TDD物理层理论峰值速率计算方1法
TDD物理层理论峰值速率计算方法
吞吐率取决于MAC层调度选择的TBS，理论峰值吞吐率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：
①针对每个子帧计算可用的RE数，此处要根据协议物理层资源分布，扣除每个子帧里
PDCCH，PBCH，S-SS，P-SS，CRS（对于BF还有DRS）等开销。这些开销中，PBCH，S-SS，P-SS是固定的；其它的开销要考虑具体的参数设置，如PDCCH符号数，特殊子帧配比，4天线以上时映射到2端口还是4端口等，CRS和DRS的时频占用位置参考协议36.211的6.10节；【天线端口指用于传输的逻辑端口，与物理天线不存在定义上的一一对应关系。天线端口由用于该天线的参考信号来定义。等于说，使用的参考信号是某一类逻辑端口的名字。具体的说：p=0，p={0,1}，p={0, 1, 2, 3}指基于cell-specific 参考信号的端口】
②计算每个子帧RE可携带的比特数，可携带比特数＝可用RE × 调制系数(64QAM
为6)
③依据可用的RB数选择满足CR(码率)不超过0.93的最大的TBS，其中CR = TBS/可携
带比特数。
④计算出每个子帧选择的TBS后，根据时隙配比累加各个子帧的TBS，如果是双码字
还要乘以2，计算出最终吞吐率; 【36.213中7.1.7.1】
下面以20M带宽，2×2 MIMO，子帧配比1，特殊子帧配比7，PDCCH符号1为例进行计算，下行传数的子帧有：0，1，4，5，6，9。【CRS占用如何区别的？？】
子帧0：可用RE=(((符号数-PDCCH-PBCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数
=(((14-1-4-1)*12-8)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=84384，查100RB对应的TBS，可以选择75376(MCS28)
子帧1：可用RE=(((符号数-PDCCH-主同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数
-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数
=(((10-1-1)*12-8)*6+((10-1)*12-8)*(100-6))*6=59568，TBS选择55056(MCS24)
子帧4：可用RE=(((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*RB)*调制系数
=(((14-1)*12-12)*100)*6=86400，TBS选择75376(MCS28)
子帧5:可用RE=(((符号数-PDCCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=
(((14-1-1)*12-12)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=85968，TBS选择75376(MCS28)
子帧6和子帧9分别与子帧1和子帧4计算相同
下行吞吐率=(子帧0+子帧1+子帧4+子帧5+子帧6+子帧9)*2*100/1000000
=(75376+55056+75376+75376+55056+75376)*2*100/1000000=82.323Mbps
2*2MIMO是2天线端口配置，CRS配置见下，上面计算公式中CRS有的减去8，有的减去12，区别就在于有的帧中间有占用，如子帧0中间的PBCH（所以中间是-8），子帧1整体的PSCH，GP，所以全部是-8
上行计算思路和下行基本一样，只不过上行需要考虑扣除的开销没有下行那么复杂，只需要在时域考虑每个子帧扣除2个符号的DMRS，频域考虑扣除PUCCH占用的RB数，和PRACH周期到来时，再扣除6个RB。
以20M带宽，1×2 SIMO，子帧配比1，特殊子帧配比7，PUCCH 16RB，PRACH周期5ms 为例计算，上行传数的子帧有：2/3/7/8，假设PRACH在子帧3和子帧8。
子帧2：可用RE=((符号数-DMRS)*每RB12个子载波*(总RB数-PUCCH))**调制系数
=((14-2)*12*(100-16))*6=72576，TBS选择61664(MCS28阶)
子帧3：可用RE=((符号数-DMRS)*每RB12个子载波*(总RB数-PUCCH-PRACH))**调制系数
=((14-2)*12*(100-16-6))*6=67392，TBS选择57336(MCS28阶)
子帧7、子帧8分别和子帧2、子帧3计算方法相同。
上行吞吐率=(子帧2+子帧3+子帧7+子帧8)*100/1000000
=(61664+57336+61664+57336)*100/1000000=23.8Mbps
表1：不同UE类型最大速率限制
吞吐率限制，不同类型终端最终可以达到的速率是前面几页胶片计算的理论峰值和上面的UE最大能力限制峰值的较小值。
表3：单用户理论峰值速率
《计算机网络》谢希仁第二章物理层复习资料全
第二章物理层 2.1 物理层的基本概念 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流 用于物理层的协议也常称为物理层规程 物理层的主要任务：确定与传输媒体的接口有关的一些特性 ?机械特性 ?电气特性 ?功能特性 ?过程特性 数据在计算机部多采用并行传输方式，但数据在通信线路（传输媒体）上的传输方式一般都是串行传输。 2.2 数据通信的基础知识 2.2.1数据通信系统的模型 由原系统（发送端、发送方）、传输系统（传输网络）和目的系统（接收端，接收方）组成 信号的分类： 模拟信号（连续信号）：代表消息的参数的取值是连续的。 数字信号（离散信号）：代表消息的参数的取值是离散的。 2.2.2有关信道的几个基本概念
