【原】5G NR和4G LTE的頻譜效率一樣嗎,？

通信百科 2023-10-23 發(fā)布于陜西

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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：

頻譜效率= 13 x 10 ^ 6/2 x 10 ^ 6 = 6.5 bits/s/ Hz

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:

符號(hào)率（符號(hào)/秒）= 1200 x 14 x 1000 = 16,800,000 Symbol/s

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：

原始數(shù)據(jù)速率= 16,800,000 x 6 = 100.8 Mbps（未考慮MIMO）

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,。