TD-LTE系统容量性能研究报告

1、大唐移动通信设备有限公司 TD-LTE系统容量性能研究报告 DTM0.307.A11SJTD-LTE系统容量性能研究报告项目名称LTE产品支持项目文档编号DTM0.307.A11SJ版 本 号1.0.0作 者常战非 方昀 张冬英 版权所有大唐移动通信设备有限公司本资料及其包含的所有内容为大唐移动通信设备有限公司(大唐移动)所有,受中国法律及适用之国际公约中有关著作权法律的保护。未经大唐移动书面授权，任何人不得以任何形式复制、传播、散布、改动或以其它方式使用本资料的部分或全部内容，违者将被依法追究责任。文档更新记录日期更新人版本备注2009-3-15常战非V0.1.0创建提纲2009-7-01常

2、战非V0.1.0初稿2009-7-21常战非V1.0.0添加传输模式仿真结果及分析2009-7-27常战非V1.0.1根据评审意见进行修改:1) 补充峰值速率定义，注明TD-LTE峰值速率及瞬时峰值速率，不考虑时间比例。2) 根据协议TS36.213(860)对传输模式阐述的更新，主要改动：模式3 开环SDM改为大时延CDD，模式6闭环秩1预编码改为单层闭环空间复用3) 添加4.2节PDCCH可支持的同时调度用户数的计算4) 增加遗留问题章节，评审中关于仿真结果的疑问均在其中加以说明，以待进一步确认：1、模式3中秩1开环SDM；2、模式4中单双流自适应预编码方式比较其它不同ISD的扇区吞吐量和

3、边缘吞吐量，确认趋势是否与其他公司结果一致，并分析原因（可能的原因：MCL带来的影响，ISD越小，接收功率受限）。随着isd的变化，4×2的边缘与2×2的边缘趋势不一致。3、模式7中，不同极化方式间进行比较时，纯单流和纯双流的趋势不一致5) 下一步工作计划中考虑加入上行的容量分析。6) 注明传输模式仿真结果仅是现阶段的一些仿真结果，一些仿真结果的对比分析和变化趋势有待进一步的确认，仅供参考。 第 40 页 共 48 页目 录1引言31.1编写目的31.2预期读者和阅读建议31.3文档约定31.4参考资料31.5缩写术语32概述63容量特性指标定义13.1计算类指标13.1.

4、1峰值速率13.2仿真类指标13.2.1用户面容量指标13.2.2控制面容量指标24容量特性指标的理论计算44.1峰值速率计算44.1.1LTE系统峰值速率计算工具44.1.2LTE系统峰值速率计算公式44.1.3LTE系统峰值速率计算结果74.2PDCCH可支持的最大同时调度用户数计算104.2.1PDCCH承载能力分析104.2.2可承载的PDCCH数目计算125容量特性指标的仿真155.1传输模式概述155.1.1单端口，AP0（Single-antenna port，AP0）155.1.2传输分集（Transmit diversity）165.1.3大时延CDD（Large delay

5、 CDD）165.1.4闭环空间复用（Close-loop spatial multiplexing）165.1.5多用户MIMO（Multi-user MIMO）175.1.6单层闭环空间复用175.1.7单端口，AP5（Single-antenna port, AP5）175.2仿真结果分析175.2.1模式1 单端口185.2.2模式2传输分集（SFBC）185.2.3模式3 大时延CDD185.2.4模式4 闭环空间复用195.2.5模式5 多用户MIMO225.2.6模式6 单层闭环空间复用225.2.7模式7 波束赋形235.2.8模式间的仿真结果对比256影响容量的主要因素276

6、.1信道带宽276.2基站功率276.3频率复用系数286.4MIMO技术286.5调度算法286.5.1信令开销286.5.2资源分配方式296.6功率控制297容量改善措施317.1增加基站天线数目317.2小区间干扰协调328容量规划方法和扩容手段338.1容量规划方法338.2扩容手段339下一步工作计划3410遗留问题3511附录3711.1传输模式仿真参数列表371 引言1.1 编写目的 本文档对TD-LTE系统容量性能进行研究，主要包括TD-LTE容量指标的定义、TD-LTE系统峰值速率的计算、不同传输模式的系统评估、影响容量的因素以及容量规划方法和扩容方案的一些研究成果。1.2

