單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,*,中國移動通信研究院,TDSCDMA體制及標準培訓會無線網(wǎng)HSDPA分冊,TD體制及標準培訓教材之五,1,內容提綱,TD-SCDMA系統(tǒng)HSDPA概述,標準演進情況,由R4向HSDPA演進情況,關鍵技術概述,TD-SCDMA企業(yè)標準：HSDPA分冊內容介紹,總結,2,標準演進狀況,3GPP在2001年下半年開始HSDPA的研究，在REL-5中完成了HDSPA的標準化工作,CCSA在2005年8月啟動TD-SCDMA系統(tǒng)HSDPA的研究，其版本制定原那么是,空中接口與一版行標N頻點后向兼容,基于3PGG R5 HSDPA標準，最小化改動,CCSA多載波HSDPA標準于2006年底完成制定,3,HS-DSCH,FP,HS-DSCH,FP,MAC-hs,PHY,(新增3個,物理信道),RNC和Node B：增加HS-DSCH FP協(xié)議處理，影響Iub接口,Node B：新增MAC-hs子層，負責AMC、HARQ等功能,Node B：物理層新增3個物理信道HS-PDSCH、HS-SCCH、HS-SICH,UE：增加MAC-hs，增加相關物理信道和處理功能，增加調制處理方式,MAC,(增加,MAC-hs),PHY,(新增,處理功能),UE,UTRAN,由R4向HSDPA的演進協(xié)議棧變化,4,由R4向HSDPA的演進新增HSDPA信道,新增3類物理信道,下行：HS-PDSCH,承載HS-DSCH，傳輸HSDPA用戶數(shù)據(jù),下行：HS-SCCH,包含HS-PDSCH數(shù)據(jù)格式信息,上行：HS-SICH,承載上行HS-DSCH發(fā)射的反響信息，包括CQI、ACK/NACK等,R4信道,HSDPA信道,HS-SICH,HS,-,PDSCH,H,S,-,S,C,C,H,DPCH,DCCH（信令）+UL DTCH（業(yè)務）,DL DTCH（業(yè)務）,UTRAN,UE,上下行伴隨信道：A-DCH,下行：每個用戶配置一條，用于承載高層信令和上行A-DCH同步、功控命令,上行：承載高層信令、PS數(shù)據(jù)和下行A-DCH功控命令。上行A-DPCH的復用取決于對用戶上行數(shù)據(jù)業(yè)務流量的合理估計,5,HSDPA關鍵技術概述,引入16QAM高階調制，提供更高的調制效率,AMC可使數(shù)據(jù)傳輸很好的適應無線信道的變化,HARQ可以根據(jù)無線鏈路的狀況快速調整信道速率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的糾錯和重傳,快速調度可以使無線資源在多用戶間實現(xiàn)共享,共享信道技術使得接入用戶不受碼資源數(shù)量限制,在N頻點技術根底上實現(xiàn)多載波的捆綁，提高系統(tǒng)最高接入速率,AMC自適應編碼調制技術,快速調度技術,引入16QAM高階調制,共享信道技術,HARQ技術,1,2,3,4,5,6,多載波捆綁技術,6,內容提綱,TD-SCDMA系統(tǒng)HSDPA技術概述,TD-SCDMA企業(yè)標準：HSDPA分冊內容介紹,標準內容提綱,各局部內容詳細介紹,總結,7,HSDPA分冊內容提綱,RAB類型和業(yè)務要求,載波配置要求,物理層功能要求,調度&HARQ,性能與容量要求,無線資源管理要求,功率管理,碼字管理,準入控制,擁塞控制,負載控制,移動性管理要求,終端狀態(tài)轉換,硬件處理能力及升級要求,多載波HSDPA,8,要求HSDPA支持的業(yè)務與承載類型,能承載交互類業(yè)務/背景類業(yè)務,PS域I/B類單PS業(yè)務：要求支持的上行速率從32kpbs到384kpbs,PS域I/B類單PS業(yè)務與AMR話音業(yè)務并發(fā)：要求支持的上行速率為64kpbs或384kpbs,支持兩個PS域I/B類單PS業(yè)務，以支持用戶同時使用兩個不同APN業(yè)務的情況,支持支個PS域I/B類單PS業(yè)務與AMR話音業(yè)務并發(fā),能夠承載Streaming類業(yè)務,PS Streaming業(yè)務HSDPA與R4低速率I/B業(yè)務R4 DCH并發(fā)，要求支持的上行速率為16kbps到64kbps,PS