EVDO系统参数分配算法分析.doc

EVDO系统参数分配算法分析第 15 页20-1-18EVDO系统参数分配算法分析 目 录Table of Contents 1概述31.1算法来源31.2文档范围32算法综述32.1Frame Offset32.2MAC Index42.3RAB Offset42.4RAB Length42.5DRC gated/continuous Mode52.6DRCLength52.7DRC Channel Gain62.8DRCErasureThreshold62.9RevNonDataChannelGainInHalfdB72.10DRC Cover72.11DRC Lock Length82.12DRC Lock Period82.13Ack Channel Gain92.14CapsuleLengthMax92.15AccessCycleDuration102.16OpenLoopAdjust102.17ProbeInitialAdjust102.18ProbeNumStep112.19PowerStep112.20PreambleLength112.21APersistence122.22ProbeSequencedMax122.23ProbeBackoff122.24ProbeSequenceBackoff132.25ReverseLinkSilenceDuration132.26ReverseLinkSilencePeriod132.27CellRadiusInChips142.28DopplerBinSize142.29ControlChannelRate152.30AcquisitionWindowSize152.31TrackWindowSize（DataWindowSize？3437与0526不一致）153参考文献151 概述EVDO作为高通的1x的基础上升级的高速速据通信系统，在空口，体系结构，信令流程上，与1x都有很大不同。EVDO的业务信道资源分配算法，也需要在1x的基础上，做出很大修改。在EVDO的协议中，系统需要给AT发送一些参数，用来标志AT、帮助AT正确解调系统消息以及保证AT信号能被正确解调。这些参数不能归属与通常的功控，速控，负荷控制等算法，而是与EVDO系统特性息息相关，所以单独考虑。另外，接入信道参数也整合在此文档中完成。本文主要讨论这些参数的意义，算法的来源以及起缺省的算法取值。由于时间以及实现的限制，算法并不是最优，只是在保证基本业务流程能正确执行，以后的版本中，还可能对其进行优化。1.1 算法来源由于算法设计提前与系统设计进行，EVDO算法目前最主要的工作是在系统角度实现。目前的需求主要来源于：1 联通测试规范2 EVDO原理3 EVDO空口协议1.2 文档范围本文档重点描述EVDO的系统参数分配算法，以及接入信道算法，描述其简单原理以及实现方法。对于目前不能确定方案的算法，提出了功能及性能的目标，并明确其可实现性。对于设计产品内部的算法细节，在本文中并不涉及，由相关产品部门设计实现并保证与本文一致。2 算法综述2.1 Frame Offset 参数意义：反向业务信道帧偏置，单位是时隙。意义是每个反向帧的帧头与系统定义0帧头的偏差。原理：反向业务信道帧长26.67ms，被分为16个时隙，为了更高效的利用资源，反向采用的是流水线方式解调，所以，反向各个帧的帧头最好是有一定时间差到达基站，已避免阻塞等待。消息来源：TrafficChannelAssignment，RouteUpdate长度（比特）：4取值：015算法：同一扇区载频的用户，帧偏置采用随机方式分配，尽量均匀分布。作用域： 空口时间，基站，AT唯一2.2 MAC Index参数意义：媒体接入控制索引，设定为AN在特定扇区指配给AT的唯一标志。原理：对于处于激活态的AT，处于该AT激活集中的每一个扇区载频都有对应此AT的MAC Index。前向链路用MAC Index来标志用户，用对应MAC Index的Walsh码进行信道分配和扩频。在功率控制时，也是利用与MAC Index另外方式对应的Walsh码扩频发送功控比特。用户分配从5-63，单扇区载频最多支持59用户。04有其它用处。例如2代表76.8kbps的控制信道，3代表38.4kbps的控制信道。MAC信道使用4表示RA信息。消息来源：TrafficChannelAssignment，RouteUpdate长度（比特）：8取值：563。