双方信息交互的方式 ●单工通信（单项通信） ●双半工通信（双向交替通信） ●全双工通信（双向同时通信） 来自信源信号常称为基带信号（即基本频带信号） 调制： 基带调制（编码）：数字信号->数字信号 带通调制（需要使用载波）：数字信号->模拟信号 常用编码方式 ●不归零制：正电平代表1，负电平代表0 ●归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0 ●曼切斯特编码（常用）：位周期中心的向上跳变代表0，向下跳变代表1. ●差分曼切斯特编码：在每一位中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0，没有跳 变代表1. 基本的带通调制方法： ?调幅（AM） ?调频（FM） ?调相（PM）
2.2.3信道的极限容量 奈氏准则(理想条件下）： 在任何信道中，在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。 香农公式(带宽受限、高斯白噪声)指出：信道的极限信息传输速率 C 可表达为 W 为信道的带宽（以Hz 为单位） S 为信道所传信号的平均功率 N 为信道部的高斯噪声功率 信噪比=10 () (dB） 提高信息传输速率的方法： ●提高信道带宽 ●提高信噪比 ●提高每个码元携带的信息量 2.3 物理层下面的传输媒体 2.3.1导引型传输媒体 1.双绞线（双扭线） 2.同轴电缆 50Ω同轴电缆——LAN/数字传输常用 70Ω同轴电缆——有线电视/模拟传输常用 3.光缆 2.3.2非导引型传输媒体 1.无线传输 2.短波通信 3.无线电微波 2.4 信道复用技术 ●频分复用FDM：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源
(完整版)LTE系统峰值速率的计算
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、T D-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 （ LTE Advaneed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、TDD FDD-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。
(完整版)计算机网络答案(第五版)谢希仁第二章物理层
第二章物理层 2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？ （1）物理层要解决的主要问题： ①.物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本曾的协议与服务。 ②.给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力。为此，物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。 ③.在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。 （2）物理层的主要特点： ①.由于在OSI 之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备锁采用。加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI 的抽象模型制定一套心的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和规程特性。②.由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复 杂。 2-02 规程与协议有什么区别？ 答：在数据通信的早期，对通信所使用的各种规则都称为“规程”（procedure），后来具有体系结构的计算机网络开始使用“协议”（protocol）这一名词，以前的“规程”其实就是“协议”，但由于习惯，对以前制定好的规程有时仍常用旧的名称“规程”。2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。 答：一个数据通信系统可划分为三大部分： 源系统（或发送端）、传输系统（或传输网络）、和目的系统（或接收端）。源系统一般包括以下两个部分：?源点：源点设备产生要传输的数据。例如正文输入到PC 机，产生输出的数字比特流。 ?发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。例如，调制解调器将PC 机输出的数字比特流转换成能够在用户的电话线上传输的模拟信号。 ?接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。计算机调制解调器调制解调器计算机数字比特流模拟信号模拟信号数字比特流 正文正文源点发送器传输系统接收器终点输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据输出信息源系统传输系统目的系统 数据通信系统数据通信系统的模型公用电话网?终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。 2-04 试解释以下名词：数据、信号、模拟数据、模拟信号、基带信号、带通信号、数字数据、数字信号、码元、单工通信、半双工通信、全双工通信、串行传输、并行传输。