264=64951假设采用64QAM,码率为5/6,则速率为:(6*5/6*64951*2)/10ms=64.951Mbits/s其中6为64 QAM时每符号的比特数,5/6为码率,2为天线数RE:资源粒子 RB资源块1RB=7*12=84RE一个RB=12个子载波20M带宽:12*15*100=18000Hz,加2M保护带宽,不就是20M了嘛,不同的带宽不同的资源粒子数OFDM符号是在时域上说的,一个RE就是OFDM符号。
1.基本概述LTE理论速度的计算,归根结底,还是要统计多少个RE传输下行数据,多少个传输上行数据,多少个RE是系统开销掉的,然后再根据调制方式计算传输块大小。
即吞吐率取决于MAC层调度的选择的TBS,理论吞吐率就是在一定条件下可选择的最大TBS 传输块。
TBS可有RB和MCS的阶数对应表中进行查询可得。
2.计算思路具体计算思路如下:2.1 计算每个子帧中可用RE数量这里要根据协议规定,扣除掉每个子帧中的PSS、SSS、PBCH、PDCCH、CRS等开销,然后可以得到可使用的RE数目。
在这里,PSS、SSS、PBCH是固定的,但是其他系统开销需要考虑到具体的参数配置,如PDCCH符号数、特殊子帧配比、天线端口映射等。
信道映射举例如下:TD-LTE帧结构图(信道、子载波、时隙)2.2 计算RE可携带比特数比特数=RE数*6(2.3 选择子帧TBS传输块依据可用RB数,选择CR(码率)不超过0.93的最大TBS。
2.3.1 码率下表是CQI与码资源利用率的关系,可以看到,即使是使用64QAM调制,最大的码字也不能达到6,最多达到0.926,这里也算是修正我们上一步乘以6bit的一些差值。
2.3.2 MCS与TBS对应关系以20M带宽,100RB计算,对应关系如下表:这里我们根据RE*6*CR的值,在下表中找出比这个值小,但是最接近的TBS块大小,就是该子帧能达到的最大理论速度。
全部的MCS、RB、和TBS的对应关系如附件:MCS与TBS映射.xlsx2.4 累加各子帧的TBS根据时隙配比,累计各个子帧的TBS;如果是双流,还需要乘以2,就可以计算出最高的吞吐量了。
3.下行理论速度计算举栗子配置为:20M带宽,2x2 MIMO,子帧配比1,特殊子帧配比7, PDCCH符号1,所以下行传数的子帧有:0, 1, 4,5, 6, 9。
子帧0:可用RE=(((符号数-PDCCH-PBCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((14-1-4-1)*12-8)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=84384,乘以码率0.93,得78477,查询100RB 对应的TBS,可以选择75376(MCS28)子帧1:可用RE=(((符号数-PDCCH-主同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((10-l-l)*12-8)*6+((10-l)*12-8)*(100-6))*6=59568, 乘以码率0.93,得55398,TBS 选择55056(MCS24)子帧4:可用RE=(((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*RB)*调制系数=(((14-1)*12-12)*100)*6=86400, 乘以码率0.93,得80352,TBS 选择75376(MCS28)子帧5:可用RE=(((符号数-PDCCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)* 每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((14-l-l)*12-12)*6+((14-l)*12-12)*(100-6))*6=85968, 乘以码率0.93,得79950,TBS 选择75376(MCS28)子帧6与子帧1计算相同,子帧9与子帧4计算相同所以下行吞吐率=(子帧0+子帧1+子帧4+子帧5+子帧6+子帧9)*2*100/1000000=(75376+55056+75376+75376+55056+75376)*2*100/1000000=82.323Mbps理论速度对应表如下:4.上行理论速度计算上行计算思路和下行基本一样,只不过上行需要考虑扣除的开销没有下行那么复杂,只需要在时域考虑每个子帧扣除2个符号的DMRS,频域考虑扣除PUCCH占用的RB数,和PRACH周期到来时,再扣除6个RB。
LTE下行峰值速率计算LTE(Long-Term Evolution)是第四代移动通信技术的一种,其下行峰值速率是衡量网络效能的重要指标之一、下面将详细介绍LTE下行峰值速率的计算方法。
