LTE--峰值速率計算


LTE峰值速率計算

LTE的下行峰值速率(peak data rate)可定義為滿足以下條件時的最大throughput:

  • 整個帶寬均分配給一個UE
  • 使用最高階的MCS
  • 使用可支持的最大天線數

在實際中,需要考慮典型的無線信道開銷,如控制信道、參考信號、保護間隔等。

對於FDD而言,峰值速率的計算方法如下:

1 slot = 0.5ms(一個系統幀system frame為10ms,每個子幀subframe為1ms,每個子幀包含2個slot);

1 slot = 7 modulation symbols(使用正常長度的循環前綴CP);

1 modulation symbol = 6 bits(使用64QAM調制)

單個子載波下的峰值速率 = 每個slot的symbol數 * 每個symbol的bit數 / 每個slot所占的時間 = 7 * 6 / 0.5ms = 84kbps。(1s = 1000ms)

對於20M帶寬而言,100個RB用於數據傳輸,每個RB包含12個子載波,共有1200個子載波,則單天線下峰值速率為1200 * 84kbps = 100.8Mbps。

如果是4*4 MIMO,則峰值速率為單天線時的4倍,即403.2Mbps。如果使用3/4的信道編碼,則速率降低為302.4Mbps。

 

:1)UE看到的實際速率取決於即時的信道條件以及共享無線資源的用戶數。例如:如果由於信道質量較差,調制從64QAM降低到QPSK,則速率從302.4Mbps降到100.8Mbps。如果把碼率從3/4降到1/3,則速率進一步降低到44.8 Mbps。

2)前面介紹的並未把PDCCH、參考信號、PBCH、PSS/SSS以及編碼的開銷考慮進去。假設這些開銷總共為25%,非空分復用情況下,真正可用於傳輸用戶數據的最大速率為100.8Mbps * 75% = 75.6Mbps。

3)也可以先計算RE總數,再乘以每個symbol的bit數:6,得到峰值速率。

1 TTI = 1 ms => 1 sub-frame => 2 slots (0.5 ms *2) # for one user, min 2 RB allocation.
1 RB = 12 sub-carriers during 1 slot (0.5 ms) =>12 * 15kHz = 180kHz (Bandwidth); => 12 * 7 symbols= 84 REs
1 RE = 1 sub-carrier x 1 symbol period (Each symbol is QPSK, 16QAM or 64QAM modulated.)

對於TDD而言,由於一個10ms的系統幀內既存在下行子幀,又存在上行子幀,以及特殊幀的存在,因此同等條件下,其峰值速率小於FDD的峰值速率。(根據下行子幀在一個系統幀中所占的比例,乘以相應的系數)


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