LTE学习相关笔记2014(8)

2020-04-03 12:19

计算CCE数量的公式:CCE的数量=(总RE数-参考(RS)占用RE数-PCFICH占用RE数-PHICH

占用RE数)/36。

最后,知道了CCE数据就不难算出每一个调度周期(TTI)能调度的用户数是多少,因为调度特定UE的CCE最小聚合等级是1,若以20MHz带宽,3个PDCCH符号为例,可调度84个用户(实际可调度的用户数还受其他因素影响)。但现网中PDCCH信道不仅承载用户面资源的分配与调度,控制消息也需要占用PDCCH,上面也提到了控制消息包括系统消息、寻呼消息、PRACH接入响应、上行TPC功控命令等。也就是说实际调度的用户数肯定小于84个(因控制消息的CCE聚合等级为4或者8)。

PDCCH的容量越大,实际能调度的用户数也就越多,但PDCCH属于控制信道,开销过大将影响实际用户的吞吐率,所以现网中CFI采用自适应算法,可根据需要调度用户数的多少及无线环境调整PDCCH占用符号数的多少,动态调整PDCCH容量,提升资源利用效率。

17、LTE-FDD上行峰值速率计算

LTE-FDD的上行峰值速率计算思路与下行相似,在能提供的上行可用资源的基础上,扣除控制信道的开销,计算出实际可用资源。

还是以信道带宽10MHz为例,终端不支持MIMO、采用16QAM调制方式、编码速率为1.估算下上行峰值速率。

上行总的可用资源:12*14*50*10=84000个RE。每个RE可独立承载调制符号,当采用16QAM调制时,上行总的bit数为:84000*4bits=336000bits,在编码速率为1的情况下,上行最大速率为336000/10ms(帧长)=33.6Mbps。

若以上行控制开销为23%计算,上行最终速率为33.6Mbps*(1-23%)=25.8Mbps.以上估算过程都是按照理论计算得到的。

根据估算思路还是可以写出一个简单公式:

上行峰值速率=(RB数(依信道带宽而定)*12*14*(1-控制信道开销(%))*10*调制方式效率*编码速率)/10ms

根据公式在信道带宽确定的前提下,控制信道开销是计算上行峰值速率的关键。其实上行控制的开销计算可以说简单,是因为上行信道较少(上行仅需计算DRS、PRACH、PUCCH、PUSCH/UCI的开销),但又有些难理解。首先,对于DRS的开销,可以广义的认为是1/7,开销大约在14%左右,若严格根据信道带宽、每个时隙包含的PUCCH资源块不同,计算结果也略有不同,如10MHz信道带宽,每时隙PUCCH无线块为4个(根据规范提供的公式计算得到不同带宽下的值),那么DRS的开销为13.14%;5MHz信道带宽、每时隙PUCCH无线块为2个,则DRS的开销也为13.14%,3MHz带宽时略少,为12.38%。而PUCCH的开销,如果知道每时隙PUCCH无线块,PUCCH的开销为:每时隙PUCCH无线块/信道带宽对应的无线块。如10MHz信道带宽,每时隙PUCCH无线块为4个,则PUCCH的开销为8%;5MHz信道带宽、每时隙PUCCH无线块为2个,则开销也为8%;对于PRACH信道,规范中规定PRACH占用72个子载波,也就是占用6个无线块资源,若考虑一帧中仅保留一个PRACH资源,那么10MHz信道带宽条件下,PRACH信道开销等于6/50*10=1.2%,20MHz带宽下开销为0.6%。所以上行10MHz带宽的条件下,上行控制信道总的开销大约在22.3%。

总的说来,LTE-FDD上行峰值速率计算起来比较简单,但在理解上有些模糊,尤其是根据PUCCH格式计算所占资源块数,对资源块对的理解等

18、如何计算LTE-FDD下行峰值速率

看了一些资料,发现LTE-FDD中的下行峰值速率较为好计算,也好理解,但是上行的峰值速率的计算感觉有点模糊,可能是和SC-FDMA本身的机理有关系。下面以一个简单的例子,介绍下LET-FDD下行峰值速率的计算。首先,大家知道LTE下行可以达到几百Mbps,但需要满足如信道带宽、循环前缀的类型、发射模式、PDCCH的配置等条件才能实现。

一、下行峰值速率计算

首先,以信道带宽10MHz、正常CP、发射模式为2*2 MIMO、PDCCH配置3个符号、调制方式为64QAM、编码速率为1为前提,估算结果如下:

10MHz带宽可获得的RE数为:12子载波(1个PRB)*7个符号(0.5ms)*50个资源块*2*10(帧长)=84000个,而每个RE可承载一个调制符号,那么采用64QAM调制方式,一帧中总共有:84000*6bits/每个调制符号=504000bits,在编码速率为1的情况下,速率为504000/10ms=50.4Mbps,又由于采用2*2 MIMO(双发双收模式)会使速率翻倍,因此在以上条件下可计算到的最大速率为100.8Mbps,但这是没有考虑控制信

道的开销的,即所有的无线资源均用于承载数据,而实际上配置PDCCH为3个符号,加之PSS\\SSS\\PBCH\\RS等开销,大约占29%左右,那么最终速率为100.8Mbps*(1-29%)=71.56Mbps.