7、 预期读者和阅读建议本报告的预期读者为：LTE组网与性能研究人员、LTE产品设计人员、外场测试人员以及LTE网规网优人员。1.3 文档约定本文档采用Word 2003书写，一级标题采用宋体小四号加粗字体书写，其它标题采用宋体五号加粗字体书写，正文采用宋体五号字体书写。1.4 参考资料1 3GPP TR 25.912 v8.0.0.Feasibility study for evolved Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) and Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) (Releas

8、e 8)2 3GPP TR 25.913 v8.0.0. Requirements for Evolved UTRA (E-UTRA) and Evolved UTRAN (E-UTRAN)(Release 8)3 3GPP TS 36.201 v8.5.0. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); LTE Physical Layer-General Description (Release 8)4 3GPP TS 36.211 v8.5.0. Evolved Universal Terrestrial Radio Acces

9、s (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)5 3GPP TS 36.212 v8.5.0. Evolved Universal Terrestrial Radio Acces(E-UTRA); Multiplexing and Channel Coding (Release 8)6 3GPP TS 36.213 v8.5.0. Evolved Universal Terrestrial Radio Acces(E-UTRA); Physical layer procedures (Release 8)7 3GPP TS 36

10、.331: “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio resource control” V8.2.0. (Release 8)8 LTE功率控制算法设计报告V1.0.0 大唐移动公司内部资料.9 LTE多天线技术研究报告V1.0.0 大唐移动公司内部资料.10 LTE调度算法设计报告V1.0.0 大唐移动公司内部资料11 LTE干扰协调算法设计报告V1.0.0 大唐移动公司内部资料.1.5 缩写术语TD-LTETime Division-Long Term EvolutionTD长期演进TDDTime Divisi

11、on Duplex时分双工MIMOMultiple Input Multiple Output多输入多输出OFDMAOrthogonal Frequency Division Multiplexing Access正交频分多址复用RBResource Block资源块PRBPhysical Resource Block物理资源块VRBVirtual Resource Block虚拟资源块CCEControl Channel Element控制信道承载资源BCCHBroadcast Control Channel广播控制信道P/S-SCHPrimary/Secondary Synchronous

12、 CHannel主/辅同步信道PDSCHPhysical Downlink Shared CHannel物理下行共享信道PDCCHPhysical Downlink Control CHannel物理下行控制信道PBCHPhysical Broadcast Channel物理广播信道PCFICHPhysical Control Format Indicator CHannel物理控制格式指示信道PHICHPhysical HARQ Indicator CHannel物理HARQ指示信道PUSCHPhysical Uplink Shared CHannel物理上行共享信道PUCCHPhysica

13、l Uplink Control CHannel物理上行控制信道PRACHPhysical Random Access Channel物理随机接入信道RSReference Signal参考信号CRSCell-specific Reference Signals小区专用参考信号DMRSDemodulation Reference Signal解调参考信号SRSSounding Reference Signal探测参考信号PBCHPhysical Broadcast Channel物理广播信道RACHRandom Access Channel随机接入信道PSSPrimary Synchroniz

14、ation Signal主同步信号SSSecondry Synchronization Signal辅同步信号AMCAdaptive Modulation Coding自适应调制编码AWGNAdditive White Gaussian Noise加性高斯白噪声CQIChannel Quality Indicator信道质量指示IoTInterference over Thermonoise干扰相对噪声的提升CPCyclic prefix循环前缀QAMQuadrature Amplitude Modulation正交调幅QPSKQuadrature Phase Shift Keying 四相相

15、移键控SNRSignal to Noise Ratio信噪比SINRSignal to Interference plus Noise Ratio信干噪比SIRSignal to Interference Ratio信扰比EPREEnergy per Resource Element每资源单元能量DwPTSDownlink pilot Channel下行导频信道UpPTSUpnlink pilot Channel上行导频信道GPGeneral Protection一般性保护ISDInter Site Distance站址间距FPCForward Power Control前向功率控制SFBCS