1. 带宽(Bandwidth):带宽是指网络传输速率的最大限制。
在LTE 中,带宽可以分为10MHz、15MHz和20MHz等几个不同的选项。
带宽越大,可支持的数据传输速率也就越高。
2. 调制解调方式(Modulation and Coding Scheme,MCS):MCS用于将数字信号转换为模拟信号以便传输。
在LTE中,MCS的选择取决于信道质量和信噪比。
较好的信道质量可以选择更高效的MCS,从而提高传输速率。
3. 天线数目(Number of Antennas):天线数目是指发送和接收信号所使用的天线数量。
在LTE中,可以使用1根、2根或4根天线。
多根天线可以通过MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术实现信号的并行传输,从而提高传输速率。
4. 调度算法(Scheduling Algorithm):调度算法决定了哪些用户可以优先获得网络资源。
LTE中的调度算法通常根据用户的优先级和信道条件来决定分配给用户的资源,从而进一步提高传输速率。
根据上述因素,可以使用下行峰值速率的计算公式来估算LTE网络的传输速率:下行峰值速率=(子载波数量x符号数)/(子载波间隔x时隙数)x符号速率x编码率其中,子载波数量是根据带宽确定的,具体数值如下:-对于10MHz带宽,子载波数量为50;-对于15MHz带宽,子载波数量为75;-对于20MHz带宽,子载波数量为100。
符号数是指每个时隙中进行调制的符号数量,通常为7或者14子载波间隔是确定LTE频率资源的参数,它通常有三种可选的值:15kHz、7.5kHz和3.75kHz。
时隙数是指每个子帧中的时隙数量,一个子帧通常由14个时隙组成。
符号速率是指每秒传输的调制符号数量,它的数值根据MCS的不同而变化。
TD-LTE的最高下行速率计算LTE TDD帧结构在TDD帧结构中,一个特殊子帧的大小是1ms,就是两个资源模块RB,一个RB占7个OFDM符号,所以一个特殊子帧占14个OFDM符号,但是不管特殊子帧内部结构如何变换,其大小都是1ms。
1、计算方法:根据TD-LTE的帧结构,采用5ms的周期,最大是3个下行子帧+1个上行子帧,另外DwPTS也可以承载下行数据,最多是12个符号。
因此,5ms周期最多可以传3*14+12=54个符号,当使用20M带宽时,有1200个子载波,以最高效的64QAM计算,5ms周期内可传 54*1200*6=0. 3888M比特的数据,也就是最高下行速率为77.76Mbps。
注意,这是没有使用MIMO。
使用MIMO后,最高下行速率为 155.52Mbps。
当然,大家都知道每个子帧控制信息都占用至少一个符号,因此业务数据最多可占用50个符号,也就是不使用MIMO,最高下行速率为72Mbps;使用MIMO后,最高下行速率为144Mbps。
这还只是粗略计算,因为参考信号以及同步信号都会占用符号的部分或全部,因此最终的最高下行速率低于144Mbps。
据中兴宣称,其最高速率为1 30Mbps。
2 参考信号的占用情况与MIMO是否使用有关。
a. 没有MIMO,每个RB中会分布有8个参考信号,因为第一个符号已经用于控制部分,不用重复计算,因此会占用6个调制符号的位置,也就是每个子帧占用的比特数为:6*6(64QAM)*4(3下+DwPTS)*100(RB数量)=14.4kb而1秒有200个子帧,对应速率为2.88Mbpsb. 有MIMO,每个RB中会分布有16个参考信号,因为第一个符号已经用于控制部分,不用重复计算,因此会占用12个调制符号的位置,也就是每个子帧占用的比特数为:12*6(64QAM)*2(MIMO)*4(3下+DwPTS)*100=57.6kb对应速率为11.52Mbps。
1、FDD理论计算公式:一个时隙(0.5ms)内传输7个OFDM符号,即在1ms内传输14个OFDM符号,一个资源块(RB)有12个子载波(即每个OFDM在频域上也就是15KHZ),所以1ms内(2个RB)的OFDM个数为168个(14*12),它下行采用OFDM技术,每个OFDM包含6个bits,则20M带宽时下行速速为:<OFDM的bits数>*<1ms内的OFDM数>*<20M带宽的RB个数>*<1000ms/s>=6*168*100*1000=100800000bits/s=100Mb2、TDD理论计算公式:假设:带宽为20MHZ,TDD配比使用配置为1,即DL:UL:S=4:4:2,特殊时隙配置为DwPTS : Gp : UpPTS=10:2:2,子帧中下行控制信道占用3个符号,传输天线为2。
