华为TD-LTE速率计算方法

文档名称文档密级2020-6-29华为机密，未经许可不得扩散第1页,共7页TDD-LTE物理层吞吐率计算1吞吐率计算的具体思路吞吐量取决于MAC层调度选择的TBS，理论峰值吞吐量就是在一定条件下计算可以选择的最大TBS，TBS由RB数和MCS阶数查表得到，具体计算思路如下：【Step1】计算每个子帧最大可用的RE数根据协议物理层时频资源分布，扣除每个子帧里PDCCH/PUCCH/PRACH、PBCH，SSS，PSS，CRS（对于BF还有DRS）等开销。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。【Step2】计算每个子帧可携带比特(bit)数计算每个子帧可携带的比特数，可携带比特数＝可用RE×调制系数（QPSK为2，16QAM为4，64QAM为6）。【3】选择合适的TBS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TBCRC。【参考协议：36.213】【4】PHY层吞吐量的计算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。文档名称文档密级2020-6-29华为机密，未经许可不得扩散第2页,共7页2终端能力等级列表Downlinkphysicallayerparametervaluessetbythefieldue-CategoryUECategoryMaximumnumberofDL-SCHtransportblockbitsreceivedwithinaTTIMaximumnumberofbitsofaDL-SCHtransportblockreceivedwithinaTTITotalnumberofsoftchannelbitsMaximumnumberofsupportedlayersforspatialmultiplexinginDLCategory110296102962503681Category2510245102412372482Category31020487537612372482Category41507527537618270722Category529955214977636672004Uplinkphysicallayerparametervaluessetbythefieldue-CategoryUECategoryMaximumnumberofbitsofanUL-SCHtransportblocktransmittedwithinaTTISupportfor64QAMinULCategory15160NoCategory225456NoCategory351024NoCategory451024NoCategory575376Yes3时隙子帧配比介绍DL/UL上下行子帧分配文档名称文档密级2020-6-29华为机密，未经许可不得扩散第3页,共7页特殊子帧配置4物理层吞吐率计算4.1下行物理层吞吐率计算下面以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）】理论上每TTI内可用的资源块大小1）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】=140642）子帧1可用资源：12*10*100【总RE】–(12*1*100)【PDCCH】-(8*100)【CRS】-12*6【PSS】=99283）子帧3可用资源：12*14*100【总RE】–(12*1*100)【PDCCH】-(12*1*100)【CRS】文档名称文档密级2020-6-29华为机密，未经许可不得扩散第4页,共7页=144004）子帧4可用资源：12*14*100【总RE】–(12*1*100)【PDCCH】-(12*1*100)【CRS】=144005）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】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CAT3UE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2节终端能力的表】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CR0.93,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CR0.93，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CR1）子帧0：51264/84384=0.6080.93门限；2）子帧1：47104/59568=0.790.93门限；3）子帧3：51264/86400=0.590.93门限；3）子帧4：51264/86400=0.590.93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。协议要求如果码率文档名称文档密级2020-6-29华为机密，未经许可不得扩散第5页,共7页大于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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=79.984Mbps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=61.2288Mbps【Case2】:Cat5能力等级的终端UE在CAT5条件下，每TTI支持的最大处理能力为299552bits，换算到单流为149776bits，远大于TBS表中最大MCS对应的资源比特数(75536)，故没有传输资源块的限制，此时的下行子帧和特殊子帧均可选择最大阶数MCS28（TBS26）。【参见第2节终端能力的表】实际上每TTI内可传输的最大资源块大小1）子帧0：75536+[取整数(75536/6144)+1]*24+24=75712；2）子帧1：46888+[取整数(55056/6144)+1]*24+24=55296；（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）。3）子帧3：75376+[取整数(75376/6144)+1]*24+24=75712；3）子帧4：75376+[取整数(75376/6144)+1]*24+24=75712；码率CR1）子帧0：75712/84384=0.89720.93门限2）子帧1：55296/59568=0.92820.93门限；3）子帧3：75712/86400=0.89720.93门限；4）子帧4：75712/86400=0.89720.93门限；吞吐量的计算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=[75376*600+55056*200]*2/1000000=112.4736Mbps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：（按照协议的要求，下行DW的符号数超过9才能用于文档名称文档密级2020-6-29华为机密，未经许可不得扩散第6页,共7页下行数据传输）Throughput=75376*600*2/1000000=90.4512Mbps4.2上行物理层吞吐率计算下面以20M带宽【100RB】，2port，子帧配比2，PDCCH符号1为例进行计算，1个无线帧中可用于上行数传的子帧有：2、6,考虑在极端的情况下把PACH配置在UPPTS中。【Case1】：CAT3的条件下，上行UE每TTI最大可传输的资源块为TBS=51024bits上行最大支持16QAM【参见第2节终端能力的表】，最大可以支持100个RB,最大支持的TBS为43816（MCS20）理论上每TTI内可用的资源块大小子帧2可用资源：可用RE=((符号数-DMRS)*每RB12个子载波*(总RB数-PUCCH))=((14-2)*12*（100-2)))=14112对应承载的Bit数为：子帧2：14112*4=56448实际上每TTI内可传输的最大资源块大小43816+[取整数(43816/6144)+1]*24+24=44032bits，码率CR1）子帧2：44032/56448=0.7800450.93门限吞吐量的计算在子帧配比为2，每1s可调度200个上行子帧，所以该条件下单用户物理层理论最高吞量为：所以该条件下单用户上行物理层理论最高吞量为：Throughput=44032*200/1000000=8.8064Mbps【Case2】：CAT5的条件下，上行UE每TTI最大可传输的资源块为TBS=75376bits上行最大支持64QAM【参见第2节终端能力的表】，最大可以支持100个RB对应承载的Bit数为：子帧2：14112*6=84672实际上每TTI内可传输的最大资源块大小75376+[取整数(75376/6144)+1]*24+24=75712bits，码率CR1）子帧2：75712/84672=0.894180.93门限吞吐量的计算文档名称文档密级2020-6-29华为机密，未经许可不得扩散第7页,共7页在子帧配比为2，每1s可调度200个上行子帧，所以该条件下单用户物理层理论最高吞量为：所以该条件下单用户上行物理层理论最高吞量为：Throughput=75376*200/1000000=15.075Mbps