Streaming業(yè)務HSDPA與AMR語音業(yè)務并發(fā),網(wǎng)絡能夠給UE提供HSDPA效勞區(qū)域指示,用以向用戶指示當前HSDPA的效勞是否可用,9,HSDPA載波配置方式,方式1：與R4共載波共時隙配置,HSDPA和DCH同時配置在一個載波上,某一個下行時隙上碼道分別配置給R4和HSDPA,方式2：與R4共載波分時隙配置,HSDPA和DCH同時配置在一個載波上,同一時隙上碼道全部配置給HSDPA,方式3：HSDPA單獨載頻配置,除下行A-DCH之外，HSDPA時隙單獨占用全部下行時隙,是方式2的特殊情況,10,幾種載波配置之間的比較,在N頻點小區(qū)內：,HSDPA與R4共載波,與R4共載波分時隙配置,與R4共載波共時隙配置,HSDPA獨立載波,主要問題：,R4,與,HSDPA,只能按照分時隙的方式進行配置，無線資源的分配方式不是最靈活,主要問題：,HSDPA,較大的下行功率會對相同時隙的,R4,業(yè)務造成較大干擾,單時隙內碼子、功率資源共享較復雜，且,HSDPA,和,R4,容量有相關性,主要問題,如果均采用3:3組網(wǎng)，R5載頻的上行利用缺乏,如果均采用2:4組網(wǎng)，R4載頻的下行利用缺乏,如果相鄰小區(qū)采用不同的上下行時隙分配方案，如3:3和2:4，那么2:4的第一個下行時隙會干擾3:3的第三個上行時隙,11,對載波配置的技術要求,N頻點系統(tǒng)中，HSDPA既可以配置在主載波也可以配置在輔載波上,支持在一個小區(qū)內的多個載波上支持HSDPA,支持HSDPA單獨配置在一個載波上,支持HSDPA和R4配置在同一載波上不同時隙混合的配置,支持HSDPA和R4配置在同一載波上相同時隙上不同碼道的混合配置可選功能,支持HSDPA獨立載波配置。上述兩種方法可配置,12,物理層技術HSDPA信道時序關系,發(fā)送到同一個UE的HS-SCCH與HS-DSCH的發(fā)送間隔至少為3個時隙,根據(jù)HS-SCCH所在時隙位置，其指示的HS-PDSCH信息在本子幀或下一子幀出現(xiàn)，一個HS-SCCH不能指示連續(xù)兩個子幀的HS-PDSCH資源，小區(qū)內HS-SCCH的個數(shù)決定了同一時刻能夠被調度的UE個數(shù),UE收到HS-PDSCH后，需要選擇UE間隔9時隙不包括DwPTS和UpPTS的第一個可用HS-SICH進行上行反響,13,物理層技術AMC自適應編碼調制,調制方式自適應,信道條件好：,16QAM,信道條件壞：,QPSK,編碼效率自適應,信道條件好：,3/4,編碼率,信道條件壞：,1/3,編碼率,碼道數(shù)目自適應,信道條件好：多碼道,信道條件壞：少碼道,充分利用信道條件有效發(fā)送用戶數(shù)據(jù),信道條件好：高速率傳送用戶數(shù)據(jù),信道條件壞：低速率傳送用戶數(shù)據(jù),AMC采用多組合配置手段,調制方式,編碼方式,碼道數(shù)目,傳輸塊大小,有數(shù)千種配置選擇，使得AMC技術更加高效、靈活,14,物理層功能要求,HS-DSCH信道支持5ms TTI,HS-SCCH信道支持5ms TTI,支持QPSK調制方式,支持16QAM調制方式,時隙配置：支持一個無線子幀中，HS-DSCH至少能夠捆綁3個下行連續(xù)時隙,碼字：每個時隙，HS-DSCH最大支持16個碼字。,時隙上不同碼道的混合配置下，每個時隙的HS-PDSCH碼字占用比例可單獨配置,能夠采用時分方式調度不同的用戶,能夠采用時分碼分方式調度不同的用戶,每個HSDPA載波能夠至少配置2個HS-SCCH,每個HSDPA載波能夠單獨配置HS-SCCH信道數(shù)目,系統(tǒng)能夠基于CQI的信息進行AMC調整,16 codes,TTI 1,TS1,5ms,TTI 1,TS2,TTI 2,TS1,TTI 2,TS2,CDM,5ms,基于時間和碼道的調度示意,15,快速調度原理,調度原那么,公平調度算法 Round Robin(RR),最大C/I調度算法(Max C/I),局部公平調度算法(PF),UE C,Node B,UE A,UE B,HS-PDSCH,TTI1,TTI2,TTI3,TTI1,TTI2,TTI3,16 codes,TTI 1,TS1,5ms,TTI 1,TS2,TTI 2,TS1,TTI 2,TS2,CDM,5ms,基于時間和碼道的調度示意,16,常用調度算法介紹,公平調度算法,保證小區(qū)內的用戶按照某種確定的順序循環(huán)占無線資源，證所有用戶占用等量的時間進行通信,輪循算法不僅可以保證用戶間的長期和短期的公平性，還可以保證用戶的短期公平性,缺點：該算法由于沒有考慮到不同用戶無線信道的具體情況，系統(tǒng)吞吐量是難以保證的,最大C/I算法,只選擇最大載干比C/I的用戶，即讓信道條件最好的用戶占用資源傳輸數(shù)據(jù)，當該用戶信道變差后，再選擇其他信道最好的用戶。