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LTE系统峰值速率的计算我们常听到”LT网络可达到峰值速率100M、150M、300M,发展到LTE-A更是可以达到1Gbps“等说法，但是这些速率的达成究竟受哪些因素的影响且如何计算呢？为了更好的学习峰值速率计算，我们可以带着下面的问题来一起阅读：1、LTE系统中，峰值速率受哪些因素影响？2、FDD-LTE系统中，Cat3和Cat4,上下行峰值速率各为多少？3、TD-LTE系统中，以时隙配比3:1、特殊子帧配比10:2:2为例，Cat3、Cat4上下行峰值速率各为多少？3、LTE-A（LTEAdvaneed要实现IGbps的目标峰值速率，需要采用哪些技术？影响峰值速率的因素有哪些？影响峰值速率的因素有很多，包括：1.双工方式——FDD、TDDFDD-LTE为频分双工，即上、下行采用不同的频率发送；而TD-LTE采用时分双工，上、下行共享频率，采用不同的时隙发送。因此如果采用相同的带宽和同样的终端类型，FDD-LTE能达到更高的峰值速率。2.载波带宽LTE网络采用5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等不同的频率资源，能达到的峰值速率不同。3.上行/下行上行的业务需求本就不及下行，因此系统设计的时候也考虑“下行速率高些、上行速率低些”的原则，实际达到的效果也是这样的。4.UE能力级即终端类型的影响，Cat3和Cat4是常见的终端类型，FDD-LTE系统中，下行峰值速率分别能达到100Mbps和150Mbps，上行都只能支持最高16QAM的调制方式，上行最高速率50Mbps。5.TD-LTE系统中的上下行时隙配比、特殊子帧配比不同的上下行时隙配比以及特殊时隙配比，会影响TD-LTE系统中的峰值速率水平。上下行时隙配比有1:3和2:2等方式，特殊时隙配比也有3:9:2和10:2:2等方式。考虑尽量提升下行速率，国内外目前最常用的是DL:UL=3:1、特殊时隙配比10:2:2这种配置。6.天线数、MIMO配置Cat4支持2*2MIMO，最高支持双流空间复用，下行峰值速率可达150Mbps；Cat5支持4*4MIMO，最高支持四层空间复用，下行峰值速率可达300Mbps。7.控制信道开销计算峰值速率还要考虑系统开销，即控制信道资源占比。实际系统中，控制信道开销在20~30%的水平内波动。总之，有很多因素影响所谓的“峰值速率”，所以提到峰值速率的时候，要说明是在什么制式下、采用了多少带宽、在什么终端、什么方向、什么配置情况下达到的速率。下行峰值速率的计算：计算峰值速率一般采用两种方法：第一种：是从物理资源微观入手，计算多少时间内（一般采用一个TTI或者一个无线帧）传多少比特流量，得到速率；另一种：是直接查某种UE类型在一个TTI（LTE系统为1ms）内能够传输的最大传输块，得到速率。下面以FDD-LTE为例，分别给出两种方法的举例。【方法一】首先给出计算结果：20MHz带宽情况下，一个TTI内，可以算得最高速率为:1200X6X7X2X2总速率=--------------------—：枉业务信道的速率=201.6*75%~150Mbps数字含义：6:下行最高调制方式为64QAM,1个符号包含6bit信息；2和7:LTE系统的TTI为1个子帧(时长1ms),包含2个时隙，常规CP下，1个时隙包含7个符号；因此：在一个TTI内，单天线情况下，一个子载波下行最多传输数据6X7X2bit2:下行采用2X2MIMO两层空分复用，双流可以传输两路数据；1200:20MHz带宽包含1200个子载波(100个RB,每个RB含12个子载波)75%:下行系统开销一般取25%(下行开销包含RS信号(2/21)、PDCCH/PCFICH/PHICH(4/21、SCHBCH等)，即下行有效传输数据速率的比例为75%。如果是TD-LTE系统，还要考虑上下行的时隙配比和特殊时隙配比，对下行流量对总流量占比的影响。如在时隙配比3:1/特殊子帧配比10:2:2的情况下：一个无线帧内，各子帧依次为DSUDDDSUDD,其中D为下行子帧U为上行子帧，每个子帧包含2个时隙共14个符号，S为特殊子帧，10:2:2的配置，表示DwPTS(DownlinkPilotTimeSlot)、GP(GuardPeriod)和UpPTS(UplinkPilotTimeSlot)各占10个、2个和2个符号。那么所有下行符号等效在一个TTI内占的比例为(6*14+2*10)/14*10=74%，如果也粗略考虑75%的控制信道开销，那么TD-LTE系统在3:1/10:2:2的配置下，下行峰值速率可达：201.6*75%*74%〜112Mbps其他的时隙配比、特殊子帧配比，都可以参考这个方法来计算。