TDD物理层峰值理论速率的计算专题.docx

TDD物理层下行峰值理论速率的计算方法 通常我们都说TD-LTE的下行速率达到100Mbps，那么这速率是如何计算得到的呢？下面我们将详细的告诉大家。 一、无线帧的认识 理论上的峰值下行速率指在20M带宽内，所有的业务信道给单用户使用时所计算得出的，此速率是在一个无线帧内，除去下行控制信道（PDCCH），物理广播信道（PBCH），主同步信号（PSS），辅同步信号（SSS）和导频信号（RS）后，所有RE占用业务时的最大峰值速率。 TD-LTE的一个无线帧如下图： （图1） 与TDS有所相似，每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成。数据子帧与特殊子帧都是1ms一帧，每个特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS。其中子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送。其它子帧按照配置配比而确定是用于上行还是下行发送。 一个子帧由2个时隙组成，每个时隙在时域上通常由7个OFDM符号组成（在使用扩展循环前缀时，由6个OFDM符号组成），时长0.5ms。 LTE上下行传输使用的最小资源单位叫做资源粒子（RE：Resource Element），时域上1个OFDM符号，频域上1个子载波（15KHz）。 LTE 在进行数据传输时，将上下行时频域物理资源组成资源块（RB：Resource Block），作为物理资源单位进行调度与分配，时域上1个时隙（6个或7个符号组成1个时隙），时长0.5ms，频域上12个子载波（180KHz）。 一个 RB由若干个 RE组成，在频域上包含 12个连续的子载波、在时域上包含 7个连续的OFDM符号（在 Extended CP情况下为 6个），即频域宽度为 180kHz，时间长度为0.5ms。 不同带宽对应RB数 带宽（MHz） 1.4 3 5 10 15 20 RB资源带宽（KHz） 180 180 180 180 180 180 无线资源数目 6 12 25 50 75 100 （图2） 图2为TDD的时频示意图，图上时域上只显示了3个子帧。其中，各信道占用如下： PBCH：PBCH位于子帧0时隙1的前4个OFDM符号，频域上占用中间的6个RB的72个子载波，调制方式QPSK； PDCCH、PCFICH、PHICH：根据PCFICH指示，映射在一个子帧（包括特殊子帧的下行处）的前N（N=4）个OFDM符号，调制方式QPSK。 PSS：时域上在无线帧的特殊子帧第3个符号，频域上在整个带宽的中间区域，占用6个RB； SSS：时域上在无线帧的第一个子帧最后1个符号，频域上在整个带宽的中间区域，占用6个RB； 其中，无线帧的上下行时隙配比3GPP协议已有，如下图。深圳TD-LTE现网业务子帧配比中D、E频选择模式1，F频选择模式2； （图3） 特殊子帧配置表协议规定如图4，深圳TD-LTE现网特殊子帧D、E频配置模式7，F频配置模式5；（备注：特殊子帧下行符号大于等于9时即可带下行业务，其中F频因与TDS共站，配比时隙需要与TDS同步，所以配比需要配置模式5）； （图4） 二、TDD峰值速率计算方式 下面通过例子进行计算，以便更好的理解。这里以20M带宽，2*2 MIMO，子帧与特殊子帧配比为2/7模式(Sa2为1：3，SS7为10：2：2)，PDCCH符号为2，64QAM编码为例进行计算（参考图2）： 10ms内，下行物理数据业务RE数量计算如下： 下行总RE数为：7*2*6*1200+10*2*1200=124800，（一个子帧7*2个符号*6个下行子帧*频域的1200个子载波） PBCH：4*6*12=288，（时隙上4个符号*频域上6个RB*12个子载波） PSS：1*6*12*2=144，（时隙上1个符号*频域上6个RB*12个子载波*10ms内两次主同步信号） SSS：1*6*12*2=144，（时隙上1个符号*频域上6个RB*12个子载波*10ms内两次辅同步信号） RS：4*4*100*6+8*100*2=11200，（一个RB4*4个RS信号*100个RB*6个下行子帧+特殊子帧8个RS*100个RB*10ms内两次特殊子帧） PDCCH：2*1200*（3+1）*2-4*100*6+4*6+4*100*2=15976，（2个符号的PDCCH*1200个子载波*（3个下行+1个特殊子帧下行）*10ms内两次-因部分PCDDH上的RE已被RS信号和PBCH需要除去） 业务RE数=下行总RE数-PBCH-PSS-SSS-RS-PDCCH 124800-288-144-144-11200-15976=97048 速率=RE*6*0.925781*2=97048*6*0.925781*2/0.01=107.81Mbps（RE数*64QAM即2的6