16、pace Frequency Block Code空频块码SDMSpace Division Multiplexing空分复用ICICInter-cell Interference Coordination小区间干扰协调IRCInterference Rejection Combining干扰抑制合并2 概述与2G、3G等移动通信系统相比，TD-LTE系统支持更大的系统带宽，结合OFDM、MIMO等关键技术的使用，给TD-LTE系统的容量特性带来很多新的变化，其表现为：1）可以显著提高峰值速率，达到上行50Mbps，下行100Mbps2） 能够显著提高上下行用户吞吐量，达到：下行每MHz平均用

17、户吞吐量达到R6 HSDPA的3-4倍，边缘用户吞吐量达到R6 HSDPA的2-3倍；上行每MHz平均用户吞吐量达到R6 HSUPA的2-3倍，边缘用户吞吐量达到R6 HSUPA的2-3倍。3) 显著提高频谱效率，达到：在一个有效负载网络，LTE系统下行平均频谱效率为R6 HSDPA的3 4倍，对应天线基本配置：R6 HSDPA-1×1，LTE-2×2；在一个有效负载网络，LTE系统上行平均频谱效率为R6 Enhanced Uplink的23倍，对应天线基本配置：R6 Enhanced Uplink 1×2，LTE-1×2。本报告采用理论分析和性能仿真相

18、结合的方式，重点在于对多天线不同传输模式的仿真结果进行详细的评估，同时给出TD-LTE相关容量指标的定义、分析和计算、TD-LTE容量影响因素分析、容量改善措施以及容量规划的方法和扩容手段等内容，为TD-LTE的容量性能研究和网络建设和规划等提供参考。本报告主要包括以下几方面内容：TD-LTE容量指标定义和分析、容量指标计算、容量指标仿真评估、影响容量的主要因素分析、容量规划方法和扩容手段等几部分内容。3 容量特性指标定义3.1 计算类指标3.1.1 峰值速率TD-LTE系统理论峰值速率 （Peak Data Rate，PDR）是指移动通信系统根据已有的系统规范，空口最大可发送的速率极限。这部

19、分数据是指经过物理层的编码和交织处理后，由空口实际承载并传送的数据部分的速率。理论峰值速率体现了LTE系统空口承载数据的能力。 LTE对上行和下行峰值频谱效率的设计需求为2.5bps/Hz和5bps/Hz，对应20MHz带宽，速率的要求分别为50Mbps和100Mbps。其中下行使用双流传输，上行使用单流传输。 峰值速率 = 系统带宽内单个子帧（上行子帧or下行子帧）包含的用作数据传输的RE个数×每帧包含的子帧个数×调制秩序×最大编码速率×最大支持的传输码字个数×1秒内的帧数目。 需要注意的是：TD-LTE系统峰值速率即瞬时峰值速率，不考虑上下

20、行子帧配置且不考虑特殊子帧，所有子帧全上行或全下行，而根据实际的上下行子帧配置06计算出的峰值速率结果，则体现了该上下行子帧配置下单用户能够获得的最大速率。3.2 仿真类指标3.2.1 用户面容量指标3.2.1.1 小区平均吞吐量 小区平均吞吐量=所有扇区内所有用户总的吞吐量/.小区数目 小区平均吞吐量为小区有效传输的数据速率，根据统计点的不同，可以分为应用层吞吐量，RLC层吞吐量，MAC层吞吐量以及物理层吞吐量。 各层吞吐量指的都是各层对应的服务速率，不包括本层的重传和开销。具体如下：应用层吞吐量为系统最后有效的吞吐量，相对于RLC层吞吐量，去掉了TCP/IP等非接入层重传的数据包以及必要的

