4G/5G上下行速率如何计算呢？
4g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。
fdd峰值速率：
1slot = 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）；
1slot = 7 modulation symbols（使用正常长度的循环前缀cp）;
1modulation 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。
下行峰值速率：100x12x7x6x2/1000=100.8m
100--100个rb；12--每个rb12个子载波；2--采用2*2 mimo复用模式情况下，速率加倍；6--64qam每个符号对应6个bit。
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。
下行峰值速率：100x12x7x6x2/1000 x 4=403.2m
下行峰值速率：100x12x7x6x2/1000 x3/4=302.4m
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。
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）
tdd峰值速率：
td-lte上下行时隙配置表
比如配比1，如图3 在一个5ms半帧内 ，2上行子帧，2下行子帧，1特殊子帧，再假设特殊子帧配置7:，如图2，dl：ul：gp=10:2：2 （总共14:每一个子帧有14个ofdm符号）。计算上下行峰值速率：
①：20mhz带宽有100个rb，每个rb在频域上是12个ofdm符号，所以20mhz带宽有1200个ofdm符号；
②：一个5ms半帧内：下行的ofdm符号有14*2+10=38个（2个上行子帧+特殊子帧里的10个下行ofdm）
③：一个5ms半帧内：上行的ofdm符号有14*2+2=30个（2个上行子帧+特殊子帧里的2个上行ofdm）
④：现在计算可以得出（cat3 下行6bit. 上行4bit每ofdm）：
下行速率：（6*1200*38）/5（bit/ms）=55mbps
上行速率：（4*1200*30）/5（bit/ms）=29mbps
5g速率计算
5g速率因素构成描述：子载波间隔=30khz，调制阶数max=256qam，编码效率=92.5%，上下行时隙配置2:8，控制信道存在一定开销，系统带宽=100m，prbmax=273，基站64天线发送，ue 4根接收天线。影响的5g峰值的因素甚多：比如用户的终端能力限制、网络带宽的限制、无线环境的影响。
（1）线上传输
①：子载波间隔=30khz：可以计算出每秒一个载波上传输的码元数。我们知道时间与频率成反比t=1/f，即码元的长度与子载波间隔成反比得到每个码元占用1/30000 s，再给每个符号前加上cp（对抗多径干扰）每个载波上每秒钟可以传28000个码元（不加cp能传30000个）
②：调制阶数max=256qam，根据计算公式log2 m 可以计算出每个码元携带的信息量为log2 256=8bit
③：编码效率=92.5%：在实际传输的过程中我们会加入一部分冗余编码（监督位）来对抗无线信道传输中引入的噪声和干扰，用来检错和纠错的。这部分冗余编码的开销占7.5%。
④：上下行时隙配置2:8，控制信道存在一定开销。大部分时间（码元）内在做下行传输，小部分时间（码元）在做上行传输。
每个slot包含14个码元，在dl中，每传输14个下行码元就有2个码元的额外开销（用于pdcch和dmrs等控制信息的传输）。同时每传输10个slot，只有前面的7个时隙和第8时隙的部分（6/14）做下行。因此真正用于下行数据传输的码元约占(12*7+4)/140（10个slot包含14*10个码元，前面7个slot每个slot含有12个下行码元，第八个slot含有4个下行码元）
可以算出在一条数据的跑道上的传输速率约为：
28000*8*92.5%*(12*7+4)/140=130240bit/s
（2）面上传输
⑤：带宽=100m，prbmax=273：100m的系统带宽下，至多可以占用273个prb，即273*12个子载波。换句话说给汽车运输的跑道有273*12个，可以同时进行数据传输。
（3）三维空间传输
⑥：基站64天线发送，ue4根接收天线：数据的传输拓展到了空间上，ue通过识别不同路径传输过来的信号来实现多组数据同时接收。由于受限于ue端的天线数目，最多只能支持4组数据流同时接收。这时候相当于在空间上建立了4层相同的跑道分别位于地面，地上一层，地上二层，地上三层，传输速率又有了4倍的提升。
目前5g系统配置下的下行理论峰值速率：
130240*273*12*4=1706664960bit/s≈1.6gbit/s
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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。
fdd峰值速率：
1slot = 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）；
1slot = 7 modulation symbols（使用正常长度的循环前缀cp）;
1modulation 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。
下行峰值速率：100x12x7x6x2/1000=100.8m
100--100个rb；12--每个rb12个子载波；2--采用2*2 mimo复用模式情况下，速率加倍；6--64qam每个符号对应6个bit。
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。
下行峰值速率：100x12x7x6x2/1000 x 4=403.2m
下行峰值速率：100x12x7x6x2/1000 x3/4=302.4m
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。
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）
tdd峰值速率：
td-lte上下行时隙配置表
比如配比1，如图3 在一个5ms半帧内 ，2上行子帧，2下行子帧，1特殊子帧，再假设特殊子帧配置7:，如图2，dl：ul：gp=10:2：2 （总共14:每一个子帧有14个ofdm符号）。计算上下行峰值速率：
①：20mhz带宽有100个rb，每个rb在频域上是12个ofdm符号，所以20mhz带宽有1200个ofdm符号；
②：一个5ms半帧内：下行的ofdm符号有14*2+10=38个（2个上行子帧+特殊子帧里的10个下行ofdm）
③：一个5ms半帧内：上行的ofdm符号有14*2+2=30个（2个上行子帧+特殊子帧里的2个上行ofdm）
④：现在计算可以得出（cat3 下行6bit. 上行4bit每ofdm）：
下行速率：（6*1200*38）/5（bit/ms）=55mbps
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②：调制阶数max=256qam，根据计算公式log2 m 可以计算出每个码元携带的信息量为log2 256=8bit
③：编码效率=92.5%：在实际传输的过程中我们会加入一部分冗余编码（监督位）来对抗无线信道传输中引入的噪声和干扰，用来检错和纠错的。这部分冗余编码的开销占7.5%。
④：上下行时隙配置2:8，控制信道存在一定开销。大部分时间（码元）内在做下行传输，小部分时间（码元）在做上行传输。
每个slot包含14个码元，在dl中，每传输14个下行码元就有2个码元的额外开销（用于pdcch和dmrs等控制信息的传输）。同时每传输10个slot，只有前面的7个时隙和第8时隙的部分（6/14）做下行。因此真正用于下行数据传输的码元约占(12*7+4)/140（10个slot包含14*10个码元，前面7个slot每个slot含有12个下行码元，第八个slot含有4个下行码元）
可以算出在一条数据的跑道上的传输速率约为：
28000*8*92.5%*(12*7+4)/140=130240bit/s
（2）面上传输
⑤：带宽=100m，prbmax=273：100m的系统带宽下，至多可以占用273个prb，即273*12个子载波。换句话说给汽车运输的跑道有273*12个，可以同时进行数据传输。
（3）三维空间传输
⑥：基站64天线发送，ue4根接收天线：数据的传输拓展到了空间上，ue通过识别不同路径传输过来的信号来实现多组数据同时接收。由于受限于ue端的天线数目，最多只能支持4组数据流同时接收。这时候相当于在空间上建立了4层相同的跑道分别位于地面，地上一层，地上二层，地上三层，传输速率又有了4倍的提升。
目前5g系统配置下的下行理论峰值速率：
130240*273*12*4=1706664960bit/s≈1.6gbit/s
2019年中国智能制造国家标准正式发布
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