无线网络速率和容量的计算

GPRS编码方式 ❖GPRS编码方式
数 据 速 率
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按照GPRS编码方式的不 同（CS1~CS4)，每个无线 块（Radio block）承载的 数据RLC DATA从160～400， 相应的每时隙速率从 8kbps~20kbps。 以CS1为例，每时隙速率
抗 =160/0.02/1000=8Kbps。 干 扰 0.02为无线块的周期 能 （20ms）。 力 网络最初只支持CS2编码
的情况下，支持4个下行时 隙的手机速率 =12×4=48kbps。
GSM/EDGE调制方式比较
❖ GPRS与EDGE调制方式不同
EDGE与GPRS基本类似，主要是调制方式与GPRS不一样，GPRS是GMSK，1个 符号1bit,EDGE是8PSK，1个符号3bit,因此理论上EDGE的最大速率可达GPRS最 大速率的3倍。
TD-SCDMA的调制方式
TD R4业务采用了QPSK和8PSK的调制方式，所代表的bit数分别为2和3（2的2次方和3次方）。 TD R5业务（HSPA)采用了QPSK和16QAM（所代表的bit数为4）的调制方式。
TD-SCDMA R4码道速率的计算
TD-SCMDA物理层-常规时隙
扩频因子(Q) 每个数据块符号数(N) 下行，
GPRS/EDGE手机能力
GPRS/EDGE终端总共有29种类型，代表 了不同的时隙支持能力，Rx表示可支持的 最大下行时隙（PDCH)，Tx表示可支持的 最大上行时隙，Sum表示可同时支持的最 大上下行时隙之和。 CLASS 29最高可支持8上/下行时隙，理 论速率可达59.2×8=473.6kbps，但实际 上市场上基本无此类终端，网络也不支持8 时隙。 目前比较常见的终端是CLASS10，支持 下行4时隙，上行2时隙，理论的下行速率 为59.2×4=236.8kbps，上行为 118.4kbps。 网络在分配信道时一般以4个PDCH为一 个pset组，最高可有8用户复用，一个载波 可容纳16个用户，可通过参数控制。
B2 T B3
B4
B5 I B6
B7
B8 T B9
B10 B11 I
RLC Block
01234567 01234567 01234567 01234567
T = PTCCH, I= Idle frame B0 - B11 = Radio blocks
TDMA frame
GPRS的复帧结构为52个帧（GSM为26复帧结构），总长为240ms，包含了12个 RLC BLOCK,每个BLOCK4个子帧，另外还有2个空闲帧I帧和2个用于时间提前量的T 帧。
1
704 Q=1,1
2
352 6;
4
176 上行，
8
88 Q=1,2,
16
44 4,8,16;
TD 子帧的一个码道承载速率的计算： 以16扩频因子为例，1个常规时隙扩频前的符号数=352×2/16=44，如果是QPSK，在 QPSK的调制方式下一个符号代表2bit，在8PSK方式下一个符号是3bit，所以SF16的码道速 率为44*2/5ms＝17.6kbit/s（QPSK）或44*3/5ms=26.4kbit/s(8PSK)。 实际上R4一般采用了1/2或1/3的编码效率，因此实际的SF16的码道速率为8k左右。
无线网络速率与容量的计算
1.GPRS/EDGE 速率计算 2.TD-SCDMA 速率与承载用户计算 3.WCDMA/EVDO 速率介绍 4.TD LTE 速率与承载用户计算 5.各系统的频谱效率比较
1
无线网络技术演进
<10kbps <200kbps
300kbps-10Mbps
3GPP
FDD
GSM
GPRS/EDGE
每个RLC BLOCK的周期为20ms。
GPRS/EDGE的无线资源模块
RLC / MAC layer
RLC / MAC header
RLC Data Radio block
BCS
Convolutional coding
Puncturing
Physical layer
4 bursts
GPRS/EDGE的无线资源传输和分配以无线块（Radio block)为基本单位，通过 卷积、打孔后在物理信道上通过四个突发（bursts)发送。
5 ms
DL
Frequency
(CDMA codes) :
1.6 MHz
available RU used RU
GP
Guard Period
DwPTS Downlink Pilot Time Slot
UpPTS Uplink Pilot Time Slot
0 TS0
DL
GP
TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6
WCDMA
TDD
TD-SCDMA
HSPA HSPA
<50Mbps
50M-1Gbps
数据速率
(OFDM/MIMO)
IMT-Advanced
HSPA+
LTE FDD
LTE+
HSPA+
TD-LTE
TD LTE+
IS-95 cdmaOne
3GPP2
cdma20001X
DO Rev 0
DO Rev A
DO Rev B
TD-SCDMA帧结构
TD-SCMDA物理层-帧结构
TD-S以10ms为一个帧，分成2个子帧，每个子帧5ms。 每个子帧有TS0~TS6 7个时隙和一个特殊导频时隙，其中TS0不承载业务， TS1~TS6 6个时隙承载业务。
TD-SCDMA帧结构
Power density
BRU
15
3. Carrier (optional) 2. Carrier (optional)
UL UL UL DL DL DL /DL /DL /UL /UL /UL
DwPTS UpPTS
Time
TD-S最小的资源分配单位为BRU（码道）。 码道的划分是以扩频码OVSF（正交可变扩频因子)来划分的,OVSF码用于区分不同用户， 最大的扩频因子为16，因此一个时隙有16个BRU,在计算TD网络利用率时，主载波的 BRU=7×16=112（TS0承载了公共控制信道），辅载波=6×16=96.
GPRS/EDGE编码方式比较 ❖EDGE编码方式
EDGE的编码从MCS1-9，最高的MCS9编码速率为59.2kbps（每时隙）； EDGE在发射8PSK时需减少发射功率，因此覆盖范围比GPRS小，对C/I的要求高。 EDGE在传输时采用哪种编码是自适应的，和C/I相关，越高的C/I可获得越高的传输速 率。
无线网络的演进主要是PS业务的演进，从最早的GSM系统 提供的9.6kbps的低速数据业务服务，发展到目前LTE可提供 100M的速率，未来可继续演进到1G以上的数据速率。
IEEE 802.16
UMB
UMB+
802.16e
2
802.16m
GPRS/EDGE帧结构
52 TDMA Frames
B0
B1