21、包头和处理开销；RLC层吞吐量相对于MAC层吞吐量，去掉了RLC层重传的数据包和RLC层的头开销；MAC层吞吐量相对于物理层吞吐量，去掉了MAC层重传的数据包和必要的MAC层的开销以及CRC校验等。3.2.1.2 小区边缘用户吞吐量小区边缘用户吞吐量是将小区内所有用户吞吐量按照从小到大进行CDF统计，取CDF曲线5%点处对应的UE的吞吐量作为小区边缘用户吞吐量。LTE系统需求中除了对小区平均吞吐量提出了很高的要求外，尤其强调了提高小区边缘吞吐量的重要性，因为小区边缘的系统性能决定了是否可以带给用户稳定、可靠的业务感受。平均吞吐量和频谱效率的提高可以较容易地通过采用高阶天线MIMO技术和正交传输

22、技术实现，但这些改进却无助于小区边缘性能的提高，甚至于进一步提高了改进小区边缘性能的难度。因此在LTE系统中实现小区边缘吞吐量指标比实现平均吞吐量和频谱效率更具挑战性。3.2.1.3 频谱效率 频谱效率又称频带利用率，用来衡量系统频带传输的有效性。它定义为单位带宽传输频道上每秒可传输的比特数，单位是 bit/s/Hz。它是单位带宽通过的数据量的度量，对于TDD系统，该度量还单位化了实际传输时间，由此衡量一种信号传输技术对带宽资源的利用率。 对应于LTE容量指标峰值速率、小区平均吞吐量和小区边缘户吞吐量，LTE中定义的了相应的频谱效率，分别为峰值频谱效率、平均频谱效率、边缘频谱效率。 以下给出这

23、几种频谱效率的定义：1) 峰值频谱效率 由于TD-LTE帧结构的特殊性，每帧中实际用于下行或上行传输时间并不是10ms，而是根据具体的上下行子帧配置确定一个传输时间比例，则TD-LTE中峰值频谱效率可以定义为： TD-LTE系统峰值速率/（传输时间比例×系统带宽）其中 不同DL：UL配置对应的TD-LTE系统峰值速率和传输时间比例均不同，但计算出的上行峰值频谱效率或下行峰值频谱效率应该是一致的。2) 平均频谱效率实际仿真中，统计小区内单个用户的吞吐量来计算小区平均吞吐量，再进行平均频谱效率的计算，其计算公式如下所示：M个小区，共N个用户，评估带宽W，评估时长中的有效传输时间T，例如T

24、DD模式则为该方向的时间比例和评估总时长的乘积，为第i个用户在评估时间内的有效吞吐量，除去PHY和MAC层的开销。由于用户数目的多少影响调度增益，从而影响系统的频谱效率，所以在给出数值时，需要定义用户数目。用户数目建议：N/W/M = 1User/MHz/Cell。例如，系统配置10MHz带宽，建议每小区的用户数目为10。3) 边缘频谱效率 TD-LTE系统仿真中边缘频谱效率定义为： 小区边缘用户吞吐量/（传输时间比例×系统带宽）×系统仿真假设的小区平均用户数其中 系统仿真假设中一般小区平均用户数设置为10。3.2.2 控制面容量指标3.2.2.1 最大在线用户数 LTE系

25、统对RRC状态进行了简化，仅有两种状态：RRC_IDLE和RRC_CONNECTED。 当UE建立了RRC连接，就进入RRC_CONNECTED状态，否则就是RRC_IDLE状态。在RRC连接状态下，空闲没有数据传输的用户，可以采用DRX（Discontinuous Reception）技术，允许终端非连续监听控制信道，达到和idle态相似的节电效果。 LTE系统采用共享调度，不分配专用信道，同时提出了永久在线的概念。永久在线可以从两个层面理解，LTE中所指的永久在线通常是指：从核心网看，用户的IP为专用分配的，而且用户和PDN-Gateway之间的连接永远存在；从E-UTRAN侧看，在RAN

26、设备能力允许的情况下，可以支持RAN侧用户连接永久在线，也就是始终处于RRC Connected状态。 LTE中最大在线用户数即每小区所能支持的最大RRC连接用户数，体现了系统对用户数的最大容忍能力。 在不考虑硬件能力限制条件下，系统最大在线用户数目最好等于小区覆盖面积内的注册用户数目。这样，系统就完全支持在空口所有用户都是在线的，并通过DRX方式，达到节电的目的。但是，由于连接态的用户在NodeB需要占用内存资源和CPU资源，即使采用DRX方式，也需要占用必要CPU资源对用户Buffer信息等进行查询，所以连接态的用户数目很难达到所有用户在线的要求。3.2.2.2 最大激活态用户数 TD-L

