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[技术讨论] 基于38306协议的NR上下行速率的计算 [复制链接]

军衔等级:

  列兵

注册时间:
2014-5-23
发表于 2020-1-13 14:23:44 |显示全部楼层
基于38306协议的NR上下行速率的计算
5GPCT [url=]5GPCT[/url]  
点击上方”5GPCT0”,一起讨论5G协议
作为一个工作6年的通信老兵,在这里分享一个基基于38306协议的NR上下行速率的计算
首先根据协议38306-4.1.2中规定:
对于NR来说,在给定的频带载波聚合的速率计算如下:
                               公式PNG.PNG
                              
对于MRDC的EUTRA来水,在给定的频带载波聚合的速率计算如下:
公式1.PNG
我们将先了解下PDSCH的处理过程:
1.    下行信道的处理过程
梳理下协议PDSCH的数据处理大概是这个流程:

1.png

1.   CRC校验:为每个传输块提供CRC校验,A为其中A是有效载荷大小,L是奇偶校验位的数目。(详见38212-7.2.1)
2.    LPDC编码:BG1适用于长码块高码率。BG2适用于短码块低码率。(详见38212-7.2.1)
3.   码块被分割,B是传输块(包括CRC)中的比特数。(详见38212-7.2.1)
4.   信道使用LPDC进行编码,编码后的总数为C。(详见38212-7.2.1)
5.   码率适配:(详见38212-7.2.1)
6.   码块级联:码块级联后的传输位的总数是G。(详见38212-7.2.1)
2.     /频资源
首先我们看下 NR的时频资源栅格,如图所示:
2.png
2.1 时域资源
根据栅格图,随着子载波间隔SCS越来越大,OFDM符号数会越来越小,其中:
子载波间隔:(SCS)=Δf=2μ*15(KHz),符号数对应关系如下表:
3.png
以上图可以看出,每1ms的子帧中包含的符号数是不一样的,已半帧为例,除了第一个symbol的长度不一样之外,其他的符号长度都是一样的
4.png
5G系统中的符号数,可以配置为全上/全下/灵活配置,具体如下图:
5.png
时域上可以采用多个时隙组成需要的帧结构,接下来我们以移动要求,构建下帧结构:D:全下行 /S:上下行混合以及保护时隙/U:全上行
移动要求:
6.png
a)    N79的2.5ms双周期结构(DSUUU-DSUUU)
移动要求为10:2:2的配置 ,帧结构如下图,由2.5ms双周期帧结构可知
对于下行:5ms内有(2+2*10/14)个下行slot,则每毫秒的下行slot数目为0.6857142857142个/ms,约为0.688个/ms
对于上行:5ms内有(6+2*2/14)个下行slot,则每毫秒的上行slot数目为1.4857142857142个/ms,约为1.486个/ms
7.png
b)   N41的5ms单周期结构(DDDDD-DSUU)
移动要求为6:4:4的配置 ,帧结构如下图,由5ms单周期帧结构可知
对于下行:5ms内有(7+6/14)个下行slot,则每毫秒的下行slot数目为1.4705882352941个/ms,约为1.471个/ms
对于上行:5ms内有(2+4/14)个下行slot,则每毫秒的上行slot数目为0.4571428571428个/ms,约为0.457个/ms
8.png
c)    上下行配比
根据上面的配比我们可以看出,时隙D和U的数目大致决定了上下行时域资源占比,S时隙的不同配置也会或多或少地影响上下行时域资源占比。如果考虑下行峰值吞吐量,则可以采用D时隙的占比来计算。如果要使计算结果更为准确,就可以基于符号数目来计算。
基于符号数目的不同帧结构下的容量和开销对比如下。
9.png
2.2 频域资源
根据协议38104规定,NR系统在一个资源块(RB)由频域上连续的个12子载波组成。
不同带宽条件下所支持的PRB数目是不同的FR1(即<6GHz)的传输带宽配置NRB 如下表所示。可见,30KHz条件下,100MHz载波带宽所支持PRB数为273。
10.png
峰值速率一般都是按照带宽来计算,不同的带宽频域上的PRB数目不一样,移动常用的系统带宽100M,子载波间隔30KHz的5G系统,最多传输的PRB数目为273
2.3     载波聚合和空域资源
