华为技术培训教程-TD-SCDMA基础技术.ppt

2019/12/6,华为技术有限公司,TD-SCDMA基础技术,Page2,Page3,Page4,Page5,Page6,Page7,Page8,Page9,Page10,Page11,Page12,Page13,Page14,Page15,Page16,Page17,Page18,Page19,TD-SCDMA数据收发过程,Page20,编码与复用,Page21,编码与复用,Page22,编码与复用,Page23,编码与复用,Page24,编码与复用,Page25,编码与复用,Page26,编码与复用,Page27,Page28,Page29,扩频调制,Page30,扩频调制,Page31,扩频调制,Page32,扩频调制,Page33,扩频调制,Page34,扩频调制,Page35,Page36,物理层过程,Page37,Page38,Page39,Page40,物理层过程,Page41,Page42,Page43,Page44,物理层过程,Page45,Page46,Page47,Page48,Page49,Page50,Page51,Page52,Page53,Page54,Page55,Page56,Page57,Page58,TD的覆盖分析,Page59,TD移动性分析,Page60,TD容量分析,Page61,Page62,联合检测,Page63,Page64,Page65,Page66,Page67,联合检测+智能天线,Page68,联合检测+智能天线,Page69,联合检测+智能天线,Page70,Page71,Page72,Page73,Page74,Page75,Page76,Page77,Page78,动态信道分配,Page79,动态信道分配,Page80,动态信道分配,Page81,动态信道分配,Page82,动态信道分配,Page83,动态信道分配,Page84,接纳控制,Page85,接纳控制,Page86,负荷控制,Page87,Page88,HSDPA的技术发展的背景,1：在R99的工作完成后，3GPP改进工作被提上日程R4中引入TD-SCDMA分组域增强2：来自运营商和市场的需求更高的数据速率，如高速的多媒体服务更低的数据成本更大的小区容量,HSDPA：HighSpeedDownlinkPacketAccess,Page89,TD-SCDMA标准进展-3GPP,Page90,TD-SCDMA技术特点及关键技术,技术特点：实现更高的峰值速率单载波最高达2.8Mbps信道可以被多个用户共享速率调整快每5ms可对用户资源重新分配一次关键技术：自适应调制和编码(AMC)根据链路质量快速调整调制和编码高阶调制（QPSK和16-QAM）混合ARQ(HARQ)TypeII，TypeIII快速调度NodeB的物理层调度,Page91,TD-SCDMAHSDPA关键技术,AMC自适应调制和编码,FastScheduling快速调度,16QAM调制,新的MAC-hs引入新的信道，SF16,5ms,HARQ（HybridARQ）混合自动重传,HSDPA”高速“=2.8MbpsN,N频点,非对称时隙,波束赋型多载波HSDPA,Page92,TD-SCDMA调制技术,Page93,快速调度算法,常用调度算法与比较：,快速调度算法是在动态复杂的无线环境下使多用户更有效地使用无线资源，提高整个扇区的吞吐量。调度算法功能实现于基站。需要考虑两个重要因素：吞吐量和公平性。,调度基本原则：在短期内以信道条件为主，而在长期内应兼顾到对所有用户的吞吐量和公平性,RR：轮寻算法,MaxC/I：最大载干比算法,PF：正比公平算法,Page94,最大C/I,基本概念：MaxC/I基本思想是对所有待服务移动台依据其接收信号C/I预测值进行排序，并按照从大到小的顺序进行发送。在这种方式下，距离基站近的移动台由于其信道条件好会一直接收服务，而处于小区边缘的用户的由于C/I较低，这些用户将得不到服务机会，甚至出现所谓“饿死现象”，从占有系统资源的角度来看，这种调度算法是最不公平的。,该算法所得到的系统容量可以作为其它调度算法的上界。另外该算法的实现也是最简单的。,采用最大载干比算法的系统，其服务用户集中在距离NodeB非常近的区域，对用户的覆盖范围小，这在大多数场景中是不可用的。