TDDHSDPA基本原理知識講義

1、Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. 基本原理Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 1前 言l基于3 R4版本的接入網可以提供高達數百的傳輸速率，能夠支持瀏覽、下載和視頻等中速業(yè)務l但是這樣的峰值速率仍不能為用戶帶來明顯區(qū)別于2G、2.5G網絡的使用體驗；同時，專用信道的資源占用方式，導致以突發(fā)為特點的域應用對無線資源的利用效率不高l引入技術的目的，是提供更高的接入速率、更高的資源利用率Copyri

2、ght 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 2培訓目標l學完本課程后，您應該能：l闡明的技術特點l列出采用的關鍵技術l結合工作流程，描述新增物理信道的功能l了解的終端能力等級Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3目 錄1.技術特點2.關鍵技術3.無線接口物理層Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 4目

3、錄1.技術特點技術特點2.關鍵技術關鍵技術3.無線接口物理層無線接口物理層Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 5引入的必要性l基于3 R4版本的接入網系統(tǒng)容量受限于下行容量，主要體現在：l系統(tǒng)單載波理論最大下行容量較?。?28時隙最多5個時隙640載波l目前的信道配置方式，在數據業(yè)務的突發(fā)和低活動性特征，使下行容量的實際利用率非常低，進一步加劇了下行容量受限的矛盾Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved

4、. Page 6技術特點l（ ）通過一系列關鍵技術，實現了下行的高速數據傳輸l在物理層采用和等鏈路自適應技術l引入高階調制（16）提高頻譜利用率l通過采用以上技術，單載波容量大大增加：理論最大下行容量達到560時隙最多5個時隙2.8載波l引入新的共享物理信道，多個用戶可以共享資源l引入快速數據調度算法，每5可對用戶資源重新分配一次l通過采用以上技術，極大地提高了用戶下行瞬時速率，提高小區(qū)整體吞吐率Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7目 錄1.技術特點2.關鍵技術3.無線接口物理層Copy

5、right 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 8自適應調制和編碼自適應調制和編碼 快速調度快速調度16 調制調制HARQ（Hybrid ARQ）混合自動重傳混合自動重傳 關鍵技術Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 9自適應調制和編碼l引入 ( ) 的原因l無線信道具有很強的時變性，對這種時變特性進行自適應跟蹤會給系統(tǒng)性能的改善帶來極大的好處l引入更多編碼方式和調制方式，使系統(tǒng)能夠通過改變編碼方式和調制方

6、式對鏈路變化進行自適應跟蹤l系統(tǒng)仿真表明，采用的系統(tǒng)可提高大約20的平均吞吐率Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 10原理l基于信道質量的信息反饋，即 ()l 測量信道質量 () 報告 (每5或更長周期) 給l 基于來選擇調制方案，數據塊大小和數據速率l好的信道條件 減少冗余編碼，甚至不需要冗余編碼；16l壞的信道條件 增加更多冗余編碼；Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 11技術實現

7、l的優(yōu)點：l處于有利位置的用戶可以得到更高的數據速率，提高小區(qū)平均吞吐率l相對于改變發(fā)射功率進行鏈路自適應的方案，的干擾更小，效果更好附加分組數據尾比特編碼速率匹配交織M階DEMUXCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 12自適應調制和編碼自適應調制和編碼 快速調度快速調度16 調制調制HARQ（Hybrid ARQ）混合自動重傳混合自動重傳 關鍵技術Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page

8、131616正交幅度調制16: 4 相位QI0000000110011000101010111110111101001100110100100110011100110101QI00100111: 2 相位Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 14編碼和調制對速率的影響對于R4l一個時隙含有兩個數據塊，共3522704個l1時，單時隙的符號數達到理論最大值：704個符號l在調制方式下，單的時隙最大理論速率：l704*2/5281.4l采用1/3編碼，經過速率適配后，實際的單時隙速率為128數據

9、352chipsGP16數據352chips864chipsMidambleCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 15編碼和調制對速率的影響對于l一個時隙含有兩個數據塊，共3522704個l1時，單時隙的符號數達到理論最大值：704個符號l在16調制方式下，單時隙最大理論速率l704*4/5562.8l采用技術后，信道條件好時不需要增加冗余編碼，單時隙速率可以達到562.8l上、下行時隙1:5配置時，最大理論速率：l562.8k52.814Copyright 2006 Huawei Tech

