LTE帧结构与速率计算
LTE测试下载速率学习
LTE测试下载速率学习一、下载速率的计算1.1 帧结构1.2 RB and RE1.2.1 RBLTE空中接口分配资源的基本单位是物理资源块（physical Resource Block，PRB）。
一个物理资源块包括频域上的连续12个子载波，和时域上的7个连续的OFDM 符号周期。
一个RB对于的是带宽为180kHZ、时长为0.5ms的无线资源。
以20M带宽为例，一共有100个RB数。
1.2.2 RELTE的下行物理资源可以看成是时域和频域资源组成的二维栅格，把一个常规的OFDM符号周期和一个子载波组成的资源成为一个资源单位（Resource Element，RE），那么一个RB包含12*7=84个RE。
每个RE都可以根据无线环境选择QPSK、16QAM或64QAM的调制方式，调制方式为QPSK时可以携带2bit信息，16QAM时可以携带4bit，而64QAM则可以携带6bit信息。
1.3 CP保护间隔中的信号与该符号尾部相同，即循环前缀（Cyclic Prefix,简称CP）。
Tcp的作用：既可以消除多径的ISI,又可以消除ICI。
一个OFDM的符号周期包括有用符号时间Tu和循环前缀Tcp，Tofdm=Tu+Tcp。
一般分为普通CP和扩展CP，普通CP配置情况下，一个时隙内有用符号为7个，扩展CP配置情况下为6个。
所谓有用符号就是可以携带有效数据的符号。
1.4 PCFICH、PHICH和PDCCH配置1.5 上下行理论计算1.5.1 下行峰值速率以20M带宽为例，可用RB为100。
1）以常用的双天线为例，RS的图案如下图所示。
可以看出每个子帧RS的开销为16/168=2/21。
2）PCFICH、PHICH占用的是每个子帧的第一个Symbol，PDCCH通常占用每个子帧的前三个Symbol，如下图所示。
考虑到和RS信号重复的部分，PCFICH、PHICH和PDCCH的开销为(36-4)/168=4/21。
LTE帧结构
一、协1、UMPTb2 单板面板如下图1-1接口UMPT 面板接口含义如下表所示。
表1-1 UMPT 面板接口指示灯UMPT 面板上有3个状态指示灯，含义如下表所示。
表1-2 UMPT 状态指示灯议知识1. LTE帧结构及物理资源基本概念RE/RB/CCE/REG/RBG帧结构Type1：FDD（全双工和半双工）(FDD上下行数据在不同的频带里传输；使用成对频谱)每一个无线帧长度为10ms，由20个时隙构成，每一个时隙长度为T slot = 15630 x Ts = 0.5ms。
对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输，并且有10个子帧可以用于上行传输。
上下行传输在频域上进行分开。
帧结构Type2：TDD (TDD上下行数据可以在同一频带内传输；可使用非成对频谱)一个无线帧10ms，每个无线帧由两个半帧构成，每个半帧长度为5ms。
每一个半帧由8个常规时隙和DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成，DwPTS和UpPTS的长度可配置，要求DwPTS、GP以及UpPTS的总长度为1ms。
DwPTS: Downlink Pilot Time SlotGP: Guard Period (GP越大说明小区覆盖半径越大)UpPTS: Uplink Pilot SlotTs = 1 / (15000x2048) sFrame 帧的长度：Tf = 307200 x Ts = 10msSubframe 子帧的长度：Tsubframe = 30720 x Ts = 1msSlot 时隙的长度：Tslot = 15360 x Ts = 0.5ms1 Sub-Carrier = 15 kHz;1 TTI = 1 ms => 1 sub-frame =>2 slots (0.5 ms *2) # for one user, min 2 RB allocation.1 RB = 12 sub-carriers