5G下行峰值速率计算

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一、基本概念

5G NR系统在LTE原有技术基础上，采用了一些新的技术和架构，NR继承了LTE的OFDMA和SC-FDMA,并且继承了LTE的多天线技术，MIMO流数比LTE更多，调制技术上，支持根据空口质量自适应选择QPSK、16QAM、64QAMH和256QAM等调制方式

NR系统跟LTE系统一样通过频分复用和时分复用可以灵活的分配带宽内的时频资源，但与LTE不同的是NR支持可变子载波宽度，如15/30/60/120/240kHz，载波所能支持的最大频域带宽大于LTE，如下图：

NR峰值理论计算与带宽、调制方式、MIMO模式及具体参数有关

时频资源图

上图呢就是出现在很多LTE资料的的时频资源图，下面就结合该图简单说一下5G峰值速率计算。

二、图说NR下行峰值速率计算

频域可用资源

5G NR中数据信道基本调度单位PRB定义为12个子载波（这里和LTE有所区别），那根据3GPP协议规定100MHz带宽（子载波30kHz），有273个可用的PRB，那也就是说NR在频域上有273*12=3276个子载波。

时域可用资源

Slot时隙的长度相较于LTE是可变的，每个时隙当中呢是14个OFDMA符号，此外考虑到部分资源需要用于发送参考信号等，能用于传输数据的符号还剩约11个符号，也就是说在0.5ms内发射的14个相同频率的子载波有约11个是用于传输数据的

那此时100M带宽，子载波30KHz情况下，在0.5ms内总共用于传输数据的子载波有3276*11=36036个。

帧结构举例（下面以2.5ms双周期）

帧结构配置2.5ms双周期时，在特殊子帧时隙配比为10:2:2的情况下，5ms内有（5+2*10/14）个下行slot，则每毫秒的下行slot数目约为1.2857个，那1s=1000ms内可以调度1285.7个下行时隙，此时用于下行调度的子载波数为36036*1285.7个

单用户MIMO2T4R与4T8R

通过多天线技术，单用户同时支持多流数据传输，单用户最大下行&上行数据流数分别取决于基站发射层数与UE接收层数的相对较小值或者基站接收层数与UE发射层数的相对较小值，由协议定义进行约束。

下图为单用户下行多流实例：在基站64T64R的情况下，2T4R的UE下行最大可同时支持4流的数据传输。

目前R15协议版本最大支持8层，即网络侧最大支持的SU-MIMO层数为8层

高阶调制256QAM

一个子载波可携带8个bit

综上：下行理论峰值速率的粗略计算：

单用户MIMO2T4R:

273*12*11*1.2857*1000*4*8=1.482607526.4bit≈1.48Gb/s

单用户MIMO4T8R：

273*12*11*1.2857*1000*8*8≈2.97Gb/s

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