空域资源:采用mMIMO技术时,可以通过层映射功能将一个码字映射到多个空间层上进行传输,这种利用空间资源的方式也有助于提高用户的吞吐量,所以对于UE来说,如果基站侧4端口独立发送,UE侧支持4天线端口独立接收,则相当于采用了4x4 MIMO,因此下行速率相当于速率扩大到4倍,其吞吐率也是单天线端口的4倍
11.png
载波聚合:NR系统中,Sub6GHz以下所支持的最大信号带宽为100MHz,如果采用载波聚合实现多载波同时传送,则下行吞吐率相应地扩大
12.png
2.4 PDSCH 开销
PDSCH下行时隙中,存在PDCCH和DMRS等信道或者信号,用于辅助进行调度和控制作用。这些信息的存在会降低PDSCH可用的RE资源,因此可以理解为PDSCH信道资源中的开销。
13.png
图(a)是自包含子帧,具备三个特点 :
• 同一子帧内包含DL、UL和GP
• 同一子帧内包含对DL数据和相应的HARQ反馈
• 同一子帧内传输UL的调度信息和对应的数据信息
根据协议38306规定,开销为OH(j):
14.png
2.5调制方式和码率
不一样的调制方式对应的调制阶数不一样,一个符号经过调制会变成不同数目的比特
15.png
码率 = 信息比特数/物理信道总比特数 = 信息比特数/(物理信道总符号数*调制阶数) ,由于频谱效率=信息比特数/物理信道的总符号数,所以码率=频谱效率/调制阶数,协议38214中给出了调制阶数(Q m )和目标码率(R)的关系:
对应不同的调制方式,所对应的MSC索引表也不一样
256QAM:
16.png
64QAM:
17.png
其它:
18.png
图表中的码率是乘以1024的结果,可以看出在256QAM调制下,对应最高频谱效率的最大码率为948/1024=0.925
3.     码率计算
下面我们解析下公式(以下纯属自己理解的有错误请指正)
公式中的参数在协议中是这么定义的:
公式PNG.PNG
J 是特定频段内的聚合载波数目
Rmax = 948/1024(如我们在2.5中所描述的)
V是MIMO的最大层数,下行由高层参数maxNumberMIMO-LayersPDSCH定义上行由高层参数maxNumberMIMO-LayersCB-PUSCHmaxNumberMIMO-LayersNonCB-PUSCH 定义
(这两个参数在“UE_NR_Capability”中)
19.png
20.png
Q是调制阶数(如2.3所示),下行由高层参数supportedModulationOrderDL定义,上行由高层参数supportedModulationOrderUL定义
是由高层参数scalingFactor定义,取值有四个( 1, 0.8, 0.75, and 0.4),若为f0p4就代表着0.4,若为f0p75就代表着0.75,什么值都没有代表着是1
21.png
22.png
  u子载波间隔的参数集(见2.1
T 总的来说这个参数是这么算的
T.PNG
N是载波带宽包内含的最大RB数,如2.2所示30KHz条件下,100MHz载波带宽所支持PRB数为273
H就是开销,如2.4所示:
25.png
所以对于j=1,30KHz/100MHZ/256QAM/4/ =0.8,其下行速率:

result.PNG
以上就是NR的速率计算,看不清的已上传附件供查看
基于38306协议的NR上下行速率的计算.pdf (2.07 MB, 下载次数: 6)












23.png
24.png
v.png

军衔等级:

  列兵

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2014-5-23
发表于 2020-1-13 16:47:53 来自手机 |显示全部楼层
oooooooo 发表于 2020-01-13 14:47:30 scalingFactor代表什么呢?

没有准确找到这个比例参数的具体协议解释,推断下,像是上下行配比

军衔等级:

  二级军士长

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2009-2-18
发表于 2020-1-13 14:47:30 |显示全部楼层
scalingFactor代表什么呢?

军衔等级:

  列兵

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2014-5-23
发表于 2020-1-13 14:26:48 |显示全部楼层
依旧是乱出天际的排版

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