答：数据：是运送信息的实体。信号：则是数据的电气的或电磁的表现。 模拟数据：运送信息的模拟信号。 模拟信号：连续变化的信号。 基带信号：来自信源的信号。 带通信号：经过载波调制后的信号。 数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。 数字数据：取值为不连续数值的数据。 码元：在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形 单工通信：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。半双工通信：即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。 全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道 中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。 2-05 物理层的接口有哪几个特性？各包含什么内容？ 答：（1）机械特性：指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。 （2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 （3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。 （4）规程特性：说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 2-06 数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特/秒”和“码元/秒”有何区别？ 答：限制码元在信道上的传输速率的因素有以下两个：（1）在任何信道中，码元传输速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码元间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。 （2）由于噪声会使接收端对码元的判决产生错误（1 判决为0 或0 判决为1）。所以信噪比要限制在一定范围内。由香农公式可知，信息传输速率由上限。信噪比越大，量化性能越好；均匀量化的输出信噪比随量化电平数的增加而提高；非均匀量化的信号量噪比，例如PCM 随编码位数N 指数规律增长，DPCM 与频率有关等。但实际信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加电平数会导致接收机的成本提高，制作工艺 1
LTE计算汇总
如对你有帮助，请购买下载打赏，谢谢！ 1.RSRP及RSRQ计算 RSRP=-140+RsrpResult（dBm）； ●-44<=RSRP<-140dbm ●0<= RsrpResult<=97 下行解调门限：18.2dBm来计算的话，下行支持的最小RSRP为18.2-130.8= -112.6 下行解调门限：上行支持的最小RSRP为23-126.44= -103.44dBm RSRQ=-20+1/2RsrqResult（dB） RSRQ=N×RSRP/(E-UTRA carrier RSSI)，即RSRQ = 10log10(N) + UE所处位置接收到主服务小区的RSRP – RSSI。 RSRQ=20+RSRP – RSSI 2.W及dBm换算 “1个基准”：30dBm=1W “2个原则”： 1）+3dBm，功率乘2倍；-3dBm，功率乘1/2 33dBm=30dBm+3dBm=1W× 2=2W 27dBm=30dBm-3dBm=1W× 1/2=0.5W 2）+10dBm，功率乘10倍；-10dBm，功率乘1/10 40dBm=30dBm+10dBm=1W× 10=10W 20dBm=30dBm-10dBm=1W× 0.1=0.1W 3.功率计算 其中max transmissionpower = 43dBm 等效于20W Partofsectorpower=100(%) ; confOutputpower=20(W) Sectorpower=20(W) 需确保Sectorpower=confOutputpower*Partofsectorpower*% 如Partofsectorpower=50(%) ; confOutputpower=40(W) Sectorpower(20W)=confOutputpower(40W) *Partofsectorpower(50%) 4.参考信号接收功率计算 RSRP功率=RU输出总功率-10lg(12*RB个数) , 如果是单端口20W的RU,那么可以推算出 RSRP功率为43-10lg1200=12.2dBm. 1)A类符号指整个OFDM符号子载波上没有RS符号，位于时隙的索引为1、2、3、5、6
TDD物理层理论峰值速率计算方法