27、TE中最大激活态用户数是指系统中实际接入的激活业务用户数目（处于RRC连接状态而非DRX态）。这里的激活态用户是指该UE正在进行数据传输，需要实时监听控制信道。 这个用户数目受到接纳算法的限制，接纳算法根据系统的负荷适时判断准入，实际用户数目受到业务模型的影响。 根据LTE系统需求，每小区每5MHz带宽至少支持200个Active态用户，更大的频带宽度下至少支持400个Active态用户。4 容量特性指标的理论计算4.1 峰值速率计算4.1.1 LTE系统峰值速率计算工具4.1.2 LTE系统峰值速率计算公式LTE系统峰值速率计算需要考虑到下列基本因素：1）系统带宽；2）调制方式与编码率；3）

28、天线端口数目；4）CP类型(常规，扩展)；4.1.2.1 FDD-LTE峰值速率计算公式 FDD-LTE系统采用帧结构1，每帧10个子帧同上行或下行，无特殊子帧结构，因此系统峰值计算公式相比于TDD-LTE得以简化，目前考虑的各信道开销基本一致。Ø 不考虑开销 （公式4-1） （公式4-2）其中以上公式中的参数说明和取值范围见LTE系统峰值速率计算工具中的参数说明Ø 考虑开销 （公式4-3） （公式4-4）其中以上公式中的参数说明和取值范围见LTE系统峰值速率计算工具中的参数说明4.1.2.2 TD-LTE峰值速率计算公式Ø 不考虑开销TD-LTE系统如果不考虑任

29、何开销，理论峰值速率的计算按照如下公式： （公式4-5） （公式4-6）其中 以上公式中的参数说明和取值范围见LTE系统峰值速率计算工具中的参数说明Ø 考虑开销1) 基本计算公式 （公式4-7）（公式4-8）其中以上公式中的参数说明和取值范围见LTE系统峰值速率计算工具中的参数说明2) 简化后的计算公式由于特殊子帧中的DwPTS时隙占用的符号数目不同于常规子帧包含的符号数目，因此基本计算公式中将常规子帧和特殊子帧中用于数据传输的RE资源数分开计算，公式显得比较繁琐。为简化计算公式，引入控制信道开销比和导频信号开销比的概念，先将特殊子帧按照常规子帧统一进行计算，再进行特殊子帧折算，一定

30、程度上简化了计算的过程。简化后的峰值速率计算公式如下：（公式4-9）（公式4-10）其中以上公式中的参数说明和取值范围见LTE系统峰值速率计算工具中的参数说明4.1.3 LTE系统峰值速率计算结果 为了验证LTE系统峰值速率计算结果的正确性，这里将3GPP TR25.912 1中给出的LTE系统峰值速率评估结果与LTE系统峰值速率计算工具的输出结果进行比较。4.1.3.1 FDD-LTE峰值速率计算结果 3GPP TR25.912 1中Table 13.1和Table 13.1a给出的FDD-LTE系统峰值速率评估结果：DownlinkAssumptions64 QAM, R=1Signal

31、overhead for reference signals and control channel occupying one OFDM symbolUnitMbps in 20 MHzb/s/HzRequirement1005.02x2 MIMO172.88.6 表4-1 DL Peak rates for E-UTRA FDDUplinkAssumptionsSingle TX UE, R=1Signal overhead for reference signals and control channel occupying 2RBUnitMbps in 20 MHzb/s/HzRequ