算法：保证同一扇区载频，激活态AT与MAC Index的唯一对应，从63开始向前面分配。另外，需要进一步研究MAC Index 与峰均比的关系。作用域： 扇区载频，AT对每一激活集唯一2.3 RAB Offset参数意义： 反向激活比特偏置，单位是时隙。原理： 反向激活比特实际上是系统的反向过载指示标志，系统通过测量接收电平，判断反向是否过载，来决定RA的值。AT根据RA值，动态调整自己反向服务速率。当RA置0时，说明反向还没有过载，AT根据转换概率，决定是否提高服务速率。当置1时，AT也根据相应的降低速率概率，决定是否降低服务速率。由于服务速率由AT自己调整，所以Offset就比较重要，如果基站在不同偏置发射，则当一个基站发送RA过载指示以后，AT相应调整，可能其它基站就不再过载，就不用发过载指示。如果都同一偏置发送，就可能引起剧烈振荡。消息来源： TrafficChannelAssignment，RouteUpdate长度（比特）： 3取值： 07算法： 尽量配置与邻区的RAB Offset不同作用域： 空口，扇区载频唯一2.4 RAB Length参数意义： 反向激活比特发送所占时隙数，时隙数=8(2RAB Length)，单位是时隙。原理：每个RA比特被重复并在RABLength 个连续的时隙上传输。每个时隙中的RA 比特应进一步被重复，以形成每个四个符号以待传输。每个RA比特应在满足下面条件的T时隙开始。T (2RABLength)RABOffsetRAB Length的大小要保证边缘的AT也能正确解调RA信道，但太大，速率控制周期就慢，需要综合考虑。高通缺省值是0。消息来源： TrafficChannelAssignment，RouteUpdate长度（比特）： 2取值： 03算法： 高通缺省为0，以后根据测试结果以及进一步分析结果取不同值。作用域： 空口，扇区载频唯一2.5 DRC gated/continuous Mode参数意义： 标志DRC信道采用连续传输还是非连续传输，缺省采用连续传输的方式。原理： DRC信道是反向信道中极为重要的信道，AT通过此信道，采用不同的Walsh码，用来指示前向服务基站以及服务速率。DRC信道不仅用来指示传输速率，还用来实现虚拟软切换，为了保证DRC信道的良好解调，系统提供了三种方式调节DRC信道传输，DRC length (1,2,4 or 8 slots), DRC Channel Gain and DRC gated/continuous mode。根据不同的环境，不同的要求，采用不同的实现方式。消息来源： DRCGating，在配置协议中交换配置参数长度（比特）： 16取值： 0x0000代表连续传输，0x0001代表非连续传输。算法： 缺省采用连续传输的方式0x0000。作用域： 空口，AT配置唯一2.6 DRCLength参数意义：接入网设置该域为接入终端用于传输单个DRC值的时隙数，时隙数2DRCLength，单位是时隙。原理： DRC Length最大的影响是虚拟软切换速度，以及速率的快速响应。虚拟软切换时，AT先用DRC Cover 0发送一个DRC请求，表示进入切换，然后再发送请求服务的基站以及服务速率。若n 时隙期间接入终端已完成发送它的DRC 到扇区A，并指定请求速率r，则接入终端应在n+ 1 到n+ DRCLength 期间，搜索来自扇区A 以速率r传输的前缀。DRC Length越小，系统响应速度越快，也越能与无线环境相适应。但是，DRC Channel Gain就需要比较大，相应的反向系统容量越小。所以我们需要在可靠性与系统容量间做一个折衷。消息来源： TrafficChannelAssignment，RouteUpdate长度（比特）： 2取值： 03，代表（2DRC Length）个时隙算法： 根据不同的切换分支数，不同的误码率要求，有不同的DRCLength与DRCChannelGain解决方案，采用Look Up Table的方式得到合适的方案。详见高通的仿真文档80H04641.x1.PDF。作用域： 空口，扇区载频，AT唯一2.7 DRC Channel Gain参数意义：接入网设置该域为DRC 信道功率电平（它被发送时）与反向业务导频信道功率电平的比值，用dB表示，用二的补码表示，范围从-9dB到+6dB，代表单位为0.5dB。