Obliczenie szczytowej szybkości pobierania 5G

1. Podstawowe pojęcia

Oparty na oryginalnej technologii LTE (Long Term Evolution), system 5G NR przyjmuje nowe technologie i architektury.5G NR nie tylko dziedziczy OFDMA (wielodostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości) i FC-FDMA LTE, ale dziedziczy technologię wieloantenową LTE.Przepływ MIMO to coś więcej niż LTE.W modulacji MIMO obsługuje adaptacyjny wybór QPSK (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access), 16QAM (16 wielopoziomowych kwadraturowych modulacji amplitudy), 64QAM (64 wielopoziomowych kwadraturowych modulacji amplitudy) i 256 QAM (256 wielopoziomowych kwadraturowych amplitud modulacja).

System NR, podobnie jak LTE, może elastycznie przydzielać czas i częstotliwość w przepustowości poprzez multipleksowanie z podziałem częstotliwości i multipleksowanie z podziałem czasu.Ale w przeciwieństwie do LTE, NR obsługuje zmienne szerokości podnośnych, takie jak 15/30/60/120/240 kHz.Maksymalna obsługiwana przepustowość nośnej jest wyższa niż w przypadku LTE, jak pokazano na poniższym rysunku:

Teoretyczne obliczenie wartości szczytowej NR jest związane z szerokością pasma, trybem modulacji, trybem MIMO i określonymi parametrami.

Poniżej znajduje się mapa zasobów czasowo-częstotliwościowych

Powyższy wykres to mapa zasobów czasowo-częstotliwościowych, która pojawia się w wielu danych LTE.Porozmawiajmy z nim krótko o obliczaniu szczytowej szybkości 5G.

2. obliczenie szczytowej szybkości łącza w dół NR

Dostępne zasoby w dziedzinie częstotliwości

W 5G NR podstawową jednostką szeregowania PRB kanału danych jest zdefiniowana 12 podnośnych (innych niż LTE).Zgodnie z protokołem 3GPP, szerokość pasma 100MHz (podnośna 30KHz) ma 273 dostępne PRB, co oznacza, że ​​NR ma 273*12=3276 podnośnych w dziedzinie częstotliwości.

Dostępne zasoby w dziedzinie czasu

Długość szczeliny czasowej jest taka sama jak LTE, nadal 0,5 ms, ale w każdej szczelinie czasowej znajduje się 14 symboli OFDMA, biorąc pod uwagę, że do wysłania sygnału należy użyć jakiegoś zasobu lub innych rzeczy, jest około 11 symboli, które mogą być wykorzystane do transmisji, co oznacza, że ​​do transmisji danych wykorzystywanych jest około 11 z 14 podnośnych o tej samej częstotliwości transmitowanych w ciągu 0,5 ms.

W tej chwili szerokość pasma 100 MHz (podnośna 30 kHz) przy transmisji 0,5 ms wynosi 3726*11=36036

Struktura ramki (podwójny cykl 2,5 ms poniżej)

Gdy struktura ramki jest skonfigurowana z podwójnym cyklem 2,5 ms, specjalny współczynnik szczeliny czasowej podramki wynosi 10:2:2, a w promieniu 5 ms jest (5+2*10/14) szczelin łącza w dół, więc liczba szczelin łącza w dół na milisekundę wynosi około 1,2857.1 s = 1000 ms, więc 1285,7 przedziałów czasowych łącza w dół można zaplanować w ciągu 1 s.w tej chwili liczba podnośnych używanych do planowania łącza w dół wynosi 36036*1285,7

MIMO jednego użytkownika 2T4R i 4T8R

Dzięki technologii wielu anten użytkownicy sygnału mogą jednocześnie obsługiwać wielostrumieniową transmisję danych.Maksymalna liczba strumieni danych łącza w dół i łącza w górę dla pojedynczego użytkownika zależy od stosunkowo małej liczby warstw odbiorczych stacji bazowej i warstw odbiorczych UE, ograniczonych przez definicję protokołu.

W 64T64R stacji bazowej, 2T4R UE może obsługiwać do 4 strumieniowych transmisji danych jednocześnie.

Obecna wersja protokołu R15 obsługuje maksymalnie 8 warstw;czyli maksymalna liczba warstw SU-MIMO obsługiwanych po stronie sieci to 8 warstw.

Modulacja wysokiego rzędu 256 QAM

Jedna podnośna może przenosić 8 bitów.

Podsumowując, przybliżone obliczenie szybkości szczytowej teorii łącza w dół:

Pojedynczy użytkownik: MIMO2T4R

273*12*11*1,2857*1000*4*8=1,482607526,4bit≈1,48Gb/s

Pojedynczy użytkownik: MIMO4T8R

273*12*11*1,2857*1000*8*8≈2,97 Gb/s