LTE下载速率分析PPT学习课件

2014年9月,LTE下载速率分析,影响下载速率的主要因素,无线环境,网络设备,覆盖干扰资源切换,空口基本配置无线资源调度算法切换参数天馈传输带宽.,决定空口理论速率的基本参数,系统带宽控制信道开销子帧配比特殊子帧配比控制信道开销UE能力等级各协议层开销TM模式,LTE帧结构,时域100X10X14,频域10012,X,X,6(64QAM),X,2(MIMO),=201.6M,时域上，每个1ms子帧，分为若干个符号（Symbols），符号之间有保护间隔CP，每个子帧中符号个数根据符号之间的保护间隔CP决定：常规CP时1ms有14个符号，扩展CP时1ms有12个符号。,TDD-LTE帧结构：每个10ms无线帧，分为2个长度为5ms的半帧每个半帧由8个长度为0.5ms的时隙和3个特殊区域DwPTS,GP,UpPTS组成(“8+3方案”,转换周期为5MS,如果转换周期为10MS，一个无线帧只有一个特殊子帧)DwPTS,GP和UpPTS的总长度等于1ms，其中DwPTS和UpPTS的长度可配置,理论速率计算-子帧配比,子帧配置：决定传输下行数据的子帧数特殊子帧配置：决定了特殊子帧是否可以传输下行数据当DWPTS符号数为9或以上时（即特殊子帧配置为7），特殊子帧是可以传输数据的特殊子帧如果用于传输数据，吞吐量是正常下行子帧的0.75倍；如果丢失此0.75倍传输机会，则损失的吞吐量为0.75/3.75=20%（0.75/2.75=27%)TD-S为4:2的配置，若不改变现网配置，TD-LTE在需要和TD-S邻频共存的场景下，时隙配比只能为3:1+3:9:2,-5-,TBSize,一个子帧上一个码流上的数据块大小，由占用的PRB数量和MCS共同决定双流时，需要查表得到双流时的TBSize，不一定是单流TBSize的2倍UE能力等级：CAT3损失的吞吐量：1-102048/149776=31.9%,理论速率计算-TBSize,20M带宽，RB满调度，子帧配置为2:2或1:3，特殊子帧可用于传输下行数据时，理论速率如右表所示。MCS为10、15、20时理论速率分别为23M、46M、70M。,常用配置下的最高理论速率,20M带宽，RB满调度，双天线端口、选择最高阶的MCS28，且不考虑信道开销的情况下，计算得到的理论峰值速率见下表：,与速率相关的参数,速率相关参数,1.无线参数RSRPRSSIRSRQSINR,2.终端反馈参数CQIRI,3.HARQ参数BLERACKNACK,4.资源调度参数：RBMCSTBSize单双流,5.功率参数：RS功率PaPb,RSRP（ReferenceSignalReceivingPower）：指在测量带宽内承载cell-specificreferencesignals的所有RE上接收到的信号功率线性平均值（参见36.214）。表征导频信号的强度，而非质量。,基本无线参数-RSRP,RSRP测量的局限性目前终端对CRS-RSRP的测量，仅测量中心频率附近1.08MHz带宽（即6RB）范围内的RSRP，并非20MHz带宽内的RSRPRSRPTotal为测试终端天线R0和R1中的最大值,注意,RSSI（ReceivedSignalStrengthIndicator）：指在测量带宽内所有包含参考信号的OFDM符号上接收到的信号功率的线性平均值（参见36.214），包括本小区和同频邻小区在此位置的信号、邻道干扰、热噪声等全部信号量。,RSSI与测量带宽有关,RSSI,注意,基本无线参数-RSSI,RSRQ（ReferenceSignalReceivedQuality）：是RSRP和RSSI的比值，因为两者测量所基于的带宽可能不同，会用一个系数来调整，也就是RSRQ=N*RSRP/RSSI其中，N为RSSI测量带宽内的RB数RSRQ的分母是接收带宽上的总功率，分子是接收带宽上的参考信号功率，一定程度上可以认为反映了信道质量。但是分母RSSI既包含RS的功率，又包含PDSCH的RE的功率，所以事实上RSRQ并不能准确无误的指示RS的信号质量。,一定程度上反映信道质量邻区测量（切换）,在小区选择或重选时，通常使用RSRP就可以了，在切换时通常需要综合比较RSRP与RSRQ，如果仅比较RSRP可能导致频繁切换，如果仅比较RSRQ虽然减少切换频率但可能导致掉话，当然在切换时具体如何使用这两个参数是eNB实现问题,作用,注意,基本无线参数-RSRQ,RS-SINR：真正的RS信号质量RSRPRS-SINR=-RS-RSSI-RSRP,因为RS-SINR没有在3GPP进行标准化，所以目前仅在外场测试中不同厂家在实现中可能会有一定偏差,用于确定等效的SNR阈值，从而确定CQI因为RS在所有RE资源中均匀分布，所以RS-SINR一定程度上可以表征PDSCH（业务信道）信号质量,作用,注意,基本无线参数-SINR,CQI（ChannelQualityIndication）：信道质量指示。