,基站始終為該傳輸時刻信道條件最好的用戶效勞。最大C/I算法必然照顧了離基站近、信道好的用戶，而其他離基站較遠的用戶那么無法得到效勞,保障了信道條件好的用戶的吞吐率，但對于覆蓋邊緣的用戶QoS無法保證,正比公平算法：,該算法是在維持用戶長期傳輸數(shù)據(jù)吞吐量大致公平的根底上，同時考慮利用短期信道變化情況增大傳輸效率。它是系統(tǒng)獲取最大吞吐率和公平性的一種折衷,17,快速調度的設備標準要求,根本調度算法：,支持Round Robin調度算法,支持Proportional Fair調度算法,支持調度算法的后臺配置來實現(xiàn)調度公平性和小區(qū)吞吐量之間的平衡,當有多種調度算法時，要求調度算法對運營者可配置,調度顆粒度要求：,在不同的TTI能夠調度不同的用戶,能夠在1個TTI中給每個用戶最多分配16個碼字,調度器考慮的其他因素：,在調度時應考慮接入的業(yè)務種類interactive/background/streaming，對于streaming業(yè)務給予更多的調度以保證業(yè)務的QoS,支持每個UE最少兩個優(yōu)先級隊列，從而保證streaming業(yè)務的QoS要求,支持每個UE最少兩個Mac-d flow，使調度器可以獨立對多個RAB進行調度，來支持不同的QoS要求,支持承載在HSDPA上的I/B類業(yè)務的GBR配置,18,HARQ的優(yōu)勢,傳統(tǒng)的,ARQ,對收到的傳輸塊進行解碼,檢測解碼后的塊是否有,CRC,錯誤,如果錯誤,拋棄錯誤的塊,請求重傳,Hybrid ARQ,對收到的傳輸塊進行解碼,檢測解碼后的塊是否有CRC錯誤,如果錯誤,存儲錯誤的塊不拋棄,請求重傳,對新收到的重傳塊和早先的塊進行合并,“HARQ，糾錯能力更強、效率更高,19,幾種不同的HARQ算法,跟蹤合并方式Chase Combining,數(shù)據(jù)在重傳時，與初次發(fā)射時數(shù)據(jù)相同,遞增冗余方式Incremental Redundancy,重傳時的數(shù)據(jù)與前次發(fā)射的數(shù)據(jù)有所不同,二者比較：,IR性能要優(yōu)于CC，但在接收端需要更大的內存。,一般終端的缺省內存容量是根據(jù)終端所能支持的最大數(shù)據(jù)速率和CC方式設計的，因而在最大數(shù)據(jù)速率時，只可能使用CC方式；而在使用較低的數(shù)據(jù)速率傳輸數(shù)據(jù)時，兩種方式都可以使用,20,初始BLER和剩余BLER的控制,初始BLER控制:,描述:Node B根據(jù)信道的質量,以一個可預見的錯誤概率(Init BLER),選擇一個較高的傳輸速率;,分析:Init BLER選擇越大,那么重傳的可能性越大,數(shù)據(jù)傳輸時延較大;Init BLER選擇越小,那么沒有充分利用重傳合并增益,吞吐量較低;理論分析說明Init BLER在10%-30%間時,系統(tǒng)可以到達最正確平衡.,結論:針對不同業(yè)務的QoS要求,為用戶選擇適宜的Init BLER,剩余BLER控制:,描述:Node B根據(jù)業(yè)務類型,控制用戶傳輸?shù)氖Ｓ郆LER,在確保時延要求前提下,最大化傳輸速率;,結論:控制剩余BLER的方法,是選擇適宜的最大重傳次數(shù)或降低初始BLER的數(shù)值,21,調度&HARQ,在HARQ過程中支持Chase Combining合并算法,在HARQ過程中通過RV參數(shù)的調整支持Chase Combining和Incremental Redundancy兩種合并算法，能夠對RV參數(shù)進行調整,最大重傳次數(shù)至少為4和Initial BLER，Residual BLER對運營者可配,22,各時隙配比下的載波/用戶最大吞吐