Ο υπολογισμός του ρυθμού αιχμής λήψης 5G

1. Βασικές έννοιες

Βασισμένο στην αρχική τεχνολογία του LTE (Long Term Evolution), το σύστημα 5G NR υιοθετεί ορισμένες νέες τεχνολογίες και αρχιτεκτονικές.Το 5G NR όχι μόνο κληρονομεί το OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) και το FC-FDMA του LTE, αλλά κληρονομεί την τεχνολογία πολλαπλών κεραιών του LTE.Η ροή του MIMO είναι μεγαλύτερη από LTE.Στη διαμόρφωση, το MIMO υποστηρίζει προσαρμοστική επιλογή QPSK (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access), 16QAM (16 πολυεπίπεδη διαμόρφωση πλάτους τετραγωνισμού), 64QAM (64 διαμόρφωση πλάτους τετραγώνου πολλαπλών επιπέδων) και 256 QAM (256 τετράγωνο πολλαπλών επιπέδων διαμόρφωση).

Το σύστημα NR, όπως το LTE, μπορεί να κατανείμει ευέλικτα χρόνο και συχνότητα σε εύρος ζώνης μέσω της πολυπλεξίας διαίρεσης συχνότητας και της πολυπλεξίας διαίρεσης χρόνου.Αλλά σε αντίθεση με το LTE, το NR υποστηρίζει πλάτη μεταβλητών υπο-φορέων, όπως 15/30/60/120/240 KHz.Το μέγιστο εύρος ζώνης φορέα που υποστηρίζεται είναι υψηλότερο από το LTE, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Ο θεωρητικός υπολογισμός της τιμής κορυφής του NR σχετίζεται με το εύρος ζώνης, τη λειτουργία διαμόρφωσης, τη λειτουργία MIMO και συγκεκριμένες παραμέτρους.

Ακολουθεί ο χάρτης πόρων χρόνου-συχνότητας

Το παραπάνω γράφημα είναι ο χάρτης πόρων χρόνου-συχνότητας που εμφανίζεται σε πολλά δεδομένα LTE.Και ας μιλήσουμε εν συντομία για τον υπολογισμό του ρυθμού αιχμής 5G με αυτό.

2. τον υπολογισμό του ρυθμού αιχμής κατερχόμενης ζεύξης NR

Διαθέσιμοι πόροι στον τομέα συχνοτήτων

Στο 5G NR, η βασική μονάδα προγραμματισμού PRB του καναλιού δεδομένων ορίζεται ως 12 δευτερεύοντες φορείς (διαφορετικοί από το LTE).Σύμφωνα με το πρωτόκολλο 3GPP, το εύρος ζώνης 100 MHz (υπο-φορέας 30 KHz) έχει 273 διαθέσιμα PRB, που σημαίνει ότι το NR έχει 273*12=3276 υπο-φορείς στον τομέα συχνοτήτων.

Διαθέσιμοι πόροι στον τομέα του χρόνου

Η διάρκεια της χρονοθυρίδας είναι ίδια με το LTE, εξακολουθεί να είναι 0,5 ms, αλλά σε κάθε χρονοθυρίδα, υπάρχουν 14 σύμβολα OFDMA, δεδομένου ότι κάποιος πόρος πρέπει να χρησιμοποιηθεί για την αποστολή ενός σήματος ή ορισμένων πραγμάτων, υπάρχουν περίπου 11 σύμβολα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μετάδοση, αυτό σημαίνει ότι περίπου 11 από τους 14 υπο-φορείς της ίδιας συχνότητας που εκπέμπονται εντός 0,5ms χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση δεδομένων.

Αυτή τη στιγμή, το εύρος ζώνης 100 MHz (υποφορέας 30 KHz) σε μετάδοση 0,5 ms είναι 3726*11=36036

Δομή πλαισίου (2,5 ms διπλός κύκλος παρακάτω)

Όταν η δομή του πλαισίου έχει διαμορφωθεί με διπλό κύκλο 2,5 ms, η ειδική αναλογία χρονοθυρίδων υποπλαισίου είναι 10:2:2 και υπάρχουν (5+2*10/14) υποδοχές κατερχόμενης ζεύξης εντός 5 ms, επομένως ο αριθμός των υποδοχών κατερχόμενης ζεύξης ανά χιλιοστό του δευτερολέπτου είναι περίπου 1,2857.1s=1000ms, επομένως μπορούν να προγραμματιστούν 1285,7 χρονοθυρίδες κατερχόμενης ζεύξης εντός 1 δευτερολέπτου.αυτήν τη στιγμή, ο αριθμός των δευτερευουσών εταιρειών που χρησιμοποιούνται για τον προγραμματισμό κατερχόμενης ζεύξης είναι 36036*1285,7

MIMO 2T4R και 4T8R ενός χρήστη

Μέσω της τεχνολογίας πολλαπλών κεραιών, οι χρήστες σήματος μπορούν να υποστηρίξουν τη μετάδοση δεδομένων πολλαπλής ροής ταυτόχρονα.Ο μέγιστος αριθμός ροών δεδομένων κατερχόμενης και ανοδικής ζεύξης για έναν χρήστη εξαρτάται από τον σχετικά μικρό αριθμό επιπέδων λήψης σταθμού βάσης και επιπέδων λήψης UE, που περιορίζονται από τον ορισμό του πρωτοκόλλου.

Στο 64T64R του σταθμού βάσης, το 2T4R UE μπορεί να υποστηρίξει έως και 4 μεταδόσεις δεδομένων ροής ταυτόχρονα.

Η τρέχουσα έκδοση πρωτοκόλλου R15 υποστηρίζει το πολύ 8 επίπεδα.Δηλαδή, ο μέγιστος αριθμός επιπέδων SU-MIMO που υποστηρίζονται από την πλευρά του δικτύου είναι 8 επίπεδα.

Διαμόρφωση υψηλής τάξης 256 QAM

Ένας δευτερεύων φορέας μπορεί να μεταφέρει 8 bit.

Συνοψίζοντας, ένας κατά προσέγγιση υπολογισμός του ρυθμού αιχμής της θεωρίας κατερχόμενης ζεύξης:

Ένας χρήστης: MIMO2T4R

273*12*11*1,2857*1000*4*8=1,482607526,4bit≈1,48Gb/s

Ένας χρήστης: MIMO4T8R

273*12*11*1,2857*1000*8*8≈2,97Gb/s