32、irement502.564QAM86.44.3 表4-2 UL Peak rates for E-UTRA FDD 比较表4-1和表4-2可以看出：表4-2中的上行峰值速率只是将计算出的下行峰值速率折半，并没有根据上行参考信号和控制信道开销进行计算。实际上上行参考信号和控制信道的开销与下行参考信号和控制信道的开销有一定的差异，并不能因为UE仅支持上行单流传输而粗略地认为上行峰值速率等于下行峰值速率的一半。 FDD-LTE系统峰值速率计算结果：系统带宽：20MHz；调制方式：64 QAM；编码速率： R=1常规CP扩展CP下行2×2不考虑开销201.6172.8考虑开销下行控制信道占

33、用1个OFDM符号小区专用参考信号172.8144上行1×2不考虑开销100.886.4考虑开销上行控制信道占用2个RB上行解调参考信84.67270.56 表4-3 FDD-LTE峰值速率计算结果 比较表4-3 和表4-1、表4-2可以看出：在考虑相同的信道开销情况下，FDD-LTE峰值计算工具计算结果和3GPP TR25.912给出的评估结果基本一致。其中下行峰值速率计算结果完全一致，上行根据参考信号和控制信道实际开销计算出的峰值速率为84.672Mbps，略小于下行峰值速率的一半。由此还可以验证计算工具的正确性。4.1.3.2 TD-LTE峰值速率计算结果 3GPP TR25.

34、912 1中Table 13.2给出的TDD-LTE系统峰值速率评估结果：DownlinkAssumptions64 QAM, R=1frame structure type 2UnitMbps in 20 MHzb/s/HzRequirement1005.02x2 MIMO in DL1427.1 表4-4 DL Peak rates for E-UTRA TDD UplinkAssumptionsSingle TX UE, 64 QAM, R=1frame structure type 2UnitMbps in 20 MHzb/s/HzRequirement502.564QAM62.73.

35、1 表4-5 UL Peak rates for E-UTRA TDD 注：以上计算结果中的开销考虑同表4-1和4-2。 TD-LTE系统峰值速率计算结果： 由于TDD系统上行和下行共享系统频段，则上行和下行峰值速率并不能同时满足。根据协议TS36.211中Table 4.2-2提供的TD-LTE上下行配置06，配置0（D:S:U=1:1:3）每10ms帧内包含的上行子帧数目最多，达到6个，配置5（D:S:U=8:1:1）每10ms帧包含的下行子帧数目最多，达到8个，因此根据配置0和5分别可以计算得到TD-LTE上行峰值速率和下行峰值速率。系统带宽：20MHz；调制方式：64 QAM；编码速率

36、： R=1；常规CP子帧配置051:1:38:1:1上行1×2不考虑开销60.4810.08考虑开销(每上行子帧控制信道占用2个RB)开销等级控制域+DMRS50.80328.4672控制域+DMRS+SRS+PRACH(0)49.57927.2432控制域+DMRS+SRS+PRACH(4)50.09767.7616下行2×2不考虑开销74.88178.56考虑开销(下行控制信道占用1个OFDM符号)开销等级控制域+CRS63.36165.6控制域+CRS+PSS+SSS+PBCH62.6976151.9776 表4-6 TD-LTE峰值速率计算结果（编码速率：R=1）

37、由表4-6可以看出： TD-LTE系统峰值速率在不考虑信道开销情况下，上行和下行峰值速率分别为60.48Mbps、178.56Mbps；实际考虑信道开销情况下，上下行峰值速率根据考虑的信道开销而定。通常情况下，下行若仅考虑控制信道和小区参考信号，实际下行峰值速率能达到165.6Mbps；上行若仅考虑控制信道和解调参考信号，实际上行峰值速率能达到50.8Mbps。系统带宽：20MHz；调制方式：64 QAM；编码速率： RDL=0.93 RUL=0.77 常规CP子帧配置051:1:38:1:1上行1×2不考虑开销46.56967.7616考虑开销(每上行子帧控制信道占用2个RB)开销

38、等级控制域+DMRS39.1184646.519744控制域+DMRS+SRS+PRACH(0)38.1759845.976432控制域+DMRS+SRS+PRACH(4)38.5751525.577264下行2×2不考虑开销69.6384166.0608考虑开销(下行控制信道占用1个OFDM符号)开销等级控制域+CRS58.9248141.9552控制域+CRS+PSS+SSS+PBCH58.308768141.339168 表4-7 TD-LTE峰值速率计算结果（编码速率：RDL=0.93 RUL=0.77） 由表4-6可以看出：由于LTE上行最大支持的编码速率为0.77，下行最