总10ms周期内,下行子帧有效数为4+10/14*2=5.4320MHZ带宽下:每帧中下行符号数为14*12*100*(4+10/14*2)=91200每帧中下行控制信道所占用的符号数为(3*12-2*2)*100*5.43=17371.4 每帧中下行参考信号数目为16*100*5.43=8685.7每帧中用于同步的符号数为288每帧中PBCH符号数为(4*12-2*2)*6=264则每帧中下行的PDSCH符号数为91200-17371.4-8685.7-288-264=64951 假设采用64QAM,码率为5/6,则速率为:(6*5/6*64951*2)/10ms=64.951Mbits/s其中6为64 QAM时每符号的比特数,5/6为码率,2为天线数RE:资源粒子 RB资源块1RB=7*12=84RE一个RB=12个子载波20M带宽:12*15*100=18000Hz,加2M保护带宽,不就是20M了嘛,不同的带宽不同的资源粒子数OFDM符号是在时域上说的,一个RE就是OFDM符号。
LTE理论峰值速率的计算方法与影响因素1.计算公式:峰值计算公式=PRB的数量*12个子载波*14OFDMA符号数*调制阶数(下行最大是64QAM,上行Z最大是16QAM,调制符号效率:QPSK /16QAM /64QAM=2/ 4 /6bit)*MIMO复用率(2T2R的复用率是2,最大4T4R)*公共信道和参考信号开销(一般估算下行速率时,可以忽略)/1ms。
说明:算速率时只要考虑时隙配比就可以,其他量几乎不变.(上面的3/5,当上下行时隙配比为1:3,特殊时隙配比为3:9:2时,表示可以用来传输数据的下行时隙在5ms半帧中的占比,占了3个子帧;当上下行时隙配比为1:3,特殊时隙配比为10:2:2时,这个占比应该是3.7/5左右;当上下行时隙配比为1:3,特殊时隙配比为9:3:2时,这个占比应该是3.6/5左右;当上下行时隙配比为2:2,特殊时隙配比为10:2:2时,这个占比应该是2.7/5左右。
)TDD-LTE下行最大速率= 100(无线帧)× 8(子帧)× 2(个时隙)×100(RB数,110)×12 (子载波数)×7(符号,正常循环头CP)×6(bit)(QAM64)=80640000(bit/s)=76.90Mbit/s上行最大速率=100(无线帧) ×1(子帧)×2(时隙)×100(RB数,110)×12 (子载波数)×7(符号,正常循环头CP) ×6(bit)(QAM64)=10080000(bit/s)=9.690Mbit/s补充:PRB的数量和带宽有关系,因为LTE的带宽是比较灵活的。
一个RB包含7个符号,同时包含12个子载波,也就是12个15KHz(180K).之所以除以1ms,因为这个公式计算的是一个无线帧,所以符号数是14个,采用常规CP。
FDD—LTE下行带宽=100(无线帧)×10(子帧) × 2(时隙)×100(RB数,110)×12 (子载波数)×7(符号,正常循环头CP)×6(bit)(QAM64)=100800000(bit/s)=96.13Mbit/s下行数据的调制主要采用QPSK、16QAM和64QAM这3种方式;上行调制主要采用π/2位移BPSK、QPSK、8PSK和16QAM,同下行一样,上行信道编码还是沿用R6的Turbo编码;目前F频段上下行时隙配比为1:3,特殊时隙为3:9:2(SA2,SSP5);D\E频段上下行时隙配比为2:2,特殊时隙为10:2:2(SA1,SSP7);2.影响因素•UE级别:最大RB数、64QAM支持度;最大支持100RB•带宽、时隙配比,特殊子帧配比,如20M带宽,3:1时隙配置,3:9:2特殊时隙配比•天线数: MIMO技术,多发送,多接收•控制信道配置:控制信道资源占比情况影响下行吞吐率的基本因素(1)系统带宽系统的带宽不同决定了系统的总 RB 数不同。
LTE峰值速率计算1.下行峰值速率假设1 系统为FDD-LTE;假设2 整个带宽均分配给一个UE;假设3 使用最高阶的MCS(64QAM);假设4 使用常规循环前缀;假设5 UE支持2*2的MIMO(Category 4)。
那么,理论下行峰值速率(peak data rate)的计算方法如下:1 slot = 0.5ms;1 slot = 7modulation symbols(常规循环前缀CP);1 modulationsymbol = 6 bits(64QAM调制);单个子载波的峰值速率 = 每个slot的symbol数 * 每个symbol 的bit数 / 每个slot所占的时间 = 7 * 6 / 0.5ms = 84kbps。
对于20M带宽而言,100个RB用于数据传输,每个RB包含12个子载波,共有1200个子载波,则单天线峰值速率为1200 * 84kbps = 100.8Mbps。
