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文檔簡介

1、2014年9月LTE下載速率分析 影響下載速率的主要因素?zé)o線環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試設(shè)備 終端能力等級(Cat3/4) 終端射頻、基帶性能 測試軟件 FTP客戶端 服務(wù)器設(shè)置 覆蓋 干擾 資源 切換 空口基本配置 無線資源調(diào)度算法 切換參數(shù) 天饋 傳輸帶寬.決定空口理論速率的基本參數(shù)p 系統(tǒng)帶寬p 控制信道開銷p 子幀配比p 特殊子幀配比p 控制信道開銷p UE能力等級p 各協(xié)議層開銷p TM模式LTE幀結(jié)構(gòu)時域100X10X14 頻域100 12XX6 (64QAM)X2 (MIMO)= 201.6M 時域上,每個1ms子幀,分為若干個符號(Symbols), 符號之間有保護(hù)間隔CP,每個子幀中符號

2、個數(shù)根據(jù)符號之間的保護(hù)間隔CP決定:常規(guī)CP時1ms有14個符號,擴(kuò)展CP時1ms有12個符號。TDD-LTE幀結(jié)構(gòu):u每個10ms無線幀,分為2個長度為5ms的半幀u每個半幀由8個長度為0.5ms的時隙和3 個特殊區(qū)域 DwPTS,GP, UpPTS組成(“8+3方案”,轉(zhuǎn)換周期為5MS,如果轉(zhuǎn)換周期為10MS,一個無線幀只有一個特殊子幀)uDwPTS,GP和UpPTS的總長度等于1ms,其中DwPTS和UpPTS的長度可配置理論速率計算-子幀配比p 子幀配置:決定傳輸下行數(shù)據(jù)的子幀數(shù)p 特殊子幀配置:決定了特殊子幀是否可以傳輸下行數(shù)據(jù) 當(dāng)DWPTS符號數(shù)為9或以上時(即特殊子幀配置為7),

3、特殊子幀是可以傳輸數(shù)據(jù)的 特殊子幀如果用于傳輸數(shù)據(jù),吞吐量是正常下行子幀的0.75倍;如果丟失此0.75倍傳輸機(jī)會,則損失的吞吐量為0.75/3.75 = 20%(0.75/2.75=27%) TD-S為4:2的配置,若不改變現(xiàn)網(wǎng)配置,TD-LTE在需要和TD-S鄰頻共存的場景下,時隙配比只能為3:1+3:9:2DL-UL ConfigurationSwitch-point periodicitySubframe number012345678905 msDSUUUDSUUU15 msDSUUDDSUUD25 msDSUDDDSUDD310 msDSUUUDDDDD410 msDSUUDDDD

4、DD510 msDSUDDDDDDD65 msDSUUUDSUUD-5-p TB Size, 一個子幀上一個碼流上的數(shù)據(jù)塊大小,由占用的PRB數(shù)量和MCS共同決定雙流時,需要查表得到雙流時的TB Size,不一定是單流TB Size的2倍p UE能力等級:CAT3損失的吞吐量:1-102048/149776=31.9%理論速率計算-TB Sizep 20M帶寬, RB滿調(diào)度,子幀配置為2:2或1:3,特殊子幀可用于傳輸下行數(shù)據(jù)時,理論速率如右表所示。pMCS為10、15、20時理論速率分別為23M、46M、70M。常用配置下的最高理論速率 基本條件(2*2MIMO)下行理論峰值速率(mbps)

5、帶寬子幀配置特殊子幀配置CAT3CAT4單流雙流單流雙流20M配置1(2:2)配置5(3:9:2)30.1540.8230.1559.91配置7(10:2:2)41.4656.1341.4682.37配置2(1:3)配置5(3:9:2)45.2361.2345.2389.87配置7(10:2:2)56.5376.5456.53112.33p 20M帶寬,RB滿調(diào)度,雙天線端口、選擇最高階的MCS28,且不考慮信道開銷的情況下,計算得到的理論峰值速率見下表:與速率相關(guān)的參數(shù) 速率相關(guān)參數(shù)1. 無線參數(shù) RSRP RSSI RSRQ SINR2. 終端反饋參數(shù) CQI RI3. HARQ參數(shù) BL

6、ER ACK NACK4. 資源調(diào)度參數(shù): RB MCS TB Size 單雙流5. 功率參數(shù): RS功率 Pa PbRSRP (Reference Signal Receiving Power): 指在測量帶寬內(nèi)承載cell-specific reference signals的所有RE上接收到的信號功率線性平均值(參見36.214) 。表征導(dǎo)頻信號的強(qiáng)度,而非質(zhì)量?;緹o線參數(shù) - RSRPslot0slot1RSRP:R0平均值平均值 RSRP測量的局限性目前終端對CRS-RSRP的測量,僅測量中心頻率附近1.08MHz帶寬(即6RB)范圍內(nèi)的RSRP,并非20MHz帶寬內(nèi)的RSRP R

