一、基本概念
5G NR系統在LTE原有技術基礎上,采用了一些新的技術和架構,NR繼承了LTE的OFDMA和SC-FDMA,并且繼承了LTE的多天線技術,MIMO流數比LTE更多,調制技術上,支持根據空口質量自適應選擇QPSK、16QAM、64QAMH和256QAM等調制方式
NR系統跟LTE系統一樣通過頻分復用和時分復用可以靈活的分配帶寬內的時頻資源,但與LTE不同的是NR支持可變子載波寬度,如15/30/60/120/240kHz,載波所能支持的最大頻域帶寬大于LTE,如下圖:
NR峰值理論計算與帶寬、調制方式、MIMO模式及具體參數有關
時頻資源圖
上圖呢就是出現在很多LTE資料的的時頻資源圖,下面就結合該圖簡單說一下5G峰值速率計算。
二、圖說NR下行峰值速率計算
頻域可用資源
5G NR中數據信道基本調度單位PRB定義為12個子載波(這里和LTE有所區別),那根據3GPP協議規定100MHz帶寬(子載波30kHz),有273個可用的PRB,那也就是說NR在頻域上有273*12=3276個子載波。
時域可用資源
Slot時隙的長度相較于LTE是可變的,每個時隙當中呢是14個OFDMA符號,此外考慮到部分資源需要用于發送參考信號等,能用于傳輸數據的符號還剩約11個符號,也就是說在0.5ms內發射的14個相同頻率的子載波有約11個是用于傳輸數據的
那此時100M帶寬,子載波30KHz情況下,在0.5ms內總共用于傳輸數據的子載波有3276*11=36036個。
幀結構舉例(下面以2.5ms雙周期)
幀結構配置2.5ms雙周期時,在特殊子幀時隙配比為10:2:2的情況下,5ms內有(5+2*10/14)個下行slot,則每毫秒的下行slot數目約為1.2857個,那1s=1000ms內可以調度1285.7個下行時隙,此時用于下行調度的子載波數為36036*1285.7個
單用戶MIMO2T4R與4T8R
通過多天線技術,單用戶同時支持多流數據傳輸,單用戶最大下行&上行數據流數分別取決于基站發射層數與UE接收層數的相對較小值或者基站接收層數與UE發射層數的相對較小值,由協議定義進行約束。
下圖為單用戶下行多流實例:在基站64T64R的情況下,2T4R的UE下行最大可同時支持4流的數據傳輸。
目前R15協議版本最大支持8層,即網絡側最大支持的SU-MIMO層數為8層
高階調制256QAM
一個子載波可攜帶8個bit
綜上:下行理論峰值速率的粗略計算:
單用戶MIMO2T4R:
273*12*11*1.2857*1000*4*8=1.482607526.4bit≈1.48Gb/s
單用戶MIMO4T8R:
273*12*11*1.2857*1000*8*8≈2.97Gb/s