during 1 slot (0.5 ms) =>12 * 15kHz = 180kHz (Bandwidth); => 12 * 7 symbols= 84 REs1RE = 1 sub-carrier x 1 symbol period (Each symbol is QPSK, 16QAM or 64QAM modulated.)LTE支持可变带宽：1.4MHz, 3, 5, 10, 15 和 20MHz一个小区最少使用6个RB, 即最少包含72个sub-carriers: 6 RB * 12 sub-carriers = 72 sub-carriers特殊帧格式7：DwPTS:GP:UpPTS => (21952Ts-32Ts) : 4384Ts : 4384Ts=> 10:2:2最小分配单位为:2192T⋅sConfigure TDD: 上下行配置（下图） + 特殊帧格式（上图） (e.g.: 2:71:7)=> 10ms转换周期：一个帧分成上下半帧，下半帧的特殊帧为DwPTS=1ms，用于DL传输(如上图3，4，5所示)RE：Resource Element，称为资源粒子，是上下行传输使用的最小资源单位。
TD-LTE帧结构及速率分析
TD-LTE帧结构及速率分析TD-LTE帧结构与物理层DwPTS SGPSFigure 4.2-1: Frame structure type 2 (for 5 ms switch-point periodicity).TDD采用2型帧，如上图所示，1个帧周期是10ms，分成10个子帧，1个子帧分成2个时隙，1个时隙0.5ms，这与FDD1型帧是一致的，差别主要是特殊时隙。
Table 4.2-2: Uplink-downlink configurations.如上表，根据上下行不同的配比，分为7种不同的配置，注意配置3、4、5，在10ms周期内只有1个特殊时隙，这就是转换周期的概念，配置345是10ms转换周期，这种配置相对于5ms转换周期来说，时延的保证性略差些，但系统损失的容量相对较小。
外场常用的上下行配置是2和3。
Table 4.2-1: Configuration of special subframe (lengths of DwPTS/GP/UpPTS).PS：CP的概念：循环前缀（CP: Cyclic Prefix）实际上是一份附加在符号前面的数据符号的末尾部分。
通过添加一个循环前缀，信道能够被制成表现好像传输波形是来自时间减去无穷大，从而保证了正交状态，其本质上防止了一个辅载波与另一个载波相混淆（叫做载波间干扰，或ICI ）。
目前常用的特殊子帧配置是5和7，特别是7，可以提高下行吞吐量。
以上TDD 帧结构的2个重要概念已经总结完了，1个是上下行子帧配比，1个是特殊子帧配比。
资源栅格：One downlink slot T 0=l 1DLsymb -=N l R B D L s u b c a r r i e r RB scN ⨯resource elementsResourceelement),(l k 1RBsc -N上图中，一个RB （Resource Block ）即帧结构中的一个slot 。
LTE帧结构与速率计算
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One subframe
帧结构特点： 每个10ms无线帧，分为20个时隙，10个子帧 每个子帧1ms，包含2个时隙，每个时隙0.5ms 上行和下行传输在不同频率上进行
TDD帧结构
帧结构特点： 每个10ms无线帧，2个长度为5ms的半帧构成 ，每个半帧由5个长度为1ms 的子帧构成 普通子帧由两个0.5ms的时隙组成，特殊子帧由3个特殊时隙（DwPTS、GP 和UpPTS）组成 TD－LTE支持５ｍｓ和10ms的上下行转换点，转换周期为5ms时一个帧有两 个特殊时隙。
在常规CP上，一个资源块包括7个SC— FDMA符号（下行时OFDM符号）
LTE子载波间隔是15kHz,一个资源块占用 的带宽是180kHz.