如果是2*2 MIMO,则峰值速率为单天线时的2倍,即201.6Mbps。
在实际网络中,还要考虑到PDCCH、PBCH、PSS/SSS、RS以及编码的开销考虑进去。
这些开销总共约为25%,那么真正可用于传输用户数据的最大速率为201.6Mbps * 75%= 151.2Mbps。
对于TDD而言,由于一个10ms的系统帧内既存在下行子帧,又存在上行子帧,以及特殊帧的存在,因此同等条件下,其峰值速率小于FDD的峰值速率。
计算时,需要按照symbol来推算出下行符号所占的比例。
以子帧配置2(DSUDDDSUDD)、特殊子帧配置7(10:2:2)为例,下行符号占比为(14*6+10*2)/140 = 74.3%,因此其下行峰值速率为151.2*74.3% = 112.3Mbps。
再以子帧配置1(DSUUDDSUUD)、特殊子帧配置7(10:2:2)为例,下行符号占比为(14*4+10*2)/140= 54.3%,因此其下行峰值速率为151.2*54.3% = 82.1Mbps。
LTE系统峰值速率的计算LTE(Long Term Evolution)是一种高速无线通信技术,是4G网络中的一种,它提供了更快的速度和更低的延迟。
LTE的峰值速率是指在理想条件下,该技术可以达到的最高传输速率。
下面将详细介绍如何计算LTE系统的峰值速率。
首先,我们需要了解几个重要的参数:1. 带宽(Bandwidth):即无线信道的宽度,通常以MHz为单位。
LTE系统支持不同的带宽配置,常见的有1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz等。
2. 无线技术参数:比如调制方式、编码方式和多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,简称MIMO)等。
调制方式常见的有QPSK、16QAM和64QAM,编码方式常见的有Turbo编码和LDPC编码,MIMO可以分为单流(SISO)、两流(2x2 MIMO)和四流(4x4 MIMO)等。
有了这些参数,我们可以按照以下步骤来计算LTE系统的峰值速率:1. 计算每个无线资源块(Resource Block,RB)的容量:每个RB的容量可以通过下面的公式来计算:容量(bits/RB)= 带宽(MHz) * 调制方式 * 通道编码速率通道编码速率可以通过根据编码方式和MIMO等参数查表或者计算得出。
2.计算每个无线帧的容量:每个无线帧由多个RB组成,无线帧的容量可以通过下面的公式来计算:容量(bits/frame)= 容量(bits/RB) * RB数RB数是一个无线帧中RB的数量,它主要由带宽和子载波间距决定。
3.计算每个子帧的容量:每个无线帧由多个子帧组成,每个子帧的容量可以通过下面的公式来计算:容量(bits/subframe)= 容量(bits/frame) * 子帧占用帧数子帧占用帧数是每个子帧占据的无线帧数,通常为1或者24.计算每个时隙的容量:每个子帧由多个时隙(Slot)组成,每个时隙的容量可以通过下面的公式来计算:容量(bits/slot)= 容量(bits/subframe) * 子帧占用时隙数子帧占用时隙数是每个子帧占据的时隙数,通常为1或者25.计算峰值速率:峰值速率可以通过下面的公式来计算:峰值速率(Mbps)= 容量(bits/slot) * 时隙数 / 1024 / 1024其中,时隙数是每帧的时隙数,通常为10或者20。
1、FDD理论计算公式:一个时隙(0.5ms)内传输7个OFDM符号,即在1ms内传输14个OFDM符号,一个资源块(RB)有12个子载波(即每个OFDM在频域上也就是15KHZ),所以1ms内(2个RB)的OFDM个数为168个(14*12),它下行采用OFDM技术,每个OFDM包含6个bits,则20M带宽时下行速速为:<OFDM的bits数>*<1ms内的OFDM数>*<20M带宽的RB个数>*<1000ms/s>=6*168*100*1000=100800000bits/s=100Mb2、TDD理论计算公式:假设:带宽为20MHZ,TDD配比使用配置为1,即DL:UL:S=4:4:2,特殊时隙配置为DwPTS : Gp : UpPTS=10:2:2,子帧中下行控制信道占用3个符号,传输天线为2。