10、nologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 16自適應調制和編碼自適應調制和編碼 快速調度快速調度16 調制調制HARQ（Hybrid ARQ）混合自動重傳混合自動重傳 關鍵技術Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 17混合自動重傳ll ( )：依靠錯碼檢測和重發(fā)請求來保證信號質量，特點是“只傳不糾”l ( )：根據接收數據中冗余信息來進行糾錯，特點是“只糾不傳”l技術綜合了與的優(yōu)點，避免了需要復雜的譯碼設備和方式信息連貫性差的缺點l在信道條件比

11、較好的情況下，可以起到信道編碼同樣的作用，而且效率更高Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 18的工作原理 BProcess1 (data)Process2(data)Process 1 ACKProcess 3 (data)Process 2 ACK5555Process1 (data)l接收端有一定的緩存器 () ，用于保留接收到的數據，以便后續(xù)進行數據合并l這種方式有益于減少重傳時間，從而提高小區(qū)吞吐量Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Lt

12、d. All rights reserved. Page 19的類型lI型即傳統(tǒng)的l接收端在糾錯不成功后，將接收到的包完全丟棄，并要求發(fā)端重傳l型 遞增冗余l(xiāng)接收到的錯誤數據包不會立即被丟棄，待重傳的數據包收到，和錯誤的數據包合并后再進行譯碼l型缺點：重傳數據是冗余信息，不包括系統(tǒng)比特，當第一次傳輸的數據包被嚴重破壞，將無法恢復系統(tǒng)比特l型 （博士最早提出）l對型進行了改進，重傳的碼字具有自解碼的能力，并不依賴于第一次傳輸的數據l系統(tǒng)中用到型Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 20自適應調

13、制和編碼自適應調制和編碼 快速調度快速調度16 調制調制HARQ（Hybrid ARQ）混合自動重傳混合自動重傳 關鍵技術Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 21 快速調度算法l調度，就是確定應該給哪些用戶、以多大速率發(fā)送數據l 調度基本原則l在短期內，以信道條件為主；在長期內，應兼顧到對所有用戶的吞吐量和公平性l常用調度算法 l輪尋算法 () ：“大鍋飯”l最大載干比算法 ( )：“強者恒強”l正比公平算法 ()：“和諧社會”Copyright 2006 Huawei Technolog

14、ies Co., Ltd. All rights reserved. Page 22輪詢算法l小區(qū)內的用戶按照某種確定的順序，循環(huán)占用無線資源來進行通信l優(yōu)點：不僅可以保證用戶間的長期公平性，還可以保證用戶的短期公平性，而且算法實現簡單l缺點：由于沒有考慮到不同用戶無線信道的具體情況，因此系統(tǒng)吞吐量很低算法具有公平性的上界和算法具有公平性的上界和算法性能的下界算法性能的下界UE2UE2UE1UE1UE2UE2UE1UE1UE1UE2Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 23最大算法l對所有待

15、服務移動臺依據其接收信號預測值進行排序，并按照從大到小的順序進行發(fā)送l優(yōu)點：整體小區(qū)吞吐量最大，效率最高，特別適用于服務用戶集中在附近的場景l(fā)缺點：處于小區(qū)邊緣的用戶的由于較低，將得不到服務機會，甚至出現所謂“餓死現象”最大算法所得到的系統(tǒng)吞吐量可以作為其它調度算法的上界UE2UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE2Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 24正比公平算法l根據用戶的信道條件和其平均吞吐量進行優(yōu)先權設置，兼顧系統(tǒng)“效率”與用戶“公平” l從統(tǒng)計意義上來看，每個用戶

16、分配的資源是相同的，而系統(tǒng)容量高于，接近 ，適合于大部分應用場景UE1UE2吞吐量吞吐量公平性公平性Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 25目 錄1.技術特點2.關鍵技術3.無線接口物理層Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 26L1L2L1L2L1L2L1L2在上新增 （實現， 和調度等功能）：新增3物理信道，即（下行數據），（下行控制信令），（上行控制信令），： （下行數據）協(xié)議棧的

17、改變Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 27 層實現 () () ()FACHS-CCPCHRACHPRACHDSCHPDSCHUSCHPUSCHPCHS-CCPCH()L1: / ()R5 L1() ()() Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 28傳輸信道高速下行共享信道l高速下行共享信道（）是下行傳輸信道，可以由一個或多個通過時分復用（）和碼分復用（）共享l在整個小區(qū)，或者在小區(qū)

18、部分覆蓋區(qū)域賦形發(fā)送Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 29物理信道1高速物理下行共享信道 l承載傳輸信道，用于發(fā)送用戶數據，信道資源被所有用戶共享l擴頻因子：通常16；當整個時隙資源給一個用戶時，1l調制方式：或者16l時隙格式：無、l不支持動態(tài)功率控制l全小區(qū)發(fā)射，或者在小區(qū)部分區(qū)域賦型發(fā)射數據352chipsGP16數據352chips864chipsMidambleCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights res

