TDD物理层峰值理论速率的计算专题

1、精选优质文档-倾情为你奉上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

2、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

3、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）1.435101520RB资源带宽（KHz）180180180180180180无线资源数目612255075100（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

4、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

5、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=，（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*1

6、2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R

7、E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-288-144-144-11200-15976=97048速率=RE*6*0.*2=97048*6*0.*2/0.01=107.81Mbps（RE数*64QAM即2的6次方*编码效率*2个半帧/10ms）所以计算得出理论速率为107.81Mbps，就是大家常说的100Mbps的由来。编码效率根据不同的CQI值而取，同时与各厂家设计有偏差，如下图（5、6）： （图5） （图6）同时，终端的能力也对业务速率有一定的影响，如下图：（图7）现阶段我们常用的海思与创毅终端都是CAT3模式，即最大支持1

8、02.048Mbps。三、下行实际信道资源计算实际中，TD-LTE网络在实际中的下行速率是终端根据无线环境的变化而改变的。终端根据业务速率和频谱效率决定下行传输所需PRB资源，同时，终端会周期与非周期的反馈CQI（如图5），由SINR与调制方式的映射关系可以确定终端传输所采用的调制方式，然后通过附表1的映射表可以得到IMCS和ITBS的取值范围，再通过传输块长度表附表2可以确定TBS，由TBS和NPRB确定ITBS ，最终确定IMCS。因此我们可以通过对应的TBS计算出下行的峰值速率。如下图：（图8） 其中下行最大TBS是映射到两层空分复用时传输块的大小，由附表2取得一层最大TBS：75376

9、对应于附表3为。对于，TBS由附表1中的(,)决定。对于，由附表1中(,) 决定的基线TBS_L1，按照表附表3中的映射规则转换到TBS_L2，TBS由TBS_L2给出。 对比TBS计算的结果，已经和帧结构计算的结果相差不大，方便于平时的计算。附表1Table 8.6.1-1: Modulation, TBS index and redundancy version table for PUSCHMCS 序号调制顺序TBS 序号冗余版本rvidx020012102220323042405250626072708280929010210011410012411013412014413015414

10、016415017416018417019418020419021619022620023621024622025623026624027625028626029保留1302313附表2Table 7.1.7.2.1-1: Transport block size table (dimension 27×110)123456789100163256881201521762082242561245688144176208224256328344232721441762082562963283764243401041762082563283924405045684561202082563

11、284084885526326965721442243284245046006807768726328176256392504600712808936103271042243284725847128409681096122481202563925366808089681096125613849136296456616776936109612561416154410144328504680872103212241384154417361117637658477610001192138416081800202412208440680904112813521608180020242280132244

12、887441000125615441800202422802536142565528401128141617361992228026002856152806009041224154418002152247227283112163286329681288160819282280260029843240173366961064141618002152253628563240362418376776116015441992234427923112362440081940884012881736215226002984349638804264204409041384186423442792324037

13、524136458421488100014801992247229843496400845844968225201064160821522664324037524264477653522355211281736228028563496400845845160573624584119218002408298436244264496855445992256161256186425363112375243925160573662002671214802216298437524392516059926712748011121314151617181920028832834437639242445648

14、850453613764244564885205686006326807122472520568616648696744776840872361668074480887290496810321096116047768409041000106411281192128813521416596810321128122413201384148015441672173661128122413521480154416721736186419922088713201480160816721800192820882216234424728154416721800192820882216234425362664

15、279291736186420242216234425362664285629843112101928208822802472266427922984311233683496112216240826002792298432403496362438804008122472272829843240336836243880413643924584132856311233683624388041364392458449685160143112349637524008426445844968516055445736153368362440084264458449685160554457366200163

16、624388042644584496851605544599262006456174008439247765160535257366200645667127224184392477651605544599262006712722474807992194776516055445992645669687224773682488504205160554459926456696874807992824887609144215544599264566968748079928504914495289912225992645669687480799285049144952810296106802362006

17、968748079928504914499121029611064114482467127224799285049144991210296110641144812216256968748082488760952810296106801144812216125762682488760952810296110641183212576135361411214688212223242526272829300568600616648680712744776776808174477680887290493696810001032106429369681000106410961160119212561288

18、132031224125613201384141614801544160816721736414801544160817361800186419281992208821525186419282024208822162280234424722536266462216228024082472260027282792298429843112725362664279229843112324033683368349636248298431123240336834963624375238804008426493368349636243752400841364264439245844776103752388

19、040084264439245844776496851605352114264439245844776496853525544573659925992124776496853525544573659926200645667126712135352573659926200645667126968722474807736145992620064566968722474807736799282488504156456671269687224773679928248850487609144166712722474807736799285048760914495289912177480799282488

20、760914495289912102961029610680188248876091449528991210296106801106411448118321991449528991210296106801106411448122161257612960209912102961068011064114481221612576129601353614112211068011064114481221612576129601353614112146881526422114481183212576129601353614112146881526415840164162312216125761296013

21、536141121468815264158401641616992241296013536141121468815264158401641616992175681833625135361411214688152641584016416169921756818336190802615264164161699217568183361908019848206162138422152313233343536373839400840872904936968100010321032106410961112811601192122412561288135213841416141621384141614801