LLTE系统支持6种不同的传输带宽，分别为1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz、20 MHz对应RB数：
带宽
1.6
3
5
10
15
OFDM符合个数
3、采用QPSK调制，指示一个子帧中用于传输PDCCH的OFDM符号数、传输
格式；
4、小区级shift，随机化干扰
PDCCH QPSK
用于指示PDSCH相关的传 输格式，资源分配， HARQ信息等
1、频域：占用全带宽； 2、时域：占用每个子帧的前n个OFDM符号，n<=3 3、用于发送上/下行资源调度信息、功控命令等，通过下行控制信息块 DCI承载。不同用户使用不同的DCI资源。
LTE帧结构与速率计算
一、LTE帧结构
• FDD—LTE帧结构
频分双工，上下行用频率区分，上下行的资源在时间上 是连续的。
LTE每日一课_LTE理论速度计算(根据帧结构计算)
1.基本概述LTE理论速度的计算，归根结底，还是要统计多少个RE传输下行数据,多少个传输上行数据，多少个RE是系统开销掉的，然后再根据调制方式计算传输块大小。
即吞吐率取决于MAC层调度的选择的TBS，理论吞吐率就是在一定条件下可选择的最大TBS 传输块。
TBS可有RB和MCS的阶数对应表中进行查询可得。
2.计算思路具体计算思路如下：2.1 计算每个子帧中可用RE数量这里要根据协议规定，扣除掉每个子帧中的PSS、SSS、PBCH、PDCCH、CRS等开销，然后可以得到可使用的RE数目。
在这里，PSS、SSS、PBCH是固定的，但是其他系统开销需要考虑到具体的参数配置，如PDCCH符号数、特殊子帧配比、天线端口映射等。
信道映射举例如下：TD-LTE帧结构图（信道、子载波、时隙）2.2 计算RE可携带比特数比特数=RE数*6（2.3 选择子帧TBS传输块依据可用RB数，选择CR（码率）不超过0.93的最大TBS。
2.3.1 码率下表是CQI与码资源利用率的关系，可以看到，即使是使用64QAM调制，最大的码字也不能达到6，最多达到0.926，这里也算是修正我们上一步乘以6bit的一些差值。
2.3.2 MCS与TBS对应关系以20M带宽，100RB计算，对应关系如下表：这里我们根据RE*6*CR的值，在下表中找出比这个值小，但是最接近的TBS块大小，就是该子帧能达到的最大理论速度。
全部的MCS、RB、和TBS的对应关系如附件：MCS与TBS映射.xlsx2.4 累加各子帧的TBS根据时隙配比，累计各个子帧的TBS；如果是双流，还需要乘以2，就可以计算出最高的吞吐量了。
3.下行理论速度计算举栗子配置为：20M带宽，2x2 MIMO,子帧配比1,特殊子帧配比7, PDCCH符号1，所以下行传数的子帧有：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,乘以码率0.93，得78477，查询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-l-l)*12-8)*6+((10-l)*12-8)*(100-6))*6=59568, 乘以码率0.93，得55398，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, 乘以码率0.93，得80352，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-l-l)*12-12)*6+((14-l)*12-12)*(100-6))*6=85968, 乘以码率0.93，得79950，TBS 选择75376(MCS28)子帧6与子帧1计算相同，子帧9与子帧4计算相同所以下行吞吐率=(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理论速度对应表如下：4.上行理论速度计算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。
LTE每日一课_LTE理论速度计算(根据帧结构计算)
1.基本概述LTE理论速度的计算，归根结底，还是要统计多少个RE传输下行数据,多少个传输上行数据，多少个RE是系统开销掉的，然后再根据调制方式计算传输块大小。
即吞吐率取决于MAC层调度的选择的TBS，理论吞吐率就是在一定条件下可选择的最大TBS 传输块。
TBS可有RB和MCS的阶数对应表中进行查询可得。
2.计算思路具体计算思路如下：2.1 计算每个子帧中可用RE数量这里要根据协议规定，扣除掉每个子帧中的PSS、SSS、PBCH、PDCCH、CRS等开销，然后可以得到可使用的RE数目。
在这里，PSS、SSS、PBCH是固定的，但是其他系统开销需要考虑到具体的参数配置，如PDCCH符号数、特殊子帧配比、天线端口映射等。