TDD物理层理论峰值速率计算方法 吞吐率取决于MAC层调度选择的TBS，理论峰值吞吐率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： ①针对每个子帧计算可用的RE数，此处要根据协议物理层资源分布，扣除每个子帧里 PDCCH，PBCH，S-SS，P-SS，CRS（对于BF还有DRS）等开销。这些开销中，PBCH，S-SS，P-SS是固定的；其它的开销要考虑具体的参数设置，如PDCCH符号数，特殊子帧配比，4天线以上时映射到2端口还是4端口等，CRS和DRS的时频占用位置参考协议36.211的6.10节； ②计算每个子帧RE可携带的比特数，可携带比特数＝可用RE × 调制系数(64QAM 为6) ③依据可用的RB数选择满足CR(码率)不超过0.93的最大的TBS，其中CR = TBS/可携 带比特数。 ④计算出每个子帧选择的TBS后，根据时隙配比累加各个子帧的TBS，如果是双码字 还要乘以2，计算出最终吞吐率; 下面以20M带宽，2×2 MIMO，子帧配比1，特殊子帧配比7，PDCCH符号1为例进行计算，下行传数的子帧有：0，1，4，5，6，9。 子帧0：可用RE=(((符号数-PDCCH-PBCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数 =(((14-1-4-1)*12-8)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=84384，查100RB对应的TBS，可以选择75376(MCS28) 子帧1：可用RE=(((符号数-PDCCH-主同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数 -PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数 =(((10-1-1)*12-8)*6+((10-1)*12-8)*(100-6))*6=59568，TBS选择55056(MCS24) 子帧4：可用RE=(((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*RB)*调制系数 =(((14-1)*12-12)*100)*6=86400，TBS选择75376(MCS28) 子帧5:可用RE=(((符号数-PDCCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数= (((14-1-1)*12-12)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=85968，TBS选择75376(MCS28) 子帧6和子帧9分别与子帧1和子帧4计算相同 下行吞吐率=(子帧0+子帧1+子帧4+子帧5+子帧6+子帧9)*2*100/1000000 =(75376+55056+75376+75376+55056+75376)*2*100/1000000=82.323Mbps 上行计算思路和下行基本一样，只不过上行需要考虑扣除的开销没有下行那么复杂，只需要在时域考虑每个子帧扣除2个符号的DMRS，频域考虑扣除PUCCH占用的RB数，和PRACH周期到来时，再扣除6个RB。 以20M带宽，1×2 SIMO，子帧配比1，特殊子帧配比7，PUCCH 16RB，PRACH周期5ms 为例计算，上行传数的子帧有：2/3/7/8，假设PRACH在子帧3和子帧8。 子帧2：可用RE=((符号数-DMRS)*每RB12个子载波*(总RB数-PUCCH))**调制系数 =((14-2)*12*(100-16))*6=72576，TBS选择61664(MCS28阶) 子帧3：可用RE=((符号数-DMRS)*每RB12个子载波*(总RB数-PUCCH-PRACH))**调制系数 =((14-2)*12*(100-16-6))*6=67392，TBS选择57336(MCS28阶)
无线通信系统物理层的传输方案设计
（无线局域网场景） 一、PBL问题二： 试设计一个完整的无线通信系统物理层的传输方案，要求满足以下指标: 1. Data rate ：54Mbps, Pe<=10-5 with Eb/N0 less than 25dB 2. 20 MHz bandwidth at 5 GHz frequency band 3. Channel model ：设系统工作在室内环境，有4条径，无多普勒频移，各径的相对时延为：[0 2 4 6]，单位为100ns ，多径系数服从瑞利衰落，其功率随时延变化呈指数衰减：[0 -8 -16 -24]。 请给出以下结果： A. 收发机结构框图，主要参数设定 B. 误比特率仿真曲线（可假定理想同步与信道估计） 二、系统选择及设计设计 1、系统要求 20MHz带宽实现5GHz频带上的无线通信系统； 速率要求: R=54Mbps； 误码率要求: Pe <=10^ (-5)。 2、方案选取 根据参数的要求，选择802.11a作为方案的基准，并在此基础上进行一些改进，使实际的系统达到设计要求。 802.11a中对于数据速率、调制方式、编码码率及OFDM子载波数目的确定如表1 所示。
与时延扩展、保护间隔、循环前缀及OFDM符号的持续时间相关的参数如表2 所示。 关的参数 参考标准选择OFDM系统来实现，具体参数的选择如下述。 3、OFDM简介 OFDM的基本原理是将高速信息数据编码后分配到并行的N个相互正交的子载波上，每个载波上的调制速率很低(1/N)，调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散，从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。OFDM系统对多径时延扩散不敏感，若信号占用带宽大于信道相干带宽，则产生频率选择性衰落。OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系，这样，由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据，可以通过频率分量增强的部分的接收数据得以恢复，即实现频率分集。 OFDM克服了FDMA和TDMA的大多数问题。OFDM把可用信道分成了许多个窄带信号。
通信人才网-LTE峰值速率的计算详解
