LTE：下行峰值速率计算

LTE的下行峰值速率（peak data rate）可定义为满足以下条件时的最大throughput：

·         整个带宽均分配给一个UE

·         使用最高阶的MCS

·         使用可支持的最大天线数

在实际中，需要考虑典型的无线信道开销，如控制信道、参考信号、保护间隔等。

对于FDD而言，峰值速率的计算方法如下：

1 slot = 0.5ms（一个系统帧system frame为10ms，每个子帧subframe为1ms，每个子帧包含2个slot）；

1 slot = 7 modulation symbols（使用正常长度的循环前缀CP）;

1 modulation symbol = 6 bits（使用64QAM调制）

单个子载波下的峰值速率 = 每个slot的symbol数 * 每个symbol的bit数 / 每个slot所占的时间= 7 * 6 / 0.5ms = 84kbps。（1s = 1000ms）

对于20M带宽而言，100个RB用于数据传输，每个RB包含12个子载波，共有1200个子载波，则单天线下峰值速率为1200 * 84kbps = 100.8Mbps。

如果是4*4 MIMO，则峰值速率为单天线时的4倍，即403.2Mbps。如果使用3/4的信道编码，则速率降低为302.4Mbps。

注：1）UE看到的实际速率取决于即时的信道条件以及共享无线资源的用户数。例如：如果由于信道质量较差，调制从64QAM降低到QPSK，则速率从302.4Mbps降到100.8Mbps。如果把码率从3/4降到1/3，则速率进一步降低到44.8 Mbps。

    峰值速率是基于理想条件下的理论值，实际速率是考虑当时的信道质量、用户数等外界影响条件下的实际传输速率值。

2）前面介绍的并未把PDCCH、参考信号、PBCH、PSS/SSS以及编码的开销考虑进去。假设这些开销总共为25%，非空分复用情况下，真正可用于传输用户数据的最大速率为100.8Mbps * 75% = 75.6Mbps。

3）也可以先计算RE总数，再乘以每个symbol的bit数：6，得到峰值速率。

对于TDD而言，由于一个10ms的系统帧内既存在下行子帧，又存在上行子帧，以及特殊帧的存在，因此同等条件下，其峰值速率小于FDD的峰值速率。（根据下行子帧在一个系统帧中所占的比例，乘以相应的系数）

注释1：3GPP LTE中，TTI、subframe、slot的具体物理含义是什么，每个的物理含义是什么？

TTI、subframe和slot在LTE中虽然都是时间单位，但物理意义确实不一样的。
   （1） TTI是一次传输的时间长度或传输间隔时间。

（2）slot是调度的粒度，即一次传输时间TTI=k*slot，k为整数，在LTE中k总是等于2，即每次传输都是调度两个slot。

（3）subframe则是一个时间刻度单位，类似于小时，分钟这样的概念，用户对时间进行划分，与TTI和slot怎么设定没有关系。LTE中TTI设置为1ms，与一个subframe长度相等，TTI=subframe=k * slot 。

在LTE系统中，相比之2、3g，子帧和时隙已经基本退化为调度或者时间单位，因为物理层的均衡处理已经转成以符号为单位，而之前是以时隙为单位。

注释2：TD-LTE帧结构，时域上，每个1ms子帧，分为若干个符号（Symbols），符号之间有保护间隔CP，每个子帧中符号个数根据符号之间的保护间隔CP决定：常规CP时1ms有14个符号，扩展CP时1ms有12个符号。