【技术干货】TD-LTE相关计算

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（Normal CP），一个时隙里可以传7个OFDM；另一种是扩展循环前缀（Extended CP），一个时隙里可以传6个OFDM。Extended CP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Normal CP相比代价是更低的系统容量，在LTE中默认使用Normal CP。

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（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： <OFDM的bits数>*<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LTE 20M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=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T s =1/(15000*2048)s=32.55μs，基带采样率f s =1/T s =30.72MHz。

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，T slot=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。

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