LTE系统峰值速率的计算 我们常听到”LTE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（LTE Advanced）要实现1Gbps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、TDD FDD-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
计算机网络课后习题答案：第2章物理层
第二章物理层 2-01 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？ 答：物理层要解决的主要问题： （1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。 （2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。 物理层的主要特点： ①由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和过程特性。 ②由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。 2-02 归层与协议有什么区别？ 答：规程专指物理层协议。 2-03 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构建的作用。 答：源点：源点设备产生要传输的数据。源点又称为源站。 发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。 接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。 终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。终点又称为目的站。 传输系统：信号物理通道。 2-04 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。 答：数据：是运送信息的实体。 信号：则是数据的电气的或电磁的表现。 模拟数据：运送信息的模拟信号。 模拟信号：连续变化的信号。 基带信号（即基本频带信号）：来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。 带通信号：把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。 数字数据：取值为不连续数值的数据。 数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。 码元(code)：在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。 单工通信：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。 半双工通信：即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。 全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。
2017计算机网络习题：第二章 物理层201724094933500
第二章物理层 习题2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？答：物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。现有的网络中物理设备和传输媒体种类繁多，通信手段也有许多不同的方式。物理层的作用正是要尽可能地屏蔽掉这些差异，使数据链路层感觉不到这些差异，这样数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。物理层的重要任务是确定与传输媒体的接口的一些特性。 习题2-02 试给出数据通信系统的模型并说明其主要组成构件的作用。 答： 一个数据通信系统可划分为三大部分： 源系统（或发送端）、传输系统（或传输网络）、和目的系统（或接收端）。 源系统一般包括以下两个部分： ?源点：源点设备产生要传输的数据。例如正文输入到PC机，产生输出的数字比特流。 ?发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。例如，调制解调器将PC机输出的数字比特流转换成能够在用户的电话线上传输的模拟信号。
?接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。例如，调制解调器接收来自传输线路上的模拟信号，并将其转换成数字比特流。 ?终点：终点设备从接收器获取传送过来的信息。 习题2-03 试解释以下名词：数据、信号、模拟数据、模拟信号、数字数据、数字信号、单工通信、半双工通信、全双工通信。 答：数据：是运送信息的实体。 信号：则是数据的电气的或电磁的表现。 模拟数据：运送信息的模拟信号。 模拟信号：连续变化的信号。 数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。 数字数据：取值为不连续数值的数据。 单工通信：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。 半双工通信：即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。 全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。 习题2-04 物理层的接口有哪几个特性？各包含什么内容？ 答：（1）机械特性 指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。 （2）电气特性
