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2019/7/25 17:43

烧脑:5G理论峰值速率是怎么计算的?

S2小伙伴  S2微沙龙

5G峰值速率

5G性能指标,大家耳熟能详。

其中,各家比拼的性能关键便是5G峰值速率。

根据ITU-R M.[IMT-2020.TECH PERF REQ]的介绍,峰值数据速率是在理想条件下可达到的最大数据速率,可以理解为系统最大承载能力的体现。

针对eMBB场景,峰值速率的最低要求如下:

► 下行链路峰值速率为20 Gbps;

► 上行链路峰值速率为10 Gbps。

By 郭大侠

5G理论峰值速率的粗略计算

关于5G理论峰值速率的粗略计算有很多思路,各有千秋,本文以某些配置下的case为例,抛砖引玉,帮助大家理解5G理论峰值速率及其相应的计算。

在计算理论峰值速率之前,需要确定以下参数的数值。

(1)资源块PRB数目

以目前5G sub-6GHz频段为例,最多传输的PRB数目如下表Table 5.3.2-1所示,摘选自3GPP TS 38.101-1协议。

其中,系统带宽100M,子载波间隔30KHz的5G系统,最多传输的PRB数目为273。

(2)符号Symbol数目

以30KHz的子载波间隔为例,下表Table 4.2-1摘选自3GPP TS 38.211协议。

查表可知,循环前缀的类型是Nomal CP,查找Nomal CP对应的表格Table 4.3.2-1

查表可知,每个slot的OFDM符号是14,以30KHz的子载波为例,则每个slot占用的时间是0.5ms。

考虑到部分资源需要用于发送参考信号,此处扣除开销部分做近似处理,认为3个符号用于参考信号的发送,剩下11个符号用于数据传输。当然,实际网络的开销计算更为复杂,此处不做过多介绍。

当然,峰值速率与帧结构紧密相关。

帧结构

常见的帧结构配置:

Type 1:2.5ms双周期

Type 2:5ms单周期

5G上行理论峰值速率的粗略计算

♦上行基本配置,2流,64QAM(一个符号6bit)

Type 1:2.5ms双周期

由2.5ms双周期帧结构可知,在特殊子帧时隙配比为10:2:2的情况下,5ms内有(3+2*2/14)个上行slot,则每毫秒的上行slot数目约为0.657个/ms。

上行理论峰值速率的粗略计算:

273RB*12子载波*11符号(扣除开销)*0.657/ms*6bit(64QAM)*2流= 284Mbps

Type 2:5ms单周期

由5ms单周期帧结构可知,在特殊子帧时隙配比为6:4:4的情况下,5ms内有(2+4/14)个上行slot,则每毫秒的上行slot数目约为0.457/ms。

上行理论峰值速率的粗略计算:

273RB*12子载波*11符号(扣除开销)*0.457/ms*6bit(64QAM)*2流=198Mbps

5G下行理论峰值速率的粗略计算

♦下行基本配置,4流,256QAM(一个符号8bit)

Type 1:2.5ms双周期

由2.5ms双周期帧结构可知,在特殊子帧时隙配比为10:2:2的情况下,5ms内有(5+2*10/14)个下行slot,则每毫秒的下行slot数目约为1.28个/ms。

下行理论峰值速率的粗略计算:

273RB*12子载波*11符号(扣除开销)*1.28/ms*8bit(256QAM)*4流=1.48Gbps

Type 2:5ms单周期

由5ms单周期帧结构可知,在特殊子帧时隙配比为6:4:4的情况下,5ms内有(7+6/14)个下行slot,则每毫秒的下行slot数目约为1.48个/ms。

下行理论峰值速率的粗略计算:

273RB*12子载波*11符号(扣除开销)*1.48/ms*8bit(256QAM)*4流=1.7Gbps

写在最后

目前5G试验网测试如火如荼,大家可以对照实际测出的数据,看看离理论峰值的距离还有多远。当然,峰值只是理想环境下的最大能力,实际应用中当然得打个折扣,具体几折,看各家本事。

粗略计算,仅供参考,难免考虑不周,欢迎批评指正!

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