,Page95,轮询算法RR,RR算法的基本思想是保证小区内的用户按照某种确定的顺序循环占用等待时间的无线资源来进行通信。每个用户对应一个队列以存放待传数据，在调度时非空的队列以轮循的方式接受服务以传送数据。轮循算法不仅可以保证用户间的长期公平性，还可以保证用户的短期公平性；另外算法实现简单。缺点：该算法由于没有考虑到不同用户无线信道的具体情况，因此系统吞吐量是很低的。通常，人们认为RR算法是最公平的，因为它保证所有用户占用等量的时间进行通信；同时人们认为该算法是性能最低的(它的系统吞吐量在实际系统中是最低的)。,RR算法是公平性的上界和算法性能的下界。,Page96,轮询算法RR,RR算法的基本思想是保证小区内的用户按照某种确定的顺序循环占用等待时间的无线资源来进行通信。每个用户对应一个队列以存放待传数据，在调度时非空的队列以轮循的方式接受服务以传送数据。轮循算法不仅可以保证用户间的长期公平性，还可以保证用户的短期公平性；另外算法实现简单。缺点：该算法由于没有考虑到不同用户无线信道的具体情况，因此系统吞吐量是很低的。通常，人们认为RR算法是最公平的，因为它保证所有用户占用等量的时间进行通信；同时人们认为该算法是性能最低的(它的系统吞吐量在实际系统中是最低的)。,RR算法是公平性的上界和算法性能的下界。,Page97,正比公平算法PF,正比公平算法：如果用户的信道条件较好，其请求传输的速率也较大，该用户的优先权也提高；如果一个用户因为信道条件较差，特别是由于它处于小区边缘，C/I长时间较低，得不到传输的机会，其平均吞吐量减少，平均速率降低，这种情况下的用户同样会提高优先权，获得传输的机会。从统计意义上来看，每个用户分配的资源是相同的，公平性与RR相当，而系统容量高于RR，接近MaxC/I，较适合实际系统使用。,吞吐量,公平性,Page98,AMC-自适应调制和编码,无线信道的一个很重要的特点就是具有很强的时变性，短时间的瑞利衰落可以达到十几甚至几十分贝。对这种时变特性进行自适应跟踪会给系统性能的改善带来极大的好处。链路自适应技术可以有很多方法，如功率控制和AMC等。HSDPA在原有系统固定调制和编码方案的基础上，引入更多编码速率和16QAM调制，使系统能够通过改变编码方式和调制方式对链路变化进行自适应跟踪。,引入AMC的原因(AdaptiveModulationandCodingSchemes),Page99,AMC技术实现,处于有利位置的用户可以得到更高的数据速率，提高小区平均吞吐率。链路自适应基于改变调制编码方案代替改变发射功率，以减小冲突。,AMC的优点：,附加CRC,分组数据,尾比特,Tubro编码,速率匹配,交织,M阶QAM,AMCS,DEMUX,Page100,AMC原理,链路自适应方式主要采用两种方式，方式一：功率自适应方式，发送端改变发送数据的传输功率来适应信道条件的变化；方式二：AMC方式，发送端通过改变数据的传输码率，进而适应信道变化。AMC的原理就是在系统限制范围内，根据由大尺度衰落引起的瞬时无线链路信道质量的变化，灵活地调整发送给每个用户的数据的MCS（调制编码方式）,HSDPA采用AMC作为基本的链路自适应技术对调制编码速率进行粗略的选择。,靠近基站的用户接收信号功率强，采用高阶调制方式(如16QAM)和高速率信道编码(3/4编码速率)，使用户获得尽量高的数据吞吐率；当信号较差时，则选取低阶调制方式(如QPSK)和低速率信道编码(1/4编码速率)来保证通信质量。,Page101,AMC的控制机制,Page102,HARQ混合自动重传,HARQ的概念：混合自动重发请求是一种差错控制技术，目的在于提高信号的传输质量，保证信息可靠性。,HARQFECARQFEC：根据接收数据中冗余信息来进行纠错，特点是“只纠不传”。ARQ：依靠错码检测和重发请求来保证信号质量，特点是“只传不纠”,HARQ技术综合了FEC与ARQ的优点。在HARQ中，发端会发送具有一定冗余信息的数据，收端首先进行FEC，如果依然不能正确解调则要求发端重新发送数据。HARQ避免了FEC需要复杂的译码设备和ARQ方式信息连贯性差的缺点，并能使整个系统误码率很低。