Розрахунок пікової швидкості завантаження 5G

1. Основні поняття

На основі оригінальної технології LTE (Long Term Evolution) система 5G NR використовує деякі нові технології та архітектури.5G NR не тільки успадковує OFDMA (множинний доступ з ортогональним частотним поділом каналів) і FC-FDMA LTE, але й успадковує технологію LTE з кількома антенами.Потік MIMO більше, ніж LTE.У модуляції MIMO підтримує адаптивний вибір QPSK (множинний доступ з ортогональним частотним поділом каналів), 16QAM (16 багаторівневої квадратурної амплітудної модуляції), 64QAM (64 багаторівневої квадратурної амплітудної модуляції) і 256 QAM (256 багаторівневої квадратурної амплітудної модуляції). модуляція).

Система NR, як і LTE, може гнучко розподіляти час і частоту в смузі пропускання через частотне та часове мультиплексування.Але на відміну від LTE, NR підтримує змінну ширину піднесучої, наприклад 15/30/60/120/240 кГц.Максимальна підтримувана пропускна здатність оператора вища, ніж LTE, як показано на малюнку нижче:

Теоретичний розрахунок пікового значення NR пов’язаний із смугою пропускання, режимом модуляції, режимом MIMO та конкретними параметрами.

Нижче наведена карта частотно-часових ресурсів

Графік вище – це карта частотно-часових ресурсів, яка відображається в багатьох даних LTE.І давайте коротко поговоримо про розрахунок розрахунку пікової швидкості 5G з ним.

2. розрахунок пікової швидкості низхідної лінії зв'язку NR

Доступні ресурси в частотній області

У 5G NR базовий блок планування PRB каналу даних визначається як 12 піднесучих (на відміну від LTE).Згідно з протоколом 3GPP, смуга пропускання 100 МГц (піднесуча 30 КГц) має 273 доступних PRB, що означає, що NR має 273*12=3276 піднесучих у частотній області.

Доступні ресурси у часовій області

Довжина часового інтервалу така ж, як і в LTE, але все ще становить 0,5 мс, але в кожному часовому інтервалі є 14 символів OFDMA, враховуючи, що для надсилання сигналу чи інших речей потрібно використовувати певний ресурс, є близько 11 символів, які можна використовувати для передачі, це означає, що приблизно 11 із 14 піднесучих однієї частоти, що передаються протягом 0,5 мс, використовуються для передачі даних.

У цей час смуга пропускання 100 МГц (піднесуча 30 КГц) при передачі 0,5 мс становить 3726*11=36036

Структура кадру (2,5 мс подвійний цикл нижче)

Коли структуру кадру налаштовано з подвійним циклом 2,5 мс, спеціальне співвідношення часових інтервалів субкадру становить 10:2:2, і є (5+2*10/14) слотів низхідної лінії зв’язку в межах 5 мс, тому кількість слотів низхідної лінії зв’язку на мілісекунду становить приблизно 1,2857.1 с = 1000 мс, тому 1285,7 часових інтервалів низхідної лінії можна запланувати в межах 1 с.на даний момент кількість піднесучих, що використовуються для планування низхідної лінії зв’язку, становить 36036*1285,7

Один користувач MIMO 2T4R і 4T8R

Завдяки технології кількох антен користувачі сигналу можуть підтримувати багатопотокову передачу даних одночасно.Максимальна кількість потоків даних низхідної та висхідної лінії зв’язку для одного користувача залежить від відносно невеликої кількості рівнів прийому базової станції та рівнів прийому UE, що обмежено визначенням протоколу.

У 64T64R базової станції 2T4R UE може підтримувати до 4 потокових передач даних одночасно.

Поточна версія протоколу R15 підтримує максимум 8 рівнів;тобто максимальна кількість рівнів SU-MIMO, підтримуваних на стороні мережі, становить 8 рівнів.

Модуляція високого порядку 256 QAM

Одна піднесуча може нести 8 біт.

Підводячи підсумок, приблизний розрахунок пікової швидкості за теорією низхідної лінії зв’язку:

Один користувач: MIMO2T4R

273*12*11*1,2857*1000*4*8=1,482607526,4 біт≈1,48 Гбіт/с

Один користувач: MIMO4T8R

273*12*11*1,2857*1000*8*8≈2,97 Гбіт/с