LTE 上下行速率计算方法详解
LTE上下行速率计算方法详解 吞吐率取决于MAC层调度选择的TBS，理论峰值吞吐率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： ①针对每个子帧计算可用的RE数，此处要根据协议物理层资源分布，扣除每个子帧里PDCCH， PBCH，S-SS，P-SS，CRS（对于BF还有DRS）等开销。这些开销中，PBCH，S-SS，P-SS是固定的；其它的开销要考虑具体的参数设置，如PDCCH符号数，特殊子帧配比，4天线以上时映射到2端口还是4端口等，CRS和DRS的时频占用位置参考协议36.211的6.10节； ②计算每个子帧RE可携带的比特数，可携带比特数＝可用RE ×调制系数(64QAM为6) ③依据可用的RB数选择满足CR(码率)不超过0.93的最大的TBS，其中CR = TBS/可携带比特数。 ④计算出每个子帧选择的TBS后，根据时隙配比累加各个子帧的TBS，如果是双码字还要乘以2， 计算出最终吞吐率; 下面以20M带宽，2×2 MIMO，子帧配比1（2U2D），特殊子帧配比7(10:2:2)，PDCCH符号1为例进行计算，下行传数的子帧有：0，1，4，5，6，9。 子帧0：可用RE=(((符号数-PDCCH-PBCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((14-1-4-1)*12-8)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=84384，查100RB对应的TBS，可以选择75376(MCS28) 子帧1：可用RE=(((符号数-PDCCH-主同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每 RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数=(((10-1-1)*12-8)*6+((10-1)*12-8)*(100-6))*6=59568，TBS选择55056(MCS24) 子帧4：可用RE=(((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*RB)*调制系数=(((14-1)*12- 12)*100)*6=86400，TBS选择75376(MCS28) 子帧5:可用RE=(((符号数-PDCCH-辅同步)*每RB12个子载波-CRS)*中间6RB+((符号数-PDCCH)*每RB12个子载波-CRS)*剩余RB)*调制系数= (((14-1-1)*12-12)*6+((14-1)*12-12)*(100-6))*6=85968， TBS选择75376(MCS28) 子帧6和子帧9分别与子帧1和子帧4计算相同 下行吞吐率=(子帧0+子帧1+子帧4+子帧5+子帧6+子帧9)*2*100/1000000 =(75376+55056+75376+75376+55056+75376)*2*100/1000000=82.323Mbps 上行计算思路和下行基本一样，只不过上行需要考虑扣除的开销没有下行那么复杂，只需要在时域考虑每个子帧扣除2个符号的DMRS，频域考虑扣除PUCCH占用的RB数，和PRACH周期到来时，再扣除6个RB。 注：DRS:仅用于BF模式下业务信道的解调，DMRS【解调的参考信号(De Modulation Reference Signal，DMRS)】:用于上行控制信道和业务信道的解调 以20M带宽，1×2 SIMO，子帧配比1，特殊子帧配比7，PUCCH 16RB，PRACH周期5ms为例计算，上行传数的子帧有：2/3/7/8，假设PRACH在子帧3和子帧8。 子帧2：可用RE=((符号数-DMRS)*每RB12个子载波*(总RB数-PUCCH))**调制系数=((14-2)*12*(100-16))*6=72576，TBS选择61664(MCS28阶) 子帧3：可用RE=((符号数-DMRS)*每RB12个子载波*(总RB数-PUCCH-PRACH))**调制系数=((14- 2)*12*(100-16-6))*6=67392，TBS选择57336(MCS28阶) 子帧7、子帧8分别和子帧2、子帧3计算方法相同。
LTE计算汇总
1.RSRP及RSRQ计算 RSRP=-140+RsrpResult（dBm）； ●-44<=RSRP<-140dbm ●0<= RsrpResult<=97 下行解调门限：18.2dBm来计算的话，下行支持的最小RSRP为18.2-130.8= -112.6下行解调门限：上行支持的最小RSRP为23-126.44= -103.44dBm RSRQ=-20+1/2RsrqResult（dB） RSRQ=N×RSRP/(E-UTRA carrier RSSI)，即RSRQ = 10log10(N) + UE所处位置接收到主服务小区的RSRP – RSSI。 RSRQ=20+RSRP – RSSI 2.W及dBm换算 “1个基准”：30dBm=1W “2个原则”： 1）+3dBm，功率乘2倍；-3dBm，功率乘1/2 33dBm=30dBm+3dBm=1W× 2=2W 27dBm=30dBm-3dBm=1W× 1/2=0.5W 2）+10dBm，功率乘10倍；-10dBm，功率乘1/10 40dBm=30dBm+10dBm=1W× 10=10W 20dBm=30dBm-10dBm=1W× 0.1=0.1W 3.功率计算 其中max transmissionpower = 43dBm 等效于20W Partofsectorpower=100(%) ; confOutputpower=20(W) Sectorpower=20(W) 需确保Sectorpower=confOutputpower*Partofsectorpower*% 如Partofsectorpower=50(%) ; confOutputpower=40(W) Sectorpower(20W)=confOutputpower(40W) *Partofsectorpower(50%)