,Page103,HSDPA信道,Page104,HSDPA新增信道,传输信道：HS-DSCH物理信道HS-PDSCH下行信道，承载HSDPA业务数据HS-SCCH下行信道，HSDPA专用的下行控制信道，承载所有相关底层控制信息HS-SICH上行信道，用于反馈相关的上行信息，包括ACK/NACK和CQI,HS-PDSCH,HS-PDSCH,HS-SCCH,HS-PDSCH,HS-SICH,HS-SICH,HS-SICH,下行,上行,Page105,HSDPA信道-传输信道,高速下行共享信道(HS-DSCH)：高速下行共享信道（HS-DSCH）是一种被几个UE通过时分复用和码分复用共享的下行传输信道。对于一个UE可以进行多码传输，这取决于UE的能力。HS-DSCH和一个下行DPCH和一个或者几个共享控制信道（HS-SCCH）相伴随。HS-DSCH在整个小区或者通过使用赋形天线在部分小区进行发送。采用链路自适应技术。,Page106,HSDPA信道-物理信道1,高速物理下行共享信道(HS-PDSCH)：HS-DSCH映射到一个或多个高速物理下行共享信道（HS-PDSCH）。调制方式：QPSK或者16QAM扩频因子：固定SF16（或者SF1）时隙格式：无TFCI，TPC，SS不支持动态功率控制编码：1/3Turbo编码对支持多个载波的UE，HS-PDSCH可以在多个载波上同时发送，高层分给同一用户的HS-PDSCH所在的多个载波应该是连续的载波。如果UE只支持单载波的能力，高层仅分配一个载波的HS-PDSCH资源，并且该载波与伴随的DPCH在同一载波上。,Page107,HSDPA信道-物理信道1,使用16QAM方式调制，可使一个时隙最多传2816bit352*2(两个数据区）*4(每个符号表示4个bit)=2816bit扩频因子SF=1,Page108,HSDPA信道-物理信道2,下行高速共享控制信道(HS-SCCH)：调制方式：QPSK扩频因子：SF16时隙格式：无TFCI，分为HS-SCCH1和HS-SCCH2两个物理信道HS-SCCH1有TPC和SSHS-SCCH2无TPC和SS支持动态功率控制编码：1/3卷积编码,Page109,HSDPA信道-物理信道2,HS-PDSCH共享控制信道(HS-SCCH)：HS-SCCH是一个携带用于HS-DSCH高层控制信息的下行物理信道。HS-SCCH上的信息有两个单独的物理信道携带（HS-SCCH1和HS-SCCH2）。术语HS-SCCH指这些物理信道的整体。如果UE支持多个载波的HS-DSCH发送，对应每个载波的HS-DSCH都各自使用独立的HS-SCCH用于控制信息的传输。用来控制同一UE同一载波上的HS-DSCH的HS-SCCH与HS-SICH需要在同一个载波上。,Page110,HSDPA信道-物理信道3,HS-DSCH共享信息信道(HS-SICH)：HS-SICH是一个上行物理信道。它反馈相关的上行信息，主要包括应答/非应答（ACK/NACK)和信道质量指示CQI。CQI包括推荐调制格式（RMF）和推荐传输块大小（RTBS）。如果UE支持多个载波的HS-DSCH发送，那么对应每个载波的HS-DSCH都各自使用一个独立的HS-SICH用于控制信息的传输。用来控制同一UE同一载波上的HS-DSCH的HS-SCCH与HS-SICH需要在同一个载波上。,Page111,HSDPA信道-物理信道3,上行共享信息信道(HS-SICH)：调制方式：QPSK扩频因子：SF16时隙格式：无TFCI，有TPC和SS支持动态功率控制编码：ACK/NACKXan,1的编码是由1bit重复到36bitCQI包括推荐传输块大小（RTBS）和推荐调制方式（RMF）。RTBS域的6bit信息通过（32，6）的一阶Reed-Muller编码器得到,SS,TPC,Page112,HSDPA信道-物理信道3,CQI当前信道质量：信道估计在UE端完成，可以通过测量PCCPCH的RSCP/ISCP来进行信道估计。根据估计结果，UE按照已知的HS-PDSCH资源分配状态选取合适的CQI进行反馈。CQI同样需要有很高的可靠度，因为NodeB根据CQI决定下一次发送的传输格式。,Page113,HSDPA信道-物理信道3,一般来说，HS-SICH映射到TS1，并采用值为16的扩频因子。HS-SICH也需要保持上行同步。HS-SICH初始定时来于上行DPCH，同步的维持根据HS-SCCH上的SS命令，步长来自高层。但由于UE会有接收不到HS-SCCH传输的时候，此时SS命令的接收来自于伴随的下行DPCH，直到UE接收到HS-SCCH传输。,Page114,HSDPA基本流程,NodeB,RNC,UE,数据包