19、erved. Page 30信道的下行專用伴隨信道l用于用戶傳遞下行物理層控制信息（和命令）l每個用戶需要配置一條伴隨l擴頻因子：16l調制方式：l時隙格式：有、和，一般沒有業(yè)務數據l并發(fā)業(yè)務（上網語音業(yè)務）時，也可以承載語音業(yè)務GP16864chipsMidamble S S T P CTFCITFCICopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 31物理信道2下行高速共享控制信道 l用于承載高層控制信息，被所有用戶共享l：用于標識當前控制信息的所屬l在一個傳輸時間間隔（）里，每個只為一個承載相關

20、的下行控制信令l監(jiān)視信道（最多可監(jiān)視4個），尋找屬于自己的控制信息；當獲得此控制信息后，才能接收的數據l：用于標識碼和時隙的分配信息、調制方案、傳輸塊大小l為了實現的方便，可用的信道化碼必須連續(xù)分配l信息：進程個數、冗余版本、新數據指示l冗余版本信息指示類型：I型，型或型l新數據指示信息指示此數據是新數據還是重發(fā)數據Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 32物理信道2下行高速共享控制信道 (續(xù))l一個信道占用兩個碼道，定義為1和2l擴頻因子：16l調制方式：l時隙格式：無；有和（ 2 沒有這

21、兩部分）l支持動態(tài)功率控制l全小區(qū)發(fā)射數據352chipsGP16數據 320chips864chipsMidamble S S T P CCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 33物理信道3上行高速共享信息信道 l用于反饋相關上行信息，主要包括應答/非應答 () 和信道質量指示，被所有用戶共享l：指示數據是否正確；反饋時需要重傳數據l：信道質量指示，包括推薦調制格式 () 和推薦傳輸塊大小 ()l信道質量估計在端完成，通過測量的信號質量實現l根據估計結果，按照協(xié)議確定的映射表反饋的值（13

22、0，詳細內容可參考3 25.214協(xié)議 “ ”的內容）Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 34物理信道3上行高速共享信息信道 (續(xù))l一般配置到1，和信道成對配置l擴頻因子：16l調制方式：l時隙格式：無；有和，支持動態(tài)功率控制l也需要保持上行同步l初始同步來于上行，同步的保持根據或伴隨下行上的命令數據352chipsGP16數據 320chips864chipsMidamble S S T P CCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. A

23、ll rights reserved. Page 35 B5. ACK/NACK（ on HS-SICH）6. 數據包+重傳（如果需要） （on HS-PDSCH）數據包2. 調度并確定HS-DSCH參數3. 發(fā)送HS-DSCH參數（ on HS-SCCH） 和 數據（ on HS-PDSCH）4. 檢測HS-DSCH參數，如果有發(fā)送給自己的信息，則開始接收、存儲和解調數據1. CQI（ on HS-SICH） 數據傳輸流程Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 36物理信道配置原則l和語音業(yè)

24、務可以同時配置在多個載頻上，也可以配置在不同載頻上時隙比例（）資源（等效）小區(qū)最大吞吐量（）適用場景3:3N（0 22）N（01.6M)數據需求較小地區(qū)2:4N（0 14）N（02.2M）數據需求較大業(yè)務1:5N（0 6）N（02.8M）數據業(yè)務繁忙地區(qū)N：小區(qū)載波數量：小區(qū)載波數量Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 37物理信道配置示例：1:501234562.24Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserv

25、ed. Page 38各物理信道定時關系 1. N0 1 2 6 子幀子幀0#，50 1 2 3 子幀子幀1#，50 1 2 6 子幀子幀2#，5無線幀無線幀0#，10無線幀無線幀1#1.2.3.間隔至少間隔至少3個時隙個時隙間隔至少間隔至少9個時隙個時隙.或者或者 2.Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 39 每時隙最大碼道數每時隙最大碼道數 (16)支持的支持的時隙數時隙數量量緩存緩存（單位：符號）（單位：符號）調制方式調制方式最大最大峰值速峰值速率率 116211264560 216

26、222528560 316233792560 416222528 & 161 516245056 & 161 616267584 & 161 716333792 & 161.6 816367584 & 161.6 9163101376 & 161.6 1016445056 & 162.2 1116490112 & 162.2 12164135168 & 162.2 1316556320 & 162.8& 162.8& 162.8終端能力Copyright 2006 Huawei Technologies Co.