指满足某种性能（10%的BLER）时对应的信道质量(包括当前的调制方式，编码速率及效率等信息)，CQI索引越大，编码效率越高。引入原因：eNodeB要决定编码方式，而作为发射端，eNodeB并不清楚信道条件如何，就需要UE来反馈这个信道质量，协议把这个信道质量量化成015的序列（4bit数来承载），并定义为CQICQI的计算：测量CRS-SINR确定等效SNR阈值（BLER=10%）（小于或等于SINR的最大SNR阈值）查表找到对应的CQI不同设备厂家算法可能不同CQI的作用：表征下行信道质量用于确定MCS在PUCCH上发送，如果有上行业务，在PUSCH上发送,终端反馈参数CQI（1/2）,终端反馈参数CQI（2/2）,UE量化信道质量为4bit的数015，并通过CQI上报给eNodeB，如下表:,efficency是频谱利用效率，是给出来的不是算出来的。比如一个RE能承载的信息为5.554，其余为Turbo冗余比特（使用64QAM，每个RE的信道比特或者说物理比特为6），这样就是efficency=5.554。这个值通常是仿真或试验出来的。,CQI与MCS对应算法各厂家实现不一样，我们是根据下表，通过CQI确定MCS，根据MCS查上表确定调制方式和TBSize，就得到发送速率。,RI（RankIndication）：RANK为MIMO方案中天线矩阵中的秩，表示N个并行的有效的数据流。由UE计算并反馈给eNodeB，但是基站用RI仅作为选择Codeword的一个参考，实际选择的Codeword值要还考虑其它因素。RI作用：决定Codeword数的条件之一在PUCCH上发送，如果有上行业务，在PUSCH上发送,终端反馈参数-RI,PDSCHBLER（BlockErrorRate）：即误块率，错误的传输块在所有发送的传输块中所占的百分比（只能计算成功解码PDCCH后的PDSCH）。ACK与NACK：发送端根据数据块计算出一个CRC，并随着该数据块一起发送到接收端。接收端根据收到的数据计算出一个CRC，并与接收到的CRC进行比较，如果二者相等，接收端就认为成功地收到了正确的数据，并向发送端回复一个“ACK”；如果二者不相等，接收端就认为收到了错误的数据，并向发送端回复一个“NACK”，以要求发送端重传该块。,HARQ参数-BLER/ACK/NACK,作用,表征数据传输的准确性也可以反映信道质量,UE下行传输所需PRB资源由业务速率和频谱效率共同决定：其中，TrafficRate为业务速率，与UE能力等级，网络侧的调度优先级及调度策略等因素有关FrequencyEfficiency，频谱效率，由CQI决定,资源调度参数-PRB,作用,表征下行频域资源分配的饱和度,注意,下行时域资源分配的饱和度可由DLGrantNum表征,MCS（ModulationandCodingScheme）：UE上报的CQI只有015，因此还需要某种算法来将CQI映射为MCS（028），即4bit映射为5bit，这个映射算法由设备厂商提供，不同设备厂商可能不同决定有效传输的数据量影响终端解码成功率,资源调度参数-MCS,作用,TBSize大小由和决定（参见36.213）其中表示传输所需的PRB资源，20M带宽对应的=100TBSize与UE能力等级有关双流时的TBSize不一定是单流的2倍需要查表得到，参见36.213,资源调度参数-TBSize,作用,直接决定了速率的大小,单双流由Codeword=1or2决定仅体现在物理层Layer1单双流切换算法相关的参数：TM模式频谱效率RICounterBLER,资源调度参数-单双流,基站的发射功率会平均到每个子载波上，因此，每个子载波的发射功率受系统带宽的影响。同样发射功率下，带宽越大，每个子载波的功率越小。LTE的功率一般通过RS功率，PA，PB三个参数进行调整。RS功率：表示为一个导频子载波（RE）上的功率，该参数由网络场景、小区半径以及规划的覆盖率共同决定。默认取值对应基站单天线最大功率平摊到每一个RE上。其它信道的功率是通过配置与参考信号的偏移进行设置,功率参数-RS功率,作用,LTE中的基准功率,Pa：TypeA符号的发射功率。功率分配时