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LTE原理及关键技术

来源:用户分享 时间:2025/5/17 16:35:41 本文由顾夕 分享 下载这篇文档手机版
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9. 理论数据速率计算

1)以单个子帧(1ms)的角度计算

? 采用20MHz的信道带宽,RB数目=100,即1200个子载波

? 采用常规CP,每个时隙每个子载波传7个符号,即一个常规子帧传输14个符号 ? 调制方式采用64QAM,即每个符号承载6比特 ? 编码效率为1.0 1ms内的RE总个数为:

100个RB×12子载波×7个符号×2个时隙 = 16800 每个子帧的总比特数为: 16800×6个比特 = 100800个比特

单天线理论最大下行数据速率为100800 bit / 1ms = 100.8Mbps

2)以单个无线帧(10ms)的角度计算

? 采用20MHz的信道带宽,RB数目=100,即1200个子载波 ? 上下行时隙比例采用配置2,即5ms切换周期,3DL:1UL

? 特殊子帧采用配置7,即DwPTS:GP:UpPTS符号比为10:2:2的配置

? 采用常规CP,每个时隙每个子载波传7个符号,即一个常规子帧传输14个符号 ? 一个特殊子帧传输10个下行符号,2个上行符号

? 下行调制方式采用64QAM,即每个符号承载6比特,上行调制方式采用16QAM,即

每个符号承载4比特 ? 编码效率为1.0

? 不考虑控制信道(PDCCH,PBCH)、参考信号(RS)、同步信号(SS)、等开销 下行

10ms内的下行RE总个数为:100个RB×12子载波×(14×6 + 10×2) = 124800 每个无线帧的下行总比特数为:124800×6个比特 = 748800个比特 单天线理论下行最大数据速率为748800 bit / 10ms = 74.88Mbps 上行

10ms内的上行RE总个数为:100个RB×12子载波×(14×2 + 2×2) = 38400 每个无线帧的上行总比特数为:38400×4个比特 = 153600个比特 单天线理论上行最大数据速率为153600bit / 10ms = 15.36Mbps

上行PUSCH目前Category 3的终端只有16QAM,和QPSK这两种调制方式

LTE系统的接收端最多支持2天线,所以发送的数据流数量最多为2,即支持的最大码字数目为2。因此采用MIMO技术时,最大速率也只能为单天线时的两倍。

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10. MIMO技术

天线构成的信道称为MIMO(Multiple Input Multiple Output)信道,多天线技术是LTE的核心技术之一。MIMO的基本出发点是将用户数据分解为多个并行的数据流,在指定的带宽内由多个发射天线上同时刻发射,经过无线信道后,由多个接收天线接收,并根据各个并行数据流的空间特性,利用解调技术,最终恢复出原数据流。MIMO技术充分利用了信道的空间特性,能够大幅度地提高系统容量、获得相当高的频谱利用率,从而可以获得更高的数据速率、更好的传输品质或更大的系统覆盖范围。 MIMO技术的特点

? 在发送端和接收端均使用多根天线进行数据的发送和接收。 ? 在发送端每根天线上发送不同的数据比特。

? 在多散射体的无线环境中,来自每个发射天线的信号在每个接收天线中是不相关的,并

在接收机端利用这种不相关性对多个天线发送的数据进行区分和检测。

? 可以产生多个并行的信道,并且每个信道上传递的数据不同,从而提高信道容量。 MIMO技术的优点

? 阵列增益:可以提高发射功率和进行波束赋形。

? 系统的分集特性:可以改善信道衰落造成的干扰,提高信道的可靠性,降低误码率。 ? 系统的空间复用增益:可以构造空间正交的信道,传递不同的数据流,从而提高数

据传输的峰值速率。

MIMO的主要内容

? 下行MIMO技术包括空间复用、波束赋形和传输分集,目前MIMO下行基本天线配置

为2*2,即2天线发送和2天线接收,最大支持4天线进行下行方向四层传输。 ? 上行MIMO技术包括空间复用和传输分集,目前MIMO上行基本天线配置为1*2,即

1天线发送和2天线接收,MIMO天线数据位虚拟天线数目?

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1)传输分集

传输分集分为发射分集和接收分集。发射分集就是在发射端使用多幅发射天线发射相同的信息,接收端获得比单天线高的信噪比。接收分集就是多个天线接收来自多个信道的承载同一信息的多个独立的信号副本,由于信号不可能同时处于深衰落情况中,因此在任一给定的时刻至少可以保证有一个强度足够大的信号副本提供给接收机,从而提高接收信号的信噪比。传输分集技术可以提高链路的传输质量。

LTE中2天线端口的传输分集方式采用SFBC(空频块码),4天线端口的传输分集方式采用SFBC和FSTD(频率切换发射)的组合方案。

? SFBC:针对空间(天线之间)和频率(子载波)二维对发送的符号进行编码,将

信号的副本同时通过不同频率的子载波发射,但保持其正交性,简化译码复杂度。 ? FSTD:不同的天线支路使用不同的子载波集合进行发送,减小了子载波之间的相

关性,使等效信道产生了频率选择性,因而同样可以利用纠错编码提高差错概率性能。

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2)空间复用

发射的高速数据被分成几个并行的低速数据流,在同一频带从多个天线同时发射出去。由于多径传播,每个发射天线对于接收机产生不同的空间签名,接收机利用这些不同的签名分离出独立的数据流,最后再复用成原始数据流。空间复用可以提高频谱利用率,成倍提高数据传输速率。

? 单码字传输是一个数据流进行信道编码和调制之后再复用到多根天线上 ? 多码字传输则是复用到多根天线上的数据流可以独立进行信道编码和调制

LTE系统支持基于多码字(Multiple CodeWord,MCW)的空间复用传输。多码字传输指的是用于空间复用传输的多层数据来自于多个不同的独立进行信道编码的数据流,每一个码字可以独立地进行速率控制,分配独立的混合自动重传请求(HARQ)。

在LTE系统中,一个码字指的是一个独立编码的数据块,在发送端对应着一个MAC层传到物理层的独立传输块TB,通过块CRC加以保护。不同的码字Q区分不同的数据流,其目的是通过MIMO发送多路数据,实现空间复用。在LTE的下行中,HARQ进程是针对每个码字来进行的,每个HARQ进程都需要上行的ACK/NACK反馈。同时,上行CQI的上报过程也是针对每个码字来进行的。由于LTE系统的接收端最多支持2天线,所以发送的数据流数量最多为2,LTE支持的最大码字数目为2。即在一个 TTI内,在相同的时空资源上,最多只能同时接收与发送2个TB。

LTE最多支持传输2个码字,而发射天线的数量则有可能为3或4,码字数量和发送天

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