如111111代表-0.5，110001代表-9。原理： 消息来源： TrafficChannelAssignment，RouteUpdate长度（比特）： 6取值： 111111到110001，000000到001101，算法：根据不同的切换分支数，不同的误码率要求，有不同的DRCLength与DRCChannelGain解决方案，详见高通的仿真文档80H04641.x1.PDF。作用域： 空口，扇区载频，AT唯一2.8 DRCErasureThreshold参数意义：在CSM5500的DSP驱动里面，由于切换需要对BTS的参数进行修改。由高通预先设定。（明确含义需要等待进一步研究。）原理： A transition erasure threshold is defined to account for the worst-case combination of DRCLength and DRC Gain during the transition period between the TCA and TCC. Lets assume a TCA message is modifying the soft-handoff count from i to j. A transition erasure threshold Ti,j is defined to account for the worst-case scenario of DRCLength=min(Li,Lj) and DRCGain=min(Gi,Gj), where Li and Gi are the DRClength and DRCGain values in Table 12 for the case of soft-handoff count=i, respectively.消息来源： 长度（比特）： 取值： 算法： 由BSC根据不同的切换，计算得到，取值如下：新切换数老切换数123456115619819819819819821982332332332332333198233233233233233419823323323323323351982332332332332336198233233233233233作用域：BTS2.9 RevNonDataChannelGainInHalfdB参数意义：为了简化CSM5500负荷计算，体现了典型的pilot信道与DRC信道比值，提前计算出来给CSM5500使用。原理： 10*log( 1 +10(DRCChannelGainIndB/10) )。消息来源： 长度（比特）： 取值： 以0.5dB为单位算法： 缺省为5（0.25dB）作用域： BTS 2.10 DRC Cover参数意义：设置该域为此记录中指定扇区相关的DRC 覆盖的索引。原理： AT通过DRC子信道向AN快速反馈前向信道的质量，包括下一个时隙所能接受的最高前向速率以及期望从哪一个扇区接收数据。在DRC信道中包含两类信息：DRC Value和DRC Cover，其中DRC Value告诉AN期望接收的速率，DRC Cover指向AT认为前向信道质量最好的那个扇区。AN可以根据DRC信道的信息，最优地调整向AT发送数据时所采用地速率和使用的扇区，从而最大限度地利用空中资源。AT激活集中每一个扇区都有对应的动态DRC Cover值。消息来源： TrafficChannelAssignment，RouteUpdate长度（比特）： 3取值： 16算法： 当一个新扇区载频被加入AT激活集时，根据AT上报的当前激活集消息，给AT分配一个不同于已有的DRC Cover的值。作用域： 空口，扇区载频，AT与扇区载频对应唯一2.11 DRC Lock Length参数意义：规定在前向MAC 信道上传输的两个连续DRCLock 比特传输间的时间间隔，以时隙为单位。原理： RPC子信道与DRCLock子信道通过时分的方式共享一条码分信道。DRCLock子信道是AN用来告诉AT是否能正确解调AT的DRC信道，它对于辅助AT进行前向虚拟切换具有很重要的意义。一旦建立连接，接入网在DRCLock 信道上连续地向接入终端发送0或1DRCLock 比特。接入终端应按照前向业务信道MAC 协议的规定处理从DRCLock 信道接收到的DRCLock 比特，路由更新协议中的SoftHandoff 公共数据指示两个不同的扇区是否发送相同的DRCLock 比特。