【方法二】这个方法简单直观很多，如下表，第一列是终端类型1~8(常用3、4)CIECatagorvMaximumnumberofDL-SCHtransportblockbrttr«c«iV4dvathmaTTIhflarirnumnumberolbdaolaDLSCMtransportblockreceivedVTLLIHHdTTITotalnumberofsonctl^nnelbrlsMaximumnumberofsupportsd创❷也for仙multiplexinginDLCaiegory1W2962503.681251»2451024123724S27^7Q三cateQory47-53761857072\2~CAteooryS2905S21-4977636672004-Calegioiry&30150^1(4ta^rs：｝75376(2layers)3^6541442ar*Category730150-4(4layen：｝75376(□ore｝3B541442ar43599272QJI第二列为一个TTI内传输的最大传输块bit数，那么峰值速率就等于最大传输块大小/传输时间间隔，以Cat3和Cat4为例，峰值吞吐率分别为102048/0.001=102Mbps和150752/0.001=150Mbps。Cat5因为可以采用了4*4高阶MIMO,4层空分复用在一个TTI内传299552bit，因此能达到300Mbps的下行峰值速率。FDD-LTE系统，计算可到此为止，TD-LTE系统需要再根据时隙配比/特殊子帧配比乘上比例，Cat3和Cat4的下行峰值吞吐率分别为75Mbps和111Mbps。超级啰嗦：1、Cat3因为最大传输块为102048，所以FDD-LTE中峰值速率最高只能到100Mbps。2、控制信道开销的计算，受RS信号、PDCCH/PCFICH/PHICHSCHBCH等因素影响，前两部分占比较高（分别2/21和14/21），SCH和BCH占比较少（两者相加不足1%），篇幅有限，抱歉不做详细介绍。3、TD-LTE的峰值速率的计算，这里是按照1个TTI（1ms）来计算的，思路可能有点绕，如果将时间考虑为10ms的无线帧，计算就会更加直观一些，10ms内，有几个下行子帧，乘以每个子帧传的比特数或者传输块大小，得到的结果虽然一样，但用无线帧10ms的计算方式更好理解一些，可自行尝试计算。上行峰值速率的计算：【方法一】首先给出计算结果：20MHz带宽情况下，一个TTI内，可以算得最高速率为：96X12X4X7X2z一“--------------------AAI----------------*79%=总速率=_数字含义：4:上行最高调制方式为16QAM，1个符号包含4bit信息；2和7：LTE系统的TTI为1个子帧（时长1ms），包含2个时隙，常规CP下，1个时隙包含7个符号；因此：在一个TTI内，单天线情况下，一个子载波上行最多传输数据4X7X2bit96*12:20MHz带宽共100个RB,假设PUCCH占用2个RB,上行RB数要遵循“2/3/5的原则，所以PUSCH最多用96个RB,每个RB含12个子载波；79%:系统开销一般取25%（考虑RS消耗1/7、SRS消耗1/14）,即上行有效传输数据速率的比例为79%。【方法二】UE8博MarirnumniPjmlt$r,0TUL-SCHifansponocacKbitswrfhir总TTIM^irrruiiTinumherDltSO1AOU1-9CHtrawritten■TTIRuppertlor64QAMinUL匚3谭彌呼1M60CategMy251024«1024MoCategory45102451024Categc-ry5Vesfategcry灯M-CCategory751024MeVes直接用最大传输块来计算，可见Cat3和Cat4的上行峰值速率为51Mbps（最高调制方式16QAM）、Cat5的上行峰值速率可达75Mbps（最高调制方式64QAM）。TD-LTE系统中，和下行一样，以时隙配比3:1/特殊子帧配比10:2:2的配置为例：DSUDDDSUDD。所有上行符号占的比例就是（2*14+2*2）/14*10=21.4%，这时TD-LTE系统的上行峰值速率可达：51Mbps*21.4%=10.5Mbps超级啰嗦：1、上行开销的计算也有很多不同的版本，比如是否考虑PUCCHSRS是否考虑PRACHPRACH每20ms发送一次，在时间上占5%,PUSCH每ms发送，在时间上占95%),以及RB数的应用(是否遵循2/3/5的原则)，考虑不同的因素可以根据运营商的实际要求，计算结果偏差不会很大。2、TD-LTE上行同下行，如果考虑以10ms无线帧为时间单位计算会更加的直观。LTE-A如何达到IGbps的峰值速率？从无线网络各极端、各制式的规律来看,提高峰值速率最有效、直接的手段就是增加频谱,即用“带宽”来换“速率”。LTE向LTE-A发展的道路上也不可避免的采用了这种方式,引入了载波聚合,CarrierAggregation,简称CA。CA将同频段内相邻的、或者同频段内不相邻的、或者不同频段的载波聚合起来，用类似多载波”的方式,提高峰值速率。每个载波最高20MHz带宽，最多可以是5个载波，所以最高可利用100MHz的频谱，这样CA即能在40~100MHz带宽内提供300~750Mbps(2X2MIMO)或1Gbps(4X4MIMO)的峰值吞吐率。仅凭借CA还不能达到1Gbps的速率，还要依靠高阶MIMO(或叫MIMO增强)，协议提出了下行4x4MIMO、8x8MIMO和上行2x4MIMO、4x4MIMO等模式,以实现以下水平的峰值速率：DL:300〜600Mbps(4x4MIMO,8x8MIMO)in20MHz,or1Gbps(4x4MIMO)withCA.UL:150〜300Mbps(2x4MIMO,4x4MIMO)in20MHz,or1Gbps(4x4MIMO)withCA但LTE-A中的高阶MIMO,类似HSPA网络向2*2MIMO升级的演进路线，需要硬件升级，网络改动比较大，没有CA应用起来那么方便，所以实现起来可能需要较长的时间。