LTE带宽函数频谱效率分析

大多数LTE系统仿真采用的带宽是10MHz。系统带宽对频谱效率具有一定的影响，原因如下：

1）具有大带宽的频域调度增益较高，因为调度器具有更大的自由度来优化传输。当带宽为1.4MHz时，由于整个信道带宽可能存在着平坦衰落，因而频域调度增益非常低。

2）具有大带宽的通用信道和控制信道（PBCH、同步信号和PUCCH）的相对开销较低。

3）当带宽为1.4MHz时，相对保护频段（Guard Band，GB）也较高：与1.4MHz的信道间隔相比，6个带宽为180kHz的资源块，其总带宽为1.08MHz，利用率为77%。其他带宽的利用率为90%。

表9-18给出了下行链路相对带宽效率的计算值，表9-19给出了上行链路相对带宽效率的计算值。频域高度增益与多个因素有关，包括环境、移动速率、业务和天线结构等。我们假定对于所有带宽来说，上行链路中的调度增益是下行链路的一半。

表9-18 不同LTE带宽的下行链路相对带宽效率

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表9-19 不同LTE带宽的上行链路相对带宽效率

图9-22 相对于宏蜂窝中10MHz带宽的频谱效率

图9-22对结果进行了归纳。带宽在5～20MHz范围内的频谱效率是极为相似的，而带宽为3MHz时的频谱效率与前面取值相差15%。带宽为1.4MHz时的频谱效率要比带宽为10MHz时的频谱效率低35%～40%左右。当带宽为20MHz时，下行链路蜂窝吞吐量的典型值为1.74bit/s/Hz/cell×20MHz=35Mbit/s，而当带宽为1.4MHz时，下行链路蜂窝吞吐量的典型值为1.74bit/s/Hz/cell×1.4MHz=1.5Mbit/s。结论是在部署LTE时，应尽量采用高带宽。主要动机是最大限度地提高LTE的数据速率，但第二个动机是优化频谱效率。如果最初无法分配较高的带宽，则出于重新分配方面的考虑，窄带方案仍然是有用的。虽然当LTE带宽为1.4MHz时，对应的吞吐量1.5Mbit/s相对较低，但是它仍然要比2GGPRS/EDGE窄带网络提供的吞吐量要高得多。