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1、LTE系统空中接口开销分析王立荣,胡恒杰(中国移动通信集团设计院有限公司,北京100080)摘要:本文主要从带宽保护、CP开销、上、下行链路开销等方面对LTEFDD以及LTETDD系统的空中接口开销进行了介绍和分析,有助于对LTE系统的无线频谱的使用效率的了解,也有助于LTE网络规划时的系统容量的准确计算。关键词:LTE;空中接口;系统开销;上行链路下行链路中图分类号:TP334.7文献标识码:B文章编号:1003-7241(2011)01-0032-05AirInterfaceExpensesAnal
2、ysis`SystemofLTELIUBao-chang,HUHeng-jie(ChinamobilecommunicationsgroupdesignCo.,LTD,Beijing100080China)Abstract:Thisarticlemainlyanalyzesthebandwidthprotection,CPoverhead,downlinkoverhead,uplingkoverheadandotheraspectsofLTEFDDandLTETDDsystemairinterfaceo
3、verhead.ItishelpfultounderstandtheefficientuseofradiospectrumoftheLTEsystem,andalsobehelpfultotheaccuratecalculationofsystemcapacity.Keywords:LTE;airinterface;overhead;uplink;downlink1引言LTE(LongTermEvolution,长期演进)系统通过综合利用一系列允许快速改变通信业务的调制模式和编码模式的先进技术,以及高级
4、纠错技术、流量调度方案以及MIMO技术等措施,可以大大地提高无线频谱的使用效率和网络吞吐量。从另一方面讲,空中接口的传输效率问题也是影响用户传输吞吐量的影响因素之一,所以LTE系统在时域、频域及空间的信道开销的大小是业界非常关注的问题之一。2FDD系统开销分析从帧结构分析开销:从LTE帧结构可以看出,空口开销主要包括以下图1LTE帧结构图（4)上行链路开销:带内控制信令,PUCCH,RS,SRS几个方面:（1）保护带宽（2）CP开销（3）下行链路开销:PCFICH,PHICH,PDCCH,PBCH,PS
5、C,SSC,RS3保护带宽开销对大多数信道带宽来说,保护带宽一般为信道带宽的10%,当带宽为1.4MHz时,保护带宽为整个带宽的23%,当带宽为1.6MHz时,保护带宽为整个带宽的21%,如下表1所示。下面举例说明:收稿日期:2010-01-20《自动化技术与应用》通信与信息处理CommunicationandInformationProcessing2011年第30卷第1期表1保护宽带对应表另外还可计算出:（1）全部符号时长:符号0的时长为71.88usec,符号1-6的CP时长为71.35usec;
6、（2）时隙时长为:71.88+6*71.35=500usec;这样可得出CP开销为:(5.21+6*4.69)/500=6.67%(用户的有效传输数据量减少了6.67%);4.2下行链路控制信道开销（1）PCFICH:用于承载PDCCH信道所占的OFDM符号数量(1、2或3)的信息,采用QPSK调制方式,在每个子帧(第一个时隙上)的第一个符号上发送,以4个RE为一组的形式,分散占用16个子载波[1]。（2）PHICH:承载ACK/NAK比特信息。当一个在PUSCH上的业务数据被eNB接收到以后,eNB进
7、行CRC校验后,在某个时刻,下行ACK/NAK信息就会在在PHICH信道上进行发送。PHICH信道也是采用QPSK调制方式在每个子帧(第一个时隙上)的第一个OFDM符号上发送。8个终端的下行ACK/NACK信息以CDM(码分复用)的方式复用在连续的4个RE上。这些RE会在一定的频带间隔下重复发送。这样,在LTE系统中的下行ACK/NACK信息是采用了是码分复用和频分复用相结合的方式。具体如下图3所示:举例:带宽为5MHz(包括保护带宽)的LTE系统包含25个图2宽带示例RB,从而传输带宽(可用有效带宽)
8、配置为:25*180=4.5MHz,余下0.5MHz作为保护带宽。假设一个用户需要用到10个RB,则实际传输带宽配置为:10*180=1.8MHz。4下行链路开销分析4.1CP开销LTE系统的时隙结构中的CP有长CP和短CP。对于短CP,包含7个OFDM符号(长CP为6个),有效OFDM符号时长为Tb=1/15kHz=66.67usec;CP时长=CP的取样数/FFT大小*Tb,这样可计算出符号0的CP时长为5.21usec,符号1-6的C