39、大支持的编码速率为0.93，则实际计算出的结果相比与编码速率为1的计算结果有一定的降低。4.1.3.3 TD-LTE瞬时峰值速率计算结果 TD-LTE瞬时峰值速率指以单个子帧为基准，各子帧配置相同，同上行或同下行，不考虑特殊子帧和编码速率下的瞬间空口速率。系统带宽：20MHz；调制方式：64 QAM；编码速率： R=1常规CP扩展CP上行不考虑开销100.886.4考虑开销开销等级控制域98.78484.672控制域+DMRS84.67270.56控制域+DMRS+SRS77.61663.504控制域+DMRS+PRACH(0)79.48866.24下行不考虑开销201.6172.8考虑开销开

40、销等级控制域187.2158.4控制域+CRS172.8144 表4-8 TD-LTE瞬时峰值速率计算结果 由表4-6可以看出：TD-LTE瞬时峰值速率计算的结果与FDD-LTE的峰值速率计算结果一致。4.2 PDCCH可支持的最大同时调度用户数计算4.2.1 PDCCH承载能力分析LTE系统下行控制信道包括：PDCCH信道、PCFICH信道、PHICH信道，其承载的具体信息如下表：信道类型承载信息PDCCH下行调度信息、上行调度信息和上行功率控制信息PHICH上行传输的H-ARQ ACK/NACK反馈信息PCFICHPDCCH占用的OFDM符号数目的指示信息 表4-9下行控制信道承载信息 L

41、TE下行控制信道（PDCCH、PCFICH、PHICH）在物理资源映射时，均映射到下行子帧的控制域，控制域的大小由时域占用的OFDM符号数和系统带宽决定。由于PCFICH所占用的资源是固定的，PHICH group个数由系统带宽和用户数决定的，在某种资源配置下，下行子帧控制域除去PCFICH和PHICH占用的资源，剩余的REG资源则分配给PDCCH。分配给PDCCH的资源大小则决定了控制域所能承载的PDCCH的数目，根据不同的PDCCH格式，可以算出控制域所能承载的最大PDCCH数目，即得到某种资源配置下PDCCH所能支持的最大调度用户数。以下介绍各控制信道的相关内容：1. PCFICHPCF

42、ICH信道用于承载1个子帧中用于PDCCH传输的OFDM符号个数的指示信息，在一个子帧中可以用于传输PDCCH的OFDM符号集合如下表：子帧可用于PDCCH传输的OFDM符号个数子帧1和6（帧结构2）1, 2MBSFN subframes on a carrier supporting both PMCH and PDSCH1, 2MBSFN subframes on a carrier not supporting PDSCH0所有其他子帧，当2, 3, 4所有其他情况1, 2, 3 表4-10 可用于PDCCH传输的OFDM符号个数PCFICH占用控制区域的第一个OFDM符号上的4个REG

43、，其资源大小是固定的。这4个REG均匀分布在系统带宽，各REG之间相差1/4带宽，第一个REG的位置取决于小区物理ID。2. PHICH PHICH信道承载上行HARQ进程的ACK/NACK。多个PHICH叠加之后可以映射到相同的资源粒子上，形成一个PHICH group，同一组中的PHICH通过不同的正交序列来区分。对于常规CP配置，一个PHICH group包括8个PHICH；对于扩展CP配置，一个PHICH group包括4个PHICH。 对于帧结构1，所有子帧中的PHICH group的个数（记为）相同，由下式决定 （4-11）其中，由高层控制，表示下行带宽支持的RB个数。对于帧结构2

44、，不同下行子帧中的PHICH group个数（记为）是不同的，这里的系数取值范围为0，1，2，不同子帧中的取值与上下行配置有关，具体如下表：上下行配置子帧号0123456789021-21-101-101-1200-1000-10310-00011400-000011500-0000010611-11-1 表4-11帧结构2中的取值同时，由PBCH指示的PHICH持续长度也限制了PCFICH所指示的用于PDCCH传输的最低的OFDM符号个数。根据协议PHICH持续长度分为2个等级：常规和扩展，其占用的符号个数如下表：PHICH持续长度非MBSFN子帧MBSFN子帧帧结构2中的子帧1和子帧6所有

