通信人才网-LTE峰值速率的计算详解.docx

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（LTE Advanced）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。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-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??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(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%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b