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第一步:计算下行子帧中的PRB数目
Ø 根据带宽得出RB数
Ø 根据上下行配置得出下行子帧数
第二步:计算每个下行子帧的总RE数
Ø 子帧的总RE数=PRB*每个PRB的子载波数*每个子帧的OFDM符号数
Ø 根据特殊子帧配置得出特殊子帧的可用OFDM符号数
第三步:扣除公共信道/信令开销
Ø 根据CFI配置得出PDCCH开销
Ø 减去公共信道/信令开销:CRS, UERS,PDCCH,PBCH, PSS, SSS。得出每个子帧最大可用RE数
这些开销中,PBCH,SSS,PSS是固定的;其它的开销要考虑具体的参数设置,比如PDCCH符号数,PUCCH/PRACH占用的RB个数,特殊子帧配比,CRS映射到2端口还是4端口等。
第四步:计算每个子帧可携带的physical bits数
Ø 物理比特=RE数*调制阶数
Modulation Order就是调制阶数,2是QPSK,4是16QAM,6是64QAM。
MCS(Modulation and Coding Scheme):调制与编码策略,是HARQ在运行中,所需要的控制参数。其中值得注意的是,重传时TB 大小是不变的,因此没有必要在重传的DCI(Downlink Control Information即下行控制信息)中指示新的TB 大小,但必须保证初传的DCI是正确接收的。TB大小是通过MCS index指定的,MCS index有5 bit,但只使用29种组合(0~28),剩余的3种组合(29~31)是预留的,且这3种组合只用于重传。MCS在0-9对应的是QPSK,在10-16对应的是16QAM,在17-28对应的是64QAM。
LTE中速率的配置通过MCS(Modulation and Coding Scheme,调制与编码策略)索引值实现。MCS将所关注的影响通讯速率的因素作为表的列,将MCS索引作为行,形成一张速率表。所以,每一个MCS索引其实对应了一组参数下的物理传输速率。
第五步:选择合适的TBS
Ø 根据ITBS表用PRB数和MCS选择TBS(用最大MCS指示作为初始值)
Ø 如果TBS超出了UE能力或是信道编码速率>0.93, MCS指示降阶重复上一步骤,直到符合标准
1、有效的信道编码速率定义是下行信息的比特数(包括CRC bits)除以PDSCH上的物理比特数;
2、如果信道的编码速率超过0.93,UE可以忽略这个TB的解码。
依据可用的RB数选择满足CR(码率)不超过0.93的最大的TBS,CR = (TBS+CRC)/可携带比特数;如果CR超过0.93,MCS就要降阶。根据协议,PHY层会把超过6144bits的TBS进行分块,给每块加上24bits的CRC,最后整个TBS还要加上一个TB CRC。
p TB Size, 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
ü 与CR(码率)有关;如果CR超过0.93,MCS就要降阶。
ü 双流时,需要查表得到双流时的TB Size,不一定是单流TB Size的2倍
第六步:计算峰值速率
Ø 一个无线帧(10ms)上的所有下行子帧的TBS的和,乘以100,就得出了峰值速率
计算出每个子帧选择的TBS后,根据帧配比和特殊子帧配比累加各个子帧的TBS+CRC,如果是双码字还要乘以2,从而计算出最终PHY层吞吐量。
举例
下面以20M带宽【100RB】,2port,子帧配比2,特殊子帧配比7/5,PDCCH符号1为例进行计算, 1个无线帧中可用于下行数传的子帧有:0、1、3、4、5、6、8、9;(特殊配比为7)【1个无线帧中可用于下行数传的子帧有:0、3、4、5、8、9;(特殊配比为5)】
l 理论上每TTI内可用的资源块大小
子帧0可用资源:12*14*100【总RE】 – (12*1*100)【PDCCH】-(12*100)【CRS】-(12*3+8)*6【PBCH】-12*6【SSS】=14064
子帧1可用资源:12*10*100【总RE】 – (12*1*100)【PDCCH】-(8*100)【CRS】-12*6【PSS】=9928
子帧3可用资源:12*14*100【总RE】 – (12*1*100)【PDCCH】-(12*1*100)【CRS】=14400
子帧4可用资源:12*14*100【总RE】 – (12*1*100)【PDCCH】-(12*1*100)【CRS】=14400
子帧5、子帧6、子帧8、子帧9的计算方式分别等同于子帧0、子帧1、子帧3、子帧4 【子帧配比为2,上下行转换周期为5ms,一个无线帧内的2个半帧是对称的】
RE(Resource Element):频率上一个子载波及时域上一个symbol,称为一个RE。一个符号的数据承载能力就取决于调制方式,分别为2/4/6个bit(对应QPSK,16QAM,64QAM)。
对应承载的Bit数为:
子帧0:14064×6=84384;
子帧1:9928×6=59568;
子帧3:14400×6=86400;
子帧4:14400×6=86400;
【Case1】:Cat3能力等级的终端
CAT3 UE支持的最大处理能力为双流共计102048,单流每TTI可传输的单个下行子帧的最大资源块大小为102048/2 = 51024bits;【参见第终端等级能力的表】
实际上每TTI内可传输的最大资源块大小
1)子帧0:51024 + [取整数(51024/6144 )+ 1]*24+24 = 51264;
(子帧0最大能承载的bit数为84384,查询协议36.213,100个RB,MCS=28对应的TBS为75376,虽然计算出来的CR<0.93,但是大于单流UE的最大传输能力,故要降阶MCS=23,对于的TBS=51024)
2)子帧1:46888 + [取整数(46888/6144 )+ 1]*24+24 = 47104;
(特殊子帧查表的RB数是分配RB数的75%,即RB=75,以对应特殊子帧可用RE数的减少。利用RB=75查表,MCS=28对应的TBS为55056,虽然计算出的CR < 0.93,但由于大于单流的UE最大传输比特数的能力,故降阶选择MCS=27,对应TBS=46888)。
3)子帧3:51024 + [取整数(51024/6144 )+ 1]*24+24 = 51264;
3)子帧4:51024 + [取整数(51024/6144 )+ 1]*24+24 = 51264;
码率CR
1)子帧0:51264/84384=0.608 < 0.93门限;
2)子帧1:47104/59568=0.79 < 0.93门限;
3)子帧3:51264/86400=0.59 < 0.93门限;
3)子帧4:51264/86400=0.59 < 0.93门限;
(若码率大于0.93,则需要降低MCS,直到等效码率小于0.93为止。协议要求如果码率大于0.93,则初次传输不解码,直接恢复NACK,进行重传。这就降低了峰值速率,因此计算峰值速率时要求码率小于0.93)。
吞吐量的计算
ü 在子帧配比为2,特殊子帧配比为7,每1s可调度600个下行子帧和200个特殊子帧,所以该条件下单用户物理层理论最高吞量为:
Throughput = [51024 *600 + 46888 *200] * 2 /1000000= 79.984 Mbps
ü 在子帧配比为2,特殊子帧配比为5,每1s可调度600个下行子帧,所以该条件下单用户物理层理论最高吞量为:
Throughput = 51024 *600 * 2 /1000000= 61.2288 Mbps
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