LTE系统峰值速率的计算
LTE系统峰值速率的计算是衡量LTE网络性能的重要指标，但究竟哪些因素影响峰值速率的计算？本文详细分析了峰值速率计算的相关因素，并给出了计算方法和示例。
影响峰值速率的因素有很多，包括双工方式、载波带宽、上行/下行业务需求、UE能力级、天线数和MIMO配置、控制信道开销等。
1. 双工方式：FDD-LTE系统采用频分双工，上、下行采用不同的频率发送，而TD-LTE系统采用时分双工，上、下行共享频率，采用不同的时隙发送。因此，如果采用相同的带宽和同样的终端类型，FDD-LTE系统能达到更高的峰值速率。
2. 载波带宽：LTE网络采用不同的频率资源，例如5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等，能达到的峰值速率不同。
3. 上行/下行业务需求：上行业务需求远低于下行，因此系统设计时考虑“下行速率高些、上行速率低些”的原则，实际达到的效果也是这样的。
4. UE能力级：Cat3和Cat4是常见的终端类型，FDD-LTE系统中，下行峰值速率分别能达到100Mbps和150Mbps，上行都只能支持最高16QAM的调制方式，上行最高速率50Mbps。
5. 天线数和MIMO配置：Cat4支持2*2MIMO，最高支持双流空间复用，下行峰值速率可达150Mbps；Cat5支持4*4MIMO，最高支持四层空间复用，下行峰值速率可达300Mbps。
6. 控制信道开销：峰值速率计算还要考虑系统开销，即控制信道资源占比。实际系统中，控制信道开销在20~30%的水平内波动。
计算峰值速率一般采用两种方法：第一种是从物理资源微观入手，计算多少时间内（一般采用一个TTI或者一个无线帧）传多少比特流量，得到速率；另一种是直接查某种UE类型在一个TTI（LTE系统为1ms）内能够传输的最大传输块，得到速率。
以下是FDD-LTE系统的计算示例：
【方法一】
首先给出计算结果：20MHz带宽情况下，一个TTI内，可以算得最高速率为：
总速率 =，业务信道的速率=201.6*75%≈150Mbps
数字含义：
* 6：下行最高调制方式为64QAM，1个符号包含6bit信息；
* 2和7：LTE系统的TTI为1个子帧（时长1ms），包含2个时隙，常规CP下，1个时隙包含7个符号；
* 因此：在一个TTI内，单天线情况下，一个子载波下行最多传输数据6×7×2bit；
* 2：下行采用2×2MIMO，两层空分复用，双流可以传输两路数据；
* 1200：20MHz带宽包含1200个子载波（100个RB，每个RB含12个子载波）；
* 75%：下行系统开销一般取25%（下行开销包含RS信号（2/21）、PDCCH/PCFICH/PHICH（4/21）、SCH、BCH等），即下行有效传输数据速率的比例为75%。
如果是TD-LTE系统，还要考虑上下行的时隙配比和特殊时隙配比，对下行流量对总流量占比的影响。
在时隙配比3:1/特殊子帧配比10:2:2的情况下：一个无线帧内，各子帧依次为DSUDD DSUDD，其中D为下行子帧，U为上行子帧，每个子帧包含2个时隙共14个符号，S为特殊子帧，10:2:2的配置，表示DwPTS（Downlink Pilot TimeSlot）、GP（Guard Period）和UpPTS（Uplink Pilot TimeSlot）各占10个、2个和2个符号。那么所有下行符号等效在一个TTI内占的比例为（6*14+2*10）/14*10=74%，如果也粗略考虑75%的控制信道开销，那么TD-LTE系统在3:1/10:2:2的配置下，下行峰值速率大约为150Mbps。
峰值速率的计算需要考虑多种因素，并且需要根据实际系统的配置和参数进行计算。这将有助于我们更好地理解LTE系统的性能和能力。
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