頻譜效率的概念
與4G LTE一樣，頻譜效率也是5G NR的重要考慮因素，即給定信道帶寬下可傳送的信息量，或者僅表示該頻譜用于傳輸信息的效率。
頻譜效率通常表示為“ 比特每秒每赫茲”或“ bit / s / Hz ”，定義為：以每秒比特?cái)?shù)（bps）為單位的凈數(shù)據(jù)速率除以以赫茲為單位的帶寬。凈數(shù)據(jù)速率和符號(hào)速率與原始數(shù)據(jù)速率有關(guān)，原始數(shù)據(jù)速率包括可用的有效負(fù)載和所有開銷。 原始數(shù)據(jù)速率=有效負(fù)載+開銷 凈數(shù)據(jù)速率=原始數(shù)據(jù)速率–開銷 頻譜效率=以bps為單位的凈數(shù)據(jù)速率/以Hz為單位的通道帶寬
例如：一個(gè)系統(tǒng)使用信道帶寬為2 MHz，它可以支持例如15 Mbps的原始數(shù)據(jù)速率，假設(shè)2 Mbps作為開銷，那么凈數(shù)據(jù)速率將為13 Mpbs，那么其頻譜效率可以計(jì)算如下：
但是我們需要知道，在給定帶寬中可以傳輸多少數(shù)據(jù)受香農(nóng)定理（Shannon）的限制。
4G LTE的頻譜效率計(jì)算LTE系統(tǒng)可以支持最大信道帶寬為20 MHz（不包括載波聚合）。其符號(hào)率可以計(jì)算為:將64-QAM作為下行鏈路的最高調(diào)制，每個(gè)符號(hào)可以攜帶6 bits，可提供原始數(shù)據(jù)速率，如下計(jì)算所示：考慮4×4 MIMO：理論上它的原始數(shù)據(jù)速率可達(dá)到4倍，即400 Mbps。假設(shè)開銷占比25％，則凈數(shù)據(jù)速率將為300 Mbps。類似地，可以計(jì)算上行鏈路的數(shù)據(jù)速率。在1×1 LTE上行鏈路中，沒有MIMO，因此在上行鏈路中支持64-QAM的情況下，最大原始數(shù)據(jù)可以達(dá)到100 Mbps，而扣除25％的上行鏈路開銷凈數(shù)據(jù)速率將為75 Mbps。采用16-QAM的上行鏈路凈數(shù)據(jù)為51 Mbps。下行鏈路的頻譜效率= 300 x 10 ^ 6 bps / 20 x 10 ^ 6 Hz = 15 bits/s/ Hz 64-QAM上行鏈路的頻譜效率（64-QAM UL）= 75 x 10 ^ 6 bps / 20 x 10 ^ 6 Hz = 3.75 bits/s/ Hz 16-QAM上行鏈路的頻譜效率（16-QAM UL）= 51 x 10 ^ 6 bps / 20 x 10 ^ 6 Hz = 2.55 bits/s/ Hz
5G NR的頻譜效率計(jì)算5G NR可以提供下行鏈路吞吐量2.31 Gbps和上行鏈路吞吐量2.47 Gbps，并假設(shè)在100 MHz的信道帶寬下的配置如下所示（單載波）。
注意：這里僅考慮合理基線假設(shè)的理論值，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)性能可能有所不同。
|