总10ms周期内,下行子帧有效数为4+10/14*2=5.4320MHZ带宽下:每帧中下行符号数为14*12*100*(4+10/14*2)=91200每帧中下行控制信道所占用的符号数为(3*12-2*2)*100*5.43=17371.4 每帧中下行参考信号数目为16*100*5.43=8685.7每帧中用于同步的符号数为288每帧中PBCH符号数为(4*12-2*2)*6=264则每帧中下行的PDSCH符号数为91200-17371.4-8685.7-288-264=64951 假设采用64QAM,码率为5/6,则速率为:(6*5/6*64951*2)/10ms=64.951Mbits/s其中6为64 QAM时每符号的比特数,5/6为码率,2为天线数RE:资源粒子 RB资源块1RB=7*12=84RE一个RB=12个子载波20M带宽:12*15*100=18000Hz,加2M保护带宽,不就是20M了嘛,不同的带宽不同的资源粒子数OFDM符号是在时域上说的,一个RE就是OFDM符号。
计算举例:以上我做的修正是基于CFI=3,下面的表格中我未细算,应该是有CFI=1的情况,如112M的情况,这里统一按CFI=3来计算吧:以2U:2D 10:2:2 UE等级3,CFI=3配置,按36.306协议规定,CAT3时,终端在一个TTI (1ms)内单流时能处理75376bit,双流时能处理102048bit的数据,在一个5ms内,下行有2个普通子帧和一个特殊子帧,2个普通子帧可传102048*2的数据,特殊子帧终端也可以处理102048bit的数据,但由于特殊子帧只有10个symbol,按码率不能超过0.93的规定,此时只能传送(46888*2=93776bits)的数据,因此在5ms内可传102048*2+46888*2=297872bits数,在一秒内,共200个5ms,因此峰速为297872*200=59.57Mbits。
UE能力表格:3.CRS共4列,每列4个,共4*4=16个RE,其中第一列包含在PDCCH中,余下三列:3*4=12,相当于一个symbol不能用于传数据,因此,数据部分还剩10个symbol因此数据部分共有10*12=120个RE4.按照64QAM调制,一个prb能传输120*6=720个bit5.下行1个子帧(1ms)100个PRB,共能传72000个bit6.按协议规定,终端接收数据的码率不能超过0.93,因此最多能传72000*0.93=66960个bit7.查协议36.213 Table 7.1.7.2.1-1:,100prb,Itbs=25(MCS=27)时,可传送的数据块大小为63776,Itbs=26(MCS=28)时为75376,因此,只能传得下MCS=27时的数据块63776,62776*2=127552,但由上面表格,CAT3时最大能处理102048bit,因此,普通子帧在CAT3时只能最大处理102048的数据,CAT4时能处理150752的数据,但由于受上面码率的限制,cat4时只能传输63776的数据块.8.因此普通子帧在CAT3时的的速率:102048*400(5ms内2个普通子帧)=40.8192Mbps9.特殊子帧10:2:2时,相当于0.75个子帧,20M带宽时相当于75个prb,同理按上面的几个步骤的计算,最大能传MCS=27时的46888bit,因此特殊子帧速率:46888*2*200=18.7552Mbps10.总速率:=40.8192+18.7552=59.57Mbps。
LTE上下行速率计算方法详解吞吐率取决于MAC层调度选择的TBS,理论峰值吞吐率就是在一定条件下计算可以选择的最大TBS。
TBS由RB数和MCS阶数查表得到,具体计算思路如下:①针对每个子帧计算可用的RE数,此处要根据协议物理层资源分布,扣除每个子帧里PDCCH,PBCH,S-SS,P-SS,CRS(对于BF还有DRS)等开销。
这些开销中,PBCH,S-SS,P-SS是固定的;其它的开销要考虑具体的参数设置,如PDCCH符号数,特殊子帧配比,4天线以上时映射到2端口还是4端口等,CRS和DRS的时频占用位置参考协议36.211的6.10节;②计算每个子帧RE可携带的比特数,可携带比特数=可用RE ×调制系数(64QAM为6)③依据可用的RB数选择满足CR(码率)不超过0.93的最大的TBS,其中CR = TBS/可携带比特数。
④计算出每个子帧选择的TBS后,根据时隙配比累加各个子帧的TBS,如果是双码字还要乘以2,计算出最终吞吐率;下面以20M带宽,2×2 MIMO,子帧配比1(2U2D),特殊子帧配比7(10:2:2),PDCCH符号1为例进行计算,下行传数的子帧有:0,1,4,5,6,9。