信道映射举例如下：TD-LTE帧结构图（信道、子载波、时隙）2.2 计算RE可携带比特数比特数=RE数*6（2.3 选择子帧TBS传输块依据可用RB数，选择CR（码率）不超过0.93的最大TBS。
2.3.1 码率下表是CQI与码资源利用率的关系，可以看到，即使是使用64QAM调制，最大的码字也不能达到6，最多达到0.926，这里也算是修正我们上一步乘以6bit的一些差值。
2.3.2 MCS与TBS对应关系以20M带宽，100RB计算，对应关系如下表：这里我们根据RE*6*CR的值，在下表中找出比这个值小，但是最接近的TBS块大小，就是该子帧能达到的最大理论速度。
全部的MCS、RB、和TBS的对应关系如附件：MCS与TBS映射.xlsx2.4 累加各子帧的TBS根据时隙配比，累计各个子帧的TBS；如果是双流，还需要乘以2，就可以计算出最高的吞吐量了。
3.下行理论速度计算举栗子配置为：20M带宽，2x2 MIMO,子帧配比1,特殊子帧配比7, PDCCH符号1，所以下行传数的子帧有：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,乘以码率0.93，得78477，查询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-l-l)*12-8)*6+((10-l)*12-8)*(100-6))*6=59568, 乘以码率0.93，得55398，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, 乘以码率0.93，得80352，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-l-l)*12-12)*6+((14-l)*12-12)*(100-6))*6=85968, 乘以码率0.93，得79950，TBS 选择75376(MCS28)子帧6与子帧1计算相同，子帧9与子帧4计算相同所以下行吞吐率=(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理论速度对应表如下：4.上行理论速度计算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。
2LTE无线帧结构介绍讲解学习
2LTE无线帧结构介绍讲解学习LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，相较于前一代技术，具有更高的数据传输速率和更低的延迟。
在LTE系统中，无线帧结构是指系统用于传输信息的时间单位。
一个帧持续10毫秒，每个帧被分成10个子帧，每个子帧持续1毫秒。
每个子帧又被进一步划分成10个时隙，每个时隙约持续0.1毫秒。
在LTE系统中，有两种类型的帧结构：Type 1和Type 2、Type 1帧结构被用于FDD（Frequency Division Duplexing）模式，即上行和下行数据在不同的频段上进行传输；Type 2帧结构被用于TDD（Time Division Duplexing）模式，即上行和下行数据在同一个频段上通过时间复用进行传输。
Type 1帧结构由10个子帧组成，其中0到6号子帧是用于下行数据传输，即基站向终端设备发送数据；9号子帧用于下行控制信息的传输，包括调度和授权信息；其余的7到8号子帧分别用于上行PDCCH （Physical Downlink Control Channel）的探测以及定时和同步。
Type 2帧结构由两个超帧组成，每个超帧由两个普通帧（Normal Frame）和一个特殊帧（Special Frame）组成。
每个帧由两个时隙组成，其中0到5号时隙用于下行数据传输，6号时隙用于下行控制信息传输，7到8号时隙用于上行控制信息传输，以及9号时隙用于特殊目的。
在LTE帧结构中，还有一些用于特殊目的的时隙。
在Type 1帧结构中，1到6号时隙可以用于下行传输参考信号（PDSCH）的传输；在Type 1和Type 2帧结构中，3到6号时隙被用于下行数据传输；而8号时隙被用于上行PDCCH的传输。
在LTE系统中，帧结构的设计旨在提高系统的灵活性和可靠性。
通过将上行和下行数据传输分开，可以避免干扰问题；同时，通过不同的子帧和时隙的设计，可以实现对不同类型的信息进行传输和控制。
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：<OFDM的bits数>*<1ms内的OFDM数>*<20M带宽的RB个数>*<1000ms/s>=6*168*100*1000=100800000bits/s=100Mb2、TDD理论计算公式：假设：带宽为20MHZ，TDD配比使用配置为1，即DL:UL:S=4:4：2，特殊时隙配置为DwPTS : Gp : UpPTS=10:2:2，子帧中下行控制信道占用3个符号，传输天线为2。
