Thursday, 15 September 2016

LTE Peak Data Rate Calculation for Downlink

We often hear that "the LTE network can achieve peak data rate of 100M, 150M 300M to LTE A more can reach 1 GBPS, etc", 
But how the rate is calculated?  

 Peak data rate of LTE can be defined as the maximum throughput when meet the following conditions: 
1. allocation the whole bandwidth distribution to a UE;
2. Using the maximum MCS;
3. Used to support the maximum number of antenna (SISO/MIMO);
Several factors that affect Peak data rate: 
1.  duplex mode: TDD/FDD;
2.  bandwidth: 1.4M, 3M, 5M, 10M, 15M, 20M;
3.  DL/UL: Different control channel, Different resource allocation;
4.  UE Category: Limit TBSize and MIMO;
5.  Uplink-downlink configurations and Configuration of special subframe of TDD-LTE;
6.  Number of antenna and MIMO Configuration;
7.  control channel Overhead;
When it comes to the peak data rate, therefore, to explain what is the duplex mode, How many bandwidth use, What is the UE category, what is the Configuration.
There are two methods to calculate peak data rate.
1. RE calculation method;
2. UE Category calculation method;
RE Calculation Method 
Precondition: 20M, Normal CP Configuration, SISO:
Number of bits of a RE: QPSK=2bit; 16QAM=4bit; 64QAM=6bit;
1ms is scheduling period, have 14 OFDM symbols, 
Total number of REs=14*1200 subcarrier=16800 RE,
Total number of bits = 6bit (64QAM) *16800=100800bit,
Data rate is: 100800/1ms=100.8Mbps.
control channel Overhead: in actual system, control channel Overhead between 20-30%(PDCCH/RS/PBCH/PSS/SSS), general use 25%,
Peak data rate =100.8M* (1-25%) =75.6M,
2*2MIMO, peak data rate is: 75.6*2=151.2Mbps,
UE Category calculation method 
Check the 3GPP protocol TS 36.306, as the following table. 
Yellow marked is the maximum number of DL-SCH transport block bits received within a TTI.
Peak data rate = maximum number of DL-SCH transport block bits/time interval. 
Take Cat3 as an example, peak data rate =102048/0.001=102Mbps ,
Take Cat4 as an example, peak data rate =150752/0.001=150Mbps ,
Cat5 can use 4*4 MIMO, maximum number of DLSCH transport block bits is 299552bit, to achieve 300Mbps Peak data rate for Downlink. 

Budi Prasetyo

About Budi Prasetyo

All About LTE

Subscribe to this Blog via Email :