子帧0:可用RE=(((符号数-PDCCH-PBCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((14-1-4-1)*12-8)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=84384,查100RB对应的TBS,可以选择75376(MCS28)子帧1:可用RE=(((符号数-PDCCH-主同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((10-1-1)*12-8)*6+((10-1)*12-8)*(100-6))*6=59568,TBS选择55056(MCS24)子帧4:可用RE=(((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*RB)*调制系数=(((14-1)*12-12)*100)*6=86400,TBS选择75376(MCS28)子帧5:可用RE=(((符号数-PDCCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数= (((14-1-1)*12-12)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=85968, TBS选择75376(MCS28)子帧6和子帧9分别与子帧1和子帧4计算相同下行吞吐率=(子帧0+子帧1+子帧4+子帧5+子帧6+子帧9)*2*100/1000000=(75376+55056+75376+75376+55056+75376)*2*100/1000000=82.323Mbps上行计算思路和下行基本一样,只不过上行需要考虑扣除的开销没有下行那么复杂,只需要在时域考虑每个子帧扣除2个符号的DMRS,频域考虑扣除PUCCH占用的RB数,和PRACH周期到来时,再扣除6个RB。
1、FDD理论计算公式:一个时隙(0.5ms)内传输7个OFDM符号,即在1ms内传输14个OFDM 符号,一个资源块(RB)有12个子载波(即每个OFDM在频域上也就是15KHZ),所以1ms内(2个RB)的OFDM个数为168个(14*12),它下行采用OFDM技术,每个OFDM包含6个bits,则20M带宽时下行速速为:<OFDM的bits数>*<1ms内的OFDM数>*<20M带宽的RB个数>*<1000ms/s>=6*168*100*1000=100800000bits/s=100Mb2、TDD理论计算公式:假设:带宽为20MHZ,TDD配比使用配置为1,即DL:UL:S=4:4:2,特殊时隙配置为DwPTS : Gp : UpPTS=10:2:2,子帧中下行控制信道占用3个符号,传输天线为2。
总10ms周期内,下行子帧有效数为4+10/14*2=5.4320MHZ带宽下:每帧中下行符号数为14*12*100*(4+10/14*2)=91200每帧中下行控制信道所占用的符号数为(3*12-2*2)*100*5.43=17371.4每帧中下行参考信号数目为16*100*5.43=8685.7每帧中用于同步的符号数为288每帧中PBCH符号数为(4*12-2*2)*6=264则每帧中下行的PDSCH符号数为91200-17371.4-8685.7-288-264=64951假设采用64QAM,码率为5/6,则速率为:(6*5/6*64951*2)/10ms=64.951Mbits/s其中6为64 QAM时每符号的比特数,5/6为码率,2为天线数RE:资源粒子 RB资源块1RB=7*12=84RE一个RB=12个子载波20M带宽:12*15*100=18000Hz,加2M保护带宽,不就是20M了嘛,不同的带宽不同的资源粒子数OFDM符号是在时域上说的,一个RE就是OFDM符号。
下行峰值速率的计算:
计算峰值速率一般米用两种方法:
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:
总速率二,
业务信道的速率=*75洽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6X7X2bit ; 2:下行采用2X2MIMO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%下行系统幵销一般取25% (下行幵销包含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-LTE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??DSU,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(Downlink Pilot TimeSlot) 、GP(Guard Period)和UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)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*10)/14*10=74%,如果也粗略考虑75%勺控制信道幵销,那么TD-LTE 系统在3:1/10:2:2 的配置下,下行峰值速率可达:*75%*74躺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传输块