从整个估算过程来看,计算下行峰值速率的思路就是计算当前条件下能提供的最大无线资源能力,然后扣除控制信道开销,即获得实际传输数据能力。可以写一个简单公式:

下行峰值速率=(RB数(不同带宽的能力)*12*14*(1-控制信道开销(%))*调制符号效率*发射模式能力*编码数率)/1ms,由公式可见,需要计算的只有控制信道开销(%),若对LTE的资源分配有一定了解不难计算。因为几个符号的开销是固定的。如PSS/SSS都占124个RE,PBCH占用240个RE(单发),当CFI选定一个值时,PDCCH/PHICH/PCFICH的开销也为定值,如CFI=3时(PDCCH为3个符号),其PDCCH/PHICH/PCFICH开销为19.05%,CFI=1时,PDCCH/PHICH/PCFICH开销为4.76%。

以上的峰值速率均是依靠配置数据从理论的角度计算得到的,而精确的速率可依靠无线环境质量,选择的编码调制方式对应的传输块大小计算。若想了解可参看规范36.213,表7.1.7.1-1和表7.1.7.2.1-1,查询MCS索引对应TBS索引,计算出每TTI对应速率。

19、LTE-FDD同时调度用户数

LTE同时能调度的用户数,也就是在一个TTI中能调度的最大用户数。这主要与三个因素相关,分别是系统带宽、可用CCE数量、PHICH组数。

1、系统带宽大小,即能提供的PRB的数量。由于分配给一个UE的最小PRB数量为1,假设10Mhz带宽,可提供50个PRB,即同时可调度的用户数为50/TTI。

2、可用CCE数量(CCE是构成PDCCH的最小单元,一个PDCCH中CCE数据量称为聚合等级,可以是1CCE、2CCE、4CCE、8CCE)。虽然10M带宽可调度50个用户/TTI,但由于在10Mhz带宽条件下,最大配置,采用PDCCH格式3,可提供41个CCE,若按照每用户采用聚合等级1计算,那么同时可调度的用户数41/TTI。

3、PHICH组数。组数越多可用于上行数传反馈证实信息量越大,即可同时调度的用户越多。以10M系统带宽、Ng=1,计算PHICH组数为7,那么能调度的用户数为56个/TTI。

综合以上3点,在带宽一定的前提下,可用CCE数是主要受限因素,因为在不同的DCI内容和不同的无线环境下,CCE聚合等级可能是4或8,这样每TTI能调度的用户数会更少。

根据以上信息,若不考虑业务QOS需求,仅以每用户最小调度块计算,单载波一个扇区,最多能支持的用户数不超过400个。估计LTE商用网络中每小区可能支持200个用户左右,除了无线因素,还与厂家设备支持情况相关。

20、LTT-FDD PHICH(混合自动重传指示物理信道)

下行PHICH信道承载上行数传的证实信息(ACK/NACK),通常情况,该PHICH位于每一个子帧的第一个符号内。一个PHICH可被多个REGS(资源单元组)承载,多个PHICH又可通过正交序列识别,共享资源单元组。共享相同资源单元组的PHICH称为PHICH组。一个特定的PHICH信道可以用两个参数表示:PHICH组号和组内正交序列。

1、一个PHICH组需要多少个REG呢?即占用多少资源?

首先,混合自动重传的证实信息(ACK/NACK)为3bit,111表示ACK,000表示NACK。其次,PHICH信道采用QPSK进行调制,因此,ACK/NACK信息调制后仍为3符号,再使用SF=4的正交序列扩频,结果共为12符号。由于一个REG包含4个资源单元,每一个资源单元可承载一个调制符号,因此,一个PHICH组需要3个REG。如下图,每个PHICH组都包含3个REG.

2、一个PHICH组包含多少个PHICH信道?

根据3GPP TS 36.211,表6.9.1-2规定,存在8个正交序列,因此每个PHICH组中包含8个PHICH信道。

3、系统中可以支持多少PHICH组?

根据协议规定,PHICH组的数量与下行系统带宽和参数(Ng)相关,这两个值都来自与高层,通过MIB消息告知,如下图。

然后通过3GPP 36.211,6.9章提供的公式:

计算出不同系统带宽,不同Ng值对应的PHICH组数。

N_RB \\ Ng 6 (1.4 Mhz) 15 (3 Mhz) 25 (5 Mhz) 50 (10 Mhz) 1 1 1 2 1/6 1 1 2 4 1/2 1 2 4 7 1 2 4 7 13 2


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