7、SRP Total為測試終端天線R0和R1中的最大值注意RSSI (Received Signal Strength Indicator): 指在測量帶寬內(nèi)所有包含參考信號的OFDM符號上接收到的信號功率的線性平均值(參見36.214) ,包括本小區(qū)和同頻鄰小區(qū)在此位置的信號、鄰道干擾、熱噪聲等全部信號量。 RSSI與測量帶寬有關(guān)RSSI注意基本無線參數(shù) - RSSIRSRQ ( Reference Signal Received Quality ):是RSRP和RSSI的比值,因為兩者測量所基于的帶寬可能不同,會用一個系數(shù)來調(diào)整,也就是RSRQ = N*RSRP/RSSI其中,N為RSSI測

8、量帶寬內(nèi)的RB數(shù)RSRQ的分母是接收帶寬上的總功率,分子是接收帶寬上的參考信號功率,一定程度上可以認(rèn)為反映了信道質(zhì)量。但是分母RSSI既包含RS的功率,又包含PDSCH的RE的功率,所以事實上RSRQ并不能準(zhǔn)確無誤的指示RS的信號質(zhì)量。 一定程度上反映信道質(zhì)量 鄰區(qū)測量(切換)在小區(qū)選擇或重選時,通常使用RSRP就可以了,在切換時通常需要綜合比較RSRP與RSRQ,如果僅比較RSRP可能導(dǎo)致頻繁切換,如果僅比較RSRQ雖然減少切換頻率但可能導(dǎo)致掉話,當(dāng)然在切換時具體如何使用這兩個參數(shù)是eNB實現(xiàn)問題作用注意基本無線參數(shù) - RSRQRS-SINR:真正的RS信號質(zhì)量 RSRPRS-SINR =

9、 - RS-RSSI - RSRP因為RS-SINR沒有在3GPP進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,所以目前僅在外場測試中不同廠家在實現(xiàn)中可能會有一定偏差 用于確定等效的SNR閾值,從而確定CQI 因為RS在所有RE資源中均勻分布,所以RS-SINR一定程度上可以表征PDSCH(業(yè)務(wù)信道)信號質(zhì)量作用注意基本無線參數(shù) - SINRCQI(Channel Quality Indication):信道質(zhì)量指示。指滿足某種性能(10%的BLER)時對應(yīng)的信道質(zhì)量 (包括當(dāng)前的調(diào)制方式,編碼速率及效率等信息),CQI索引越大,編碼效率越高。引入原因: eNodeB要決定編碼方式,而作為發(fā)射端,eNodeB并不清楚信道條件如

10、何,就需要UE來反饋這個信道質(zhì)量,協(xié)議把這個信道質(zhì)量量化成015的序列(4bit數(shù)來承載),并定義為CQICQI的計算:測量CRS-SINR 確定等效SNR閾值(BLER=10%) (小于或等于SINR的最大SNR閾值) 查表找到對應(yīng)的CQI不同設(shè)備廠家算法可能不同CQI的作用:表征下行信道質(zhì)量用于確定MCS在PUCCH上發(fā)送,如果有上行業(yè)務(wù),在PUSCH上發(fā)送終端反饋參數(shù) CQI(1/2)終端反饋參數(shù) CQI(2/2)UE量化信道質(zhì)量為4bit的數(shù)015,并通過CQI上報給eNodeB,如下表: efficency是頻譜利用效率,是給出來的不是算出來的。比如一個RE能承載的信息為5.554,

11、其余為Turbo冗余比特(使用64QAM,每個RE的信道比特或者說物理比特為6),這樣就是efficency=5.554。這個值通常是仿真或試驗出來的。 CQI與MCS對應(yīng)算法各廠家實現(xiàn)不一樣,我們是根據(jù)下表,通過CQI確定MCS,根據(jù)MCS查上表確定調(diào)制方式和TBSize,就得到發(fā)送速率。RI(Rank Indication): RANK為MIMO方案中天線矩陣中的秩,表示N個并行的有效的數(shù)據(jù)流。由UE計算并反饋給eNodeB,但是基站用RI僅作為選擇Codeword的一個參考,實際選擇的Codeword值要還考慮其它因素。RI作用: 決定Codeword數(shù)的條件之一在PUCCH上發(fā)送,如果