大小/传输时间间隔,以Cat3和Cat4为例,峰值吞吐率分别为102048/=102Mbps 和
150752/=150Mbps。
Cat5因为可以采用了4*4高阶MIMQ 4层空分复用在一个TTI内传299552bit,因此能达到300Mbps的下行峰值速率。
FDD-LTE系统,计算可到此为止,TD-LTE系统需要再根据时隙配比/特殊子帧配比
乘上比例,Cat3和Cat4的下行峰值吞吐率分别为75Mbps和111Mbps
超级啰嗦:
1、Cat3因为最大传输块为102048,所以FDD-LTE中峰值速率最高只能到100Mbps
2、控制信道幵销的计算,受RS信号、PDCCH/PCFICH/PHICHSCH BCH等因素影
响,前两部分占比较高(分别2/21和14/21),SCH和BCH占比较少(两者相加不足1%,篇幅有限,抱歉不做详细介绍。
3、TD-LTE的峰值速率的计算,这里是按照1个TTI(1ms)来计算的,思路可能
有点绕,如果将时间考虑为10ms的无线帧,计算就会更加直观一些,10ms内,有几个下行子帧,乘以每个子帧传的比特数或者传输块大小,得到的结果虽然一样,
但用无线帧10ms的计算方式更好理解一些,可自行尝试计算。
上行峰值速率的计算:
【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:
总速率二
数字含义:
4:上行最高调制方式为16QAM 1个符号包含4bit信息;
2和7:LTE系统的TTI为1个子帧(时长1m®,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,一个子载波上行最多传输数据
4X7X2bit ;
96*12 :20MHz带宽共100个RB假设PUCC占用2个RB,上行RE数要遵循“ 2/3/5 ”
的原则,所以PUSCh R多用96个RB每个RB含12个子载波;
79%系统幵销一般取25% (考虑RS消耗1/7、SRS消耗1/14 ),即上行有效传输数据速率的
比例为79%
【方法二】直接用最大传输块来计算,可见Cat3和Cat4的上行峰值速率为51Mbps (最高调制方式16QAM、Cat5的上行峰值速率可达75Mbps (最高调制方式64QAM。
TD-LTE系统中,和下行一样,以时隙配比3:1/特殊子帧配比10:2:2的配置为例:DSUDD??DSU D所有上行符号占的比例就是(2*14+2*2)/14*10=%,这时TD-LTE系
统的上行峰值速率可达:51Mbps*%二
超级啰嗦:
1、上行幵销的计算也有很多不同的版本,比如是否考虑PUCCH SRS是否考虑PRAC(PRACH每20ms发送一次,在时间上占5% PUSC侮ms发送,在时间上占
95%,以及RB数的应用(是否遵循2/3/5的原则),考虑不同的因素可以根据
运营商的实际要求,计算结果偏差不会很大。
2、TD-LTE上行同下行,如果考虑以10ms无线帧为时间单位计算会更加的直观。
LTE-A如何达到1Gbps的峰值速率?
从无线网络各极端、各制式的规律来看,提高峰值速率最有效、直接的手段就是
增加频谱,即用“带宽”来换“速率”。
LTE向LTE-A发展的道路上也不可避免的采用了这种方式,引入了载波聚合,
Carrier Aggregation ,简称CA
CA将同频段内相邻的、或者同频段内不相邻的、或者不同频段的载波聚合起来,
用类似“多载波”的方式,提高峰值速率。
每个载波最高20MHz带宽,最多可以是5个载波,所以最高可利用100MHz的频谱,
这样CA即能在40〜100MHZ t宽内提供300〜750Mbp(2X2 MIMO或>1Gbp(4X4 MIMO
的峰值吞吐率仅凭借CA还不能达到IGbps的速率,还要依靠高阶MIMO(或叫MIMO增强),协议提出了下行4x4 MIMO 8x8 MIMO和上行2x4 MIMO 4x4 MIMO等模式,以实现以下水平的峰值速率:
DL: 300 〜600 Mbps (4x4 MIMO, 8x8 MIMO)in 20MHz, or >1Gbps (4x4 MIMO) with CA.
UL: 150 〜300 Mbps (2x4 MIMO, 4x4 MIMO) in 20MHz , or >1Gbps (4x4 MIMO) with CA 但LTE-A中的高阶MIMO类似HSPA网络向2*2MIMO升级的演进路线,需要硬件升级,网络改动比较大,没有CA应用起来那么方便,所以实现起来可能需要较长的时间。