总10ms周期内，下行子帧有效数为4+10/14*2=5.4320MHZ带宽下：每帧中下行符号数为14*12*100*（4+10/14*2）=91200每帧中下行控制信道所占用的符号数为（3*12-2*2）*100*5.43=17371.4 每帧中下行参考信号数目为16*100*5.43=8685.7每帧中用于同步的符号数为288每帧中PBCH符号数为（4*12-2*2）*6=264则每帧中下行的PDSCH符号数为91200-17371.4-8685.7-288-264=64951 假设采用64QAM，码率为5/6，则速率为：（6*5/6*64951*2）/10ms=64.951Mbits/s其中6为64 QAM时每符号的比特数，5/6为码率，2为天线数RE：资源粒子 RB资源块1RB=7*12=84RE一个RB=12个子载波20M带宽：12*15*100=18000Hz，加2M保护带宽，不就是20M了嘛，不同的带宽不同的资源粒子数OFDM符号是在时域上说的，一个RE就是OFDM符号。
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物理下行控制信 道
PDCCH
QPSK
物理多播信道
PMCH
二
LTE峰值速率计算：
２０Ｍ带宽下行速率（FDD）(资源全部用于承载数据时)：
单个子载波下峰值速率：７（每个时隙下符号数）*6(采用64QAM1个符号传6bit数据 )/0.5ms=84kbps
20M带宽子载波数：100*12=1200
单天线下峰值速率：1200*84=100.8Mbps. 下行采用2×2MIMO时总速率：100.8*2=201.6Mbps
PBCH
QPSK
物理控制格式指 示信道
PCFICH QPSK
用于NB向UE反馈与PUSCH 1、PHICH的传输以PHICH组的形式，PHICH组的个数由PBCH指示。 相关的ACK/NACK信息 2、采用BPSK调制，传输上行信道反馈信息。 1、频域：对于不同的带宽，都占用中间的1.08MHz （72个子载波）进 传递UE接入系统所必需的 行传输 系统信息，如带宽、 2、时域：映射在每个5ms 无线帧的subframe0里的第二个slot的前4个 PHICH指示信息、天线数 OFDM符号上 目等 3、周期：40ms。每10ms重复发送一次，终端可以通过4次中的任一次接 收解调出BCH 1、指示PDCCH的长度信息（1、2或3），PCFICH映射到控制区域的第一 个OFDM符号的4个REG上。REG的符合上的位置取决于小区的ID。 一个子帧中用于PDCCH的 2、均匀分布在整个系统带宽； OFDM符合个数 3、采用QPSK调制，指示一个子帧中用于传输PDCCH的OFDM符号数、传输 格式； 4、小区级shift，随机化干扰
没有考虑信道和信号的开销以及编码效率情况下
请在此输入您的标题
• 上行峰值速率的计算： 4×7×2×96×12=64512kbps=64.5Mbps 64.5×75%=48.375Mbps
下行物理信道
物理信道中文名 简称 PHICH 编码方式 作用 BPSK 特点
物理HARQ指示信 道
物理广播信道
One subframe
帧结构特点： 每个10ms无线帧，分为20个时隙，10个子帧 每个子帧1ms，包含2个时隙，每个时隙0.5ms 上行和下行传输在不同频率上进行
TDD帧结构
帧结构特点： 每个10ms无线帧，2个长度为5ms的半帧构成 ，每个半帧由5个长度为1ms的子 帧构成 普通子帧由两个0.5ms的时隙组成，特殊子帧由3个特殊时隙（DwPTS、GP和 UpPTS）组成 TD－LTE支持５ｍｓ和10ms的上下行转换点，转换周期为5ms时一个帧有两个 特殊时隙。
LTE帧结构与速率计算
一、LTE帧结构
• FDD—LTE帧结构
频分双工，上下行用频率区分，上下行的资源在时间上 是连续的。
• TD-LTE帧结构
时分双工，上下行用时间来 frame, Tf = 307200Ts = 10 ms One slot, Tslot = 15360Ts = 0.5 ms #0 #1 #2 #3 #18 #19
请在此输入您的标题
DwPTs符号数大于9才能传输数据，UpPTS不能传输上行信令或数据
LLTE系统支持6种不同的传输带宽，分别为1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz、20 MHz对应RB数：
带宽 RB 1.6 6 3 15 5 25 10 50 15 75 20 100
QPSK\16QA 传输MBMS相关的数据 M\64QAM