LTE容量+距离算法

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1、一、速率计算在LTE的帧结构中，都有资源块的概念。一个资源块的带宽为180kHz，由12个带宽为15kHz的子载波组成，在时域上为一个时隙（0.5ms），所以1个RB在时频上实际上是1个0.5ms，带宽180kHz的载波。有两种循环前缀，一种是一般循环前缀（NormalCP），一个时隙里可以传7个OFDM；另一种是扩展循环前缀（ExtendedCP），一个时隙里可以传6个OFDM。ExtendedCP可以更好的抑制多径延迟造成的符号间干扰、载频间干扰，但是它一个时隙只能传6个OFDM，和NormalCP相比代价是更低的系统容量，在LTE中默认使用Norma

2、lCP。一个OFDM符号的数据承载能力就取决于调制方式，分别为2/4/6个bit（对应QPSK,16QAM,64QAM）。LTE在20MHz带宽下RB数为100个，在1.4MHz带宽时为6个，1.4MHz定义为最小频宽是因为PBCH,PSCH,SSCH最少都要占用6个RB。在20MHz带宽的情况下，可以有的RB数目=20MHz/180KHz=111个，要除去冗余可用的RB数也就是100个。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

3、（二个RB）的OFDM个数为=14*12=168个，它下行采用OFDM技术，每个OFDM包含6个bits，则20M带宽时下行速率为：*<1ms(2个RB）中的OFDM数>*<20M带宽的RB个数>*<1000ms/s>=6*168*100*1000=100800000Bits/s=100Mb因为我们前面说了，20MHz带宽理论值可以有111个RB的，所以LTE20M带宽下可以达到的速率也有可能超过100Mb。LTE的时间单元Ts=1/(15000*2048)秒，（15kHz的子载波带宽，2048个子载波，总带宽为15000*2048

4、=30720000Hz）2048个子载波的来历：对于依靠IFFT/FFT来实现OFDM的系统来说，采样频率是这样确定的：采样频率＝N×子载波间隔，N为不小于系统射频工作带宽/子载波间隔的最小2的次幂；如：20M/15K＝1333，则不小于1333的最小2的次幂是2048；所以采样频率＝2048×15K＝30.72M。二、覆盖距离计算系统的覆盖距离与系统带宽基本无关，本文以20MHz带宽为例分析TD-LTE系统的覆盖距离。TD-LTE子载波间隔Δf=15kHz，时域的基本单位Ts=1/(15000*2048)s=32.55μs，基带采样率fs=1/Ts=30

5、.72MHz。TD-LTE帧结构如图1所示:DwPTS、GP和UpPTS三个特殊时隙构成一个特殊子帧，特殊子帧长度之和是1ms。TD-LTE系统支持5ms和10ms的切换点周期，支持7种上下行时隙配置。TD-LTE的一个子帧包含2个时隙，Tslot=0.5ms，有两种时隙结构，如图2所示。TD-LTE系统中，影响系统覆盖距离的参数有RB配置、频率复用系数、发射功率、CP配置、GP配置和随机接入突发信号格式等。下面重点分析CP配置、GP配置和随机接入突发信号格式这3个参数对系统覆盖距离的影响。OFDM技术能有效克服频域上的干扰问题，但是无法克服由于多径时延造

6、成的符号间干扰（ISI）和子载波正交性破坏问题。多径时延表现为信号经过无线信道后发生的较大时延及幅度衰减。对此，在TD-LTE系统中，在每个OFDM符号之前加入循环前缀CP。只要各径的多径时延与定时误差之和不超过CP长度，就能保证接收机积分区间内包含的各子载波在各径下的整数波形，从而消除多径带来的符号间干扰和子载波间的干扰（ICI）。在系统设计时，要求CP长度大于无线信道的最大时延扩展。多径时延扩展与小区半径和无线信道传播环境相关，接下来分析无线信号在不同传播环境下的功率时延分布情况。通常用均方根（rms，rootmeansquare）多径延迟扩展τrms

7、来描述功率延迟分布情况，可以用式（1）表示：τrms=T1dεy（1）表1给出了对于不同小区半径d，在四种传播环境下，包含90%能量的τrms值：正常CP：正常CP有7个OFDM符号，第1个OFDM符号的CP长度是5.21μs，第2到第7个OFDM符号的CP长度是4.69μs。正常CP可以在1.4km的时延扩展范围内提供抗多径保护能力，适合于市区、郊区、农村以及小区半径低于5km的山区环境。扩展CP：扩展CP有6个OFDM符号，每个OFDM符号的CP长度均是16.67μs。扩展CP可以在10km的时延扩展范围内提供抗多径保护能力，适合于覆盖距离大于5km的

8、山区环境以及需要超远距离覆盖的海面和沙漠等环境。TD-LTE系统利