LTE速率计算
TD-LTE的最高下行速率计算LTE TDD帧结构
在TDD帧结构中，一个特殊子帧的大小是1ms，就是两个资源模块RB，一个
RB占7个OFDM符号，所以一个特殊子帧占14个OFDM符号，但是不管特 殊子帧内部结构如何变换，其大小都是1ms。 1、计算方法: 根据TD-LTE的帧结构，采用5ms的周期，最大是3个下行子帧+1个上行子帧，另外DwPTS也可以承载下行数据，最多是12个符号。 因此，5ms周期最多可以传3*14+12=54个符号，当使用20M带宽时，有1200个子载波，以最高效的64QAM计算，5ms周期内可传 54*1200*6=0.388 8M比特的数据，也就是最高下行速率为77.76Mbps。注意，这是没有使用MI MO。使用MIMO后，最高下行速率为 155.52Mbps。 当然，大家都知道每个子帧控制信息都占用至少一个符号，因此业务数据最多可占用50个符号，也就是不使用MIMO，最高下行速率为72Mbps；使用MI MO后，最高下行速率为144Mbps。 这还只是粗略计算，因为参考信号以及同步信号都会占用符号的部分或全部，因此最终的最高下行速率低于144Mbps。据中兴宣称，其最高速率为130Mbps。 2 参考信号的占用情况与MIMO是否使用有关。 a. 没有MIMO，每个RB中会分布有8个参考信号，因为第一个符号已经用于控制部分，不用重复计算，因此会占用6个调制符号的位置，也就是每个子帧占用的比特数为： 6*6（64QAM）*4（3下+DwPTS）*100（RB数量）=14.4kb 而1秒有200个子帧，对应速率为2.88Mbps b. 有MIMO，每个RB中会分布有16个参考信号，因为第一个符号已经用于控制部分，不用重复计算，因此会占用12个调制符号的位置，也就是每个子帧占用的比特数为： 12*6（64QAM）*2（MIMO）*4（3下+DwPTS）*100=57.6kb 对应速率为11.52Mbps。 这里有个地方不是很确定，就是DwPTS中参考信号的分布情况，但影响的数量应该不会很大。 3 考虑同步信号信道占用情况 同步信号只占用6个RB，因此每个子帧占用的比特数为： 2（主、从）*12（每RB子载波数）*6（64QAM）*4（3下+DwPTS）*6（R B数量）=3456b 对应速率为0.6912Mbps，如果采用MIMO，对应速率为1.3824Mbps
第二章 计算机网络 物理层 (1)
（答案仅供参考如有不对请自己加以思考） 第二章计算机网络物理层 一、习题 1.电路交换的优点有（）。 I 传输时延小 II 分组按序到达 III 无需建立连接 IV 线路利用率高 A I III B II III C I III D II IV 2 下列说法正确的是（）。 A 将模拟信号转换成数字数据称为调制。 B 将数字数据转换成模拟信号称为调解。 C 模拟数据不可以转换成数字信号。 D 以上说法均不正确。 3 脉冲编码调制（PCM）的过程是（）。 A 采样，量化，编码 B 采样，编码，量化 C 量化，采样，编码 D 编码，量化，采样 4 调制解调技术主要使用在（）通信方式中。 A 模拟信道传输数字数据 B 模拟信道传输模拟数据 C 数字信道传输数字数据 D 数字信道传输模拟数据 5 在互联网设备中，工作在物理层的互联设备是（）。 I 集线器 II 交换机 III 路由器 IV 中继器 A I II B II IV C I IV D III IV 6一个传输数字信号的模拟信道的信号功率是0.26W，噪声功率是0.02W，频率范围为3.5 ～ 3.9MHz，该信道的最高数据传输速率是（）。 A 1Mbit/s B 2Mbit/s C 4Mbit/s D 8Mbit/s 7 在采用1200bit/s同步传输时，若每帧含56bit同步信息，48bit控制位和4096bit数据位，那么传输1024b需要（）秒。 A 1 B 4 C 7 D 14 8 为了是模拟信号传输的更远，可以采用的设备室（）。 A中继器 B放大器 C 交换机 D 路由器 9 双绞线由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成，线对扭在一起的目的是（）。 A 减少电磁辐射干扰 B 提高传输速率 C 减少信号衰减 D减低成本 10 英特网上的数据交换方式是（）。 A 电路交换 B 报文交换 C 分组交换 D异步传输 11 （）被用于计算机内部的数据传输。 A 串行传输 B 并行传输 C同步传输 D 异步传输 12 某信道的信号传输速率为2000Baud，若想令其数据传输速率达到8kbit/s,则一个信号码元所取的有效离散值个数应为（）。 A 2 B 4 C 8 D 16
LTE速率计算