45、其他情况混合载波承载MBSFN常规111扩展232 表4-12 MBSFN和非MBSFN子帧中的PHICH持续长度 另外，每个PHICH group占用3个REG，PHICH group的个数则由系统带宽和用户数决定。3. PDCCH1) PDCCH格式 物理下行控制信道承载调度分配和其他控制信息。一个物理控制信道在1个或多个控制信道粒子（Control Channel Element,CCE）上传输，其中1个CCE对应9个资源粒子组(Resource Element Group,REG)。根据一个PDCCH传输所需要的CCE个数，协议定义了4种PDCCH格式，如下表：PDCCH 格式CCEs

46、数目REG 数目PDCCH 比特数目01972121814424362883872576 表4-13 PDCCH格式 PDCCH信道承载的DCI信息根据承载信息的不同，有多种格式类型，包括格式0， 1，1A，1B，1C，1D，2，2A，3，3A。2) PDCCH的复用过程一个PDCCH是一个或者几个连续CCE的集合，一个MAC ID的DCI通过CRC添加、信道编码、速率匹配之后得到一个PDCCH，多个PDCCH再进行复用、加扰和调制等操作，最后映射到天线口的没有用于传输PCFICH和PHICH的资源粒子组REG上，具体过程见下图：图4-1 PDCCH的复用过程3) PDCCH资源映射方式 PD

47、CCH传输带宽内可以同时包含多个PDCCH，由于PDCCH格式的不同，各PDCCH占用的资源大小不一样，则PDCCH传输带宽内可以同时包含的PDCCH个数与PDCCH采用的格式也是相关的。4.2.2 可承载的PDCCH数目计算 以系统带宽20MHz（对应的可用RB数目为100），上下行子帧配置2：1：2，特殊子帧配置DwPT：GP：UpPTS=10：2：2，天线端口数为2，常规CP为例。 1）PHICH group数目计算 下面以系统带宽20MHz为例，根据公式（4-11）计算PHICH组的个数。PHICH 组个数Ng = 1/6Ng = 1/2Ng = 1Ng = 2371325 因此PHI

48、CH组个数的确定是根据系统带宽和用户数（专指上行调度用户数）来决定。 假设常规CP下由PBCH指示的取值1/6（由公式（4-11）看出系统带宽确定情况下，高层根据用户数的多少确定取值），则上下行配置2：2下各下行子帧中的PHICH group数目为（0，1）*3=（0，3），具体如下表：上下行配置各下行子帧的PHICH group数目01234567892：203-303-3 2）根据PCFICH指示的控制域占用的OFDM符号个数计算用于PDCCH传输的CCE数目 上下行配置2：2下，计算得到的下行子帧中的PHICH group数目为0或3。由于一个PHICH group占用3个REG，则下行

49、各子帧中的PHICHgroup占用的REG数目为0或9。另外，PCFICH信息占用4个REG，2天线端口下，每RB第一个符号含有2个REG，第二个和第三个符号各含有3个REG.。上下行配置2：2 子帧号0123456789各下行子帧的PHICH group数目03-303-3各下行子帧用于PDCCH传输的REG数目控制域占1个符号196187187196187187控制域占3个符号（子帧1和6控制域占用2个符号）796487787796487787各下行子帧用于PDCCH传输的CCE数目控制域占1个符号212020212020控制域占3个符号（子帧1和6控制域占用2个符号）885487885487 3）可承载的PDCCH数目 根据计算得到的分配给PDCCH的CCE数目可以分别算出可承载的不同格式的PDCCH数目。PDCCH占用的CCE数目2021548788可承载的PDCCH数目格式0：2021548788格式1：1010274344格式2：55132122格式3：2261011 最后可以计算得到，上下行子帧配置2：2下，每帧所有下行子帧