12、有上行業(yè)務(wù),在PUSCH上發(fā)送終端反饋參數(shù) - RIPDSCH BLER(Block Error Rate):即誤塊率,錯誤的傳輸塊在所有發(fā)送的傳輸塊中所占的百分比(只能計算成功解碼PDCCH后的PDSCH)。ACK與NACK:發(fā)送端根據(jù)數(shù)據(jù)塊計算出一個CRC,并隨著該數(shù)據(jù)塊一起發(fā)送到接收端。接收端根據(jù)收到的數(shù)據(jù)計算出一個CRC,并與接收到的CRC進(jìn)行比較,如果二者相等,接收端就認(rèn)為成功地收到了正確的數(shù)據(jù),并向發(fā)送端回復(fù)一個“ACK”;如果二者不相等,接收端就認(rèn)為收到了錯誤的數(shù)據(jù),并向發(fā)送端回復(fù)一個“NACK”,以要求發(fā)送端重傳該塊。HARQ參數(shù) - BLER/ACK/NACK作用 表征數(shù)據(jù)傳

13、輸?shù)臏?zhǔn)確性 也可以反映信道質(zhì)量UE下行傳輸所需PRB資源由業(yè)務(wù)速率和頻譜效率共同決定:其中,Traffic Rate為業(yè)務(wù)速率,與UE能力等級,網(wǎng)絡(luò)側(cè)的調(diào)度優(yōu)先級及調(diào)度策略等因素有關(guān)Frequency Efficiency,頻譜效率,由CQI決定資源調(diào)度參數(shù) - PRB作用表征下行頻域資源分配的飽和度注意下行時域資源分配的飽和度可由DL Grant Num表征MCS(Modulation and Coding Scheme):UE上報的CQI只有015,因此還需要某種算法來將CQI映射為MCS(028),即4bit映射為5bit,這個映射算法由設(shè)備廠商提供,不同設(shè)備廠商可能不同決定有效傳輸?shù)臄?shù)

14、據(jù)量影響終端解碼成功率 資源調(diào)度參數(shù) - MCS.作用TB Size大小由 和 決定(參見36.213)其中 表示傳輸所需的PRB資源,20M帶寬對應(yīng)的 =100TB Size與UE能力等級有關(guān)雙流時的TB Size不一定是單流的2倍需要查表得到,參見36.213資源調(diào)度參數(shù) - TB Size作用直接決定了速率的大小單雙流由Codeword=1 or 2決定僅體現(xiàn)在物理層Layer1單雙流切換算法相關(guān)的參數(shù):TM模式頻譜效率RI CounterBLER資源調(diào)度參數(shù) - 單雙流作用決定TB Size的大小,進(jìn)而影響下行速率ModeMode傳輸模式傳輸模式技術(shù)描述技術(shù)描述應(yīng)用場景應(yīng)用場景1 1單

15、天線傳輸信息通過單天線進(jìn)行發(fā)送無法布放雙通道室分系統(tǒng)的室內(nèi)站2 2發(fā)射分集同一信息的多個信號副本分別通過多個衰落特性相互獨立的信道進(jìn)行發(fā)送信道質(zhì)量不好時,如小區(qū)邊緣3 3開環(huán)空間復(fù)用 終端僅反饋信道的秩信息,發(fā)射端結(jié)合該秩信息,按照設(shè)定的規(guī)則選擇碼本來發(fā)射信號信道質(zhì)量高且空間獨立性強(qiáng)時4 4閉環(huán)空間復(fù)用 需要終端反饋信道的秩信息和碼本,發(fā)射端結(jié)合該信息來發(fā)送信號信道質(zhì)量高且空間獨立性強(qiáng)時。終端靜止時性能好5 5多用戶MIMO 基站端利用用戶間空間信道的獨立性,使用相同時頻資源給不同用戶發(fā)送各自的數(shù)據(jù),用戶數(shù)較多,易于配對調(diào)度,信噪比條件比較好6 6單層閉環(huán)空間復(fù)用 終端反饋RI=1時,發(fā)射端采

16、用單層預(yù)編碼,使其適應(yīng)當(dāng)前的信道對于信道散射環(huán)境相對簡單,或天線間距難以滿足充分的空間隔離7 7單流Beamforming發(fā)射端利用上行信號來估計下行信道信息,以期實現(xiàn)最大比合并發(fā)送獲得充分的天線陣列增益8 8雙流Beamforming結(jié)合復(fù)用和智能天線技術(shù),進(jìn)行多路波束賦形發(fā)送,提高用戶的峰值和平均速率信噪比較高且空間獨立性相對較好基站的發(fā)射功率會平均到每個子載波上,因此,每個子載波的發(fā)射功率受系統(tǒng)帶寬的影響。同樣發(fā)射功率下,帶寬越大,每個子載波的功率越小。LTE的功率一般通過RS功率,PA,PB三個參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。RS功率:表示為一個導(dǎo)頻子載波(RE)上的功率 ,該參數(shù)由網(wǎng)絡(luò)場景、小區(qū)半徑以及規(guī)劃的覆蓋率共同決定。默認(rèn)取值對應(yīng)基站單天線最大功率平攤到每一個RE上。其它信道的功率是通過配置與參考信號的偏移進(jìn)行設(shè)置功率參數(shù) - RS功率作用LTE中的基準(zhǔn)功率Pa:Type

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