每个包含DRCLock 比特的时隙中，接入终端应当提供多个相同DRCLock 信道的分集合并能力，并且应该从每个包含多个相同DRCLock 信道的集中最多获取一个DRCLock 比特。DRCLock信道速率为：600/(DRCLockLength DRCLockPeriod)DRCLock 比特的值仅在T 时隙改变，其中T 满足： （T- FrameOffset）mod (DRCLockLength*DRCLockPeriod)=0。消息来源： DRCLock，在配置协议中交换配置参数长度（比特）： 2取值： 0011算法： 缺省01。作用域： 空口，扇区载频对应AT唯一2.12 DRC Lock Period参数意义：规定DRCLock 比特重复的次数。接入终端应支持该属性的所有值。原理： DRCLock信道调制符号速率：2400/DRCLockPeriod，接入网应该在每个T 时隙发送一个DRCLock 比特，其中T 满足：（T- FrameOffset）mod DRCLockPeriod0。消息来源： DRCLock，在配置协议中交换配置参数。长度（比特）： 1取值： 0，1算法： 缺省1。作用域： 空口，扇区载频对应AT唯一2.13 Ack Channel Gain参数意义：接入网设置该域为ACK信道功率电平（它被发送时）与反向业务导频信道功率电平的比值，用二的补码表示，单位为0.5dB。此域的有效范围为从-3dB到+6dB，含-3dB 和+6dB。原理： ACK子信道是AT用来通知AN是否已经正确接收前向业务信道数据包。如果AT已经正确解调，那么发送ACK比特；如果没有正确解调，那么发送NAK比特。AN在收到AT反馈回来的ACK比特后将停止当前包的发送而重新启动一个新包的发送流程。这种机制是对AT前向速率预测的一个调整，能使系统性能有较大地提升。ACK与DRC信道都是一样，应该基于每用户而不同，但是由于ACK在同一时刻只有一个用户发射，对系统冲击很小，所以缺省采用统一设置。消息来源： TrafficChannelAssignment，RouteUpdate长度（比特）： 6取值： 算法： 高通缺省为6，即3dB作用域： 空口，扇区载频，AT唯一2.14 CapsuleLengthMax参数意义：接入信道最大包长度。接入网应设置该域为接入信道包中的最大帧数。接入网应设置该域为215范围内的值。接入终端应支持该域规定的所有有效值。原理： 消息来源： AccessParameters 长度（比特）： 4取值： 215算法： 缺省值为2作用域： AT2.15 AccessCycleDuration参数意义：接入网设置该域为接入信道周期持续时间，以时隙为单位。原理： 消息来源： AccessParameters长度（比特）： 8取值： 0255算法： 缺省64作用域： AT2.16 OpenLoopAdjust参数意义：接入网设置该域为接入终端在开环功率估计中所使用标称功率的负数，表示为单位为1dB 的无符号值。接入终端所用的值是该域值的-1 倍。原理： 消息来源： AccessParameters长度（比特）： 8取值： 0255dB算法： 高通缺省85 lucent 0作用域： AT2.17 ProbeInitialAdjust参数意义：接入网设置该域为开环功率估计中接入终端在接入信道上最初传送时所用的校正因子，表示为单位为1dB 的二的补码值。原理： 消息来源： AccessParameters长度（比特）： 5取值： 1615算法： 0作用域： AT2.18 ProbeNumStep参数意义：接入网设置该域为接入终端在单个接入试探序列中传送的最大接入试探数。接入网设置该域为115范围内的值。原理： 消息来源： AccessParameters长度（比特）： 4取值： 115算法： 高通缺省15，lucent 5作用域： AT2.19 PowerStep 参数意义：试探功率增量。接入网应设置该域为试探间的功率增量，以0.5dB为单位。接入终端应支持该域规定的所有有效值。原理： 消息来源： AccessParameters长度（比特）： 4取值： 115对应0.5到7.5dB算法： 高通缺省6，lucnet 缺省5 对应2.5dB。作用域： AT2.20 PreambleLength参数意义：接入网设置该域为接入试探前缀的帧长度。原理： 消息来源： AccessParameters长度