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： 总速率=， 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6×7×2bit；2：下行采用2×2MIMO，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)、SCH、BCH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DSUDD DSUDD，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(Downlink Pilot TimeSlot)、GP(Guard Period)和UpPTS(Uplink Pilot TimeSlot)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) 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。
(完整版)计算机网络计算题整理
目录 1.最大传输速率R-MAX计算： (2) 2.比特率与波特率的计算： (2) 第三/四章数据链路层和MAC层 (2) 1.带位填充首尾标志法即面向二进制帧格式：例：HDLC (3) 2.奇偶校验： (3) 3.校验和(CheckSum) (3) 4.循环冗余校验（CRC） (4) 5.流量控制 (4) （1）一位滑动窗口协议（协议4）：WT=1，WR=1 (4) （2）后退n帧协议 (5) 6.信道利用率： (6) 7.CSMA/CD最短帧长最短帧长和时隙长度为度 (6) 8.求环比特长度，求总时间 (7) 9.二进制指数后退算法 (7) 10.碰撞问题： (8) 第五章网络层 (9) 1.IP地址分类 (9) 2.路由算法 (9) 最短路径算法（Dijkstra）： (9) 扩散法(flooding) (9) 距离矢量算法 (9) L-S（链路状态）算法 (11) 2.主机的IP地址分配 (11) 3.子网掩码： (11) 第六章传输层 (13) 1.拥塞控制 (13) 2.TCP超时后的适应重发RTT (14) 第七章应用层 (15) 1.DNS（DNS：DomainNameSystem域名系统） (15) 2.E-mail系统的组成 (17) 3.简单邮件传输协议SMTP (17) 4.POP3 (17) 第二章物理层 1.最大传输速率R-MAX计算： 无噪声信道：R-MAX=2Blog2V（B带宽，V信号离散等级） 有噪声信道：香农公式：R-max=Blog2(1+s/n) 噪声=10log10S/N 噪声为30dB,S/N=1000 2.比特率与波特率的计算： 比特率=波特率*log2V
LTE速率计算
1、FDD理论计算公式： 一个时隙（0.5ms）内传输7个OFDM符号，即在1ms内传输14个OFDM符号，一个资源块（RB）有12个子载波（即每个OFDM在频域上也就是 15KHZ），所以1ms内（2个RB）的OFDM个数为168个（14*12），它下行采用OFDM技术，每个OFDM包含6个bits，则20M带宽时下行速速为：
物理层速率计算
802.11的物理层速率 前面我们叙述了一下802.11实际速率，即MAC层吞吐量的部分。以下我们着重介绍一下802.11的物理层速率以及其具体计算方法。在802.11中一共规定了4中基本工作模式（DSSS，FHSS，IR，以及OFDM），其中基于DSSS的802.11b以及基于OFDM的802.11a/g/n/ac都被较多的使用。本节我们分别以802.11b以及802.11g举例介绍下计算方式。 DSSS（802.11b） DSSS是基于直序扩频的工作方式，其中每一个数据Bit都被映射到一个扩频序列进行发送。扩频序列是一个特殊的二元脉冲序列，其中每一个脉冲我们称之为一个码片（chip）。在这个码片内的那个1和0是不承载信息（即数据Bit），信息是通过识别整个码片来传递的，即多个码片代表一个数据Bit。在802.11b 中，采用了Barker码和CCK码这两种扩频序列。在802.11b中，码片速率（chip rate）代表每秒发送或者接收的码片数目，协议中为11Mchip/s。 如上图，符号/码片比对应特定的扩频编码方式（包含扩频序列和编码方式）。 DSSS物理层的速率 = 调制阶数 * 码片速率 * 符号/编码比 以上图的802.11b为例，调制阶数是DBPSK即为1，符号/码片比为1/11（即默认的barker码，用11位的扩频序列代表1个bit），故 1 * 1/11 * 11Mchip/s = 1Mbps。 OFDM（802.11g）
OFDM是采用正交子载波进行工作的一种模式，即将整个数据信道分解成很多个子载波，这些子载波在数学上是正交的，比如在802.11a中，有用的数据子载波就是48个（详细的是64个子载波，其中48个是数据子载波，4个导频子载波，1个DC子载波不使用，其余的都是用来做保护的虚拟子载波，具体图例参考802.11协议精读8：再论802.11a/g的发送过程与接收过程）。 在OFDM机制下，发送方发送的实际上是一个个symbol，比如一个帧就是由[ symbol_1 symbol_2 symbol_3 ... symbol_xx]，这样组成的，当子载波给定的情况下（比如802.11a就是固定48个有效子载波），那么其symbol的周期就是固定的，不会随着速率变化而变化，在802.11a中，该symbol周期就是4us。在给定symbol周期的情况下，发送速率实际上是由这个symbol上所能够携带的信息量决定的，而这个信息量又是又调制方式和编码速率决定的。 如上图，这里的调制就是对应的调制方式，FEC速率就是对应的编码速率。 OFDM物理层的速率 = （数据子载波数目 * 调制阶数 * 编码效率) / (symbol 周期） 以上图的802.11a为例，数据子载波数目为48个，调制阶数是16QAM即为4，编码速率为1/2（可以简单理解编码速率为冗余度，即将1个bit传输2次，避免错误），故 [ 48*4*(1/2) ] / 4us = 24Mbps。若速率越高，那么对信号质量的要求越高（即灵敏度要求越高，参考下图，07版协议第617页）。