22、544154416081672167217361800318001864192819922024208821522216228023444221622802344240824722600266427282792285652728279228562984311231123240336834963496632403368349634963624375238804008413641367375238804008413642644392458445844776496884392458445844776496849685160535255445544949685160516053525544573657

23、365992620062001055445736573659926200620064566712671269681162006456671269686968722474807736773679921269687224748077367992824885048760876091441379928248850487609144914495289912991210296148760914495289912991210296106801106411064114481595289912102961029610680110641144811832118321221616991210296106801106

24、411448118321221612216125761296017110641144811832122161257612960135361353614112146881812216125761296013536141121411214688152641526415840191353613536141121468815264152641584016416169921699220146881468815264158401641616992169921756818336183362115840158401641616992175681833618336190801984819848221699216

25、992175681833619080190801984820616213842138423175681833619080198481984820616213842215222152229202419080198481984820616213842215222920229202368824496251984820616206162138422152229202368824496244962545626229202368824496254562545626416273762833629296292964142434445464748495001128116011921224125612561288

26、132013521384114801544154416081608167217361736180018002180018641928199220242088208821522216221632408247225362536260026642728279228562856429842984311231123240324033683496349636245362437523752388040084008413642644392439264264439245844584477647764968496851605160749685160535253525544573657365992599262008

27、573659925992620062006456645667126968696896456671267126968696872247480748077367992107224748074807736799279928248850485048760118248850487608760914491449528952899129912129528952899129912102961068010680110641106411448131068010680110641144811448118321221612216125761296014118321221612216125761296012960135

28、361353614112141121512576129601296013536135361411214688146881526415264161353613536141121411214688146881526415840158401641617146881526415264158401641616416169921756817568183361816416164161699217568175681833618336190801908019848191756818336183361908019080198482061620616213842138420190801984819848206162

29、061621384221522215222920229202120616213842138422152229202292023688244962449625456222215222920229202368824496244962545625456264162737623236882449624496254562545626416273762737628336283362425456254562641626416273762833628336292962929630576252641626416273762833628336292962929630576317043170426305763057

30、631704328563285634008351603516036696366965152535455565758596001416141614801480154415441608160816081672118641864192819921992202420882088215221522228023442344240824722536253626002664266432984298431123112324032403368336834963496436243752375238804008400841364136426442645458445844776477647764968496851605

31、160535265352535255445736573659925992599262006200762006456645667126712671269686968722472248722472247480748077367736799279928248850497992824882488504876087609144914491449528109144914491449528952899129912102961029610680111029610680106801106411064114481144811832118321221612118321183212216122161257612576

32、129601296013536135361312960135361353614112141121468814688146881526415264141468814688152641526415840158401641616416169921699215158401584016416164161699216992175681756818336183361616416169921699217568175681833618336190801908019848171833619080190801984819848206162061620616213842138418198482061621384213

33、842215222152229202292023688236881922152221522292022920236882449624496254562545625456202368824496244962545625456264162641627376273762833621254562641626416273762737628336283362929629296305762227376283362833629296292963057630576317043170432856232929629296305763057631704317043285632856340083400824317043

34、170432856328563400834008351603516036696366962532856328563400834008351603516036696366963788837888263788837888392324057640576405764236842368438164381661626364656667686970016721736173618001800180018641864192819281221622802280234423442408247224722536253622728279228562856285629842984311231123112336243624

35、362437523752388038804008400841364439243924584458445844776477649684968496855352554455445736573657365992599259926200664566456645667126712696869686968722472247748074807736773679927992824882488504850488504876087609144914491449528952895289912995289912991210296102961029610680106801106411064101068011064110

36、641144811448114481183211832122161221611122161257612576129601296013536135361353614112141121214112141121411214688146881526415264152641584015840131584015840164161641616992169921699217568175681833614175681756818336183361833619080190801984819848198481518336190801908019848198482061620616206162138421384161

37、984819848206162061621384213842215222152221522292017221522215222920229202368823688244962449624496254561824496244962449625456254562641626416273762737627376192641626416273762737628336283362929629296292963057620283362929629296292963057630576317043170431704328562130576317043170431704328563285634008340083

38、516035160223285634008340083400835160351603669636696366963788823351603516036696366963788837888378883923239232405762436696378883788839232392324057640576423684236842368253923239232405764057640576423684236843816438164381626453524535246888468884893648936489365102451024527527172737475767778798001992199220

39、242088208820882152215222162216126002600266427282728279227922856285628562324032403240336833683368349634963496362434136426442644392439243924584458445844776451605160516053525352554455445544573657365620062006456645667126712671269686968696867480748077367736773679927992824882488248787608760876091449144914

40、495289528952899128991299121029610296106801068010680110641106411064911064114481144811832118321183212216122161257612576101257612576129601296012960135361353613536141121411211141121468814688146881526415264158401584015840164161216416164161641616992169921756817568175681833618336131833618336190801908019080

41、1984819848198482061620616142061620616206162138421384221522215222152229202292015221522215222152229202292023688236882368824496244961622920236882368824496244962449625456254562545626416172545626416264162641627376273762737628336283362929618283362833629296292962929630576305763057631704317041930576305763170431704328563285632856340083400834008203285634008340083400835160351603516036696366963669621351603669636696366963788837888392323923239232405762237888392323923240576405764057642368423684236843816234057640576423684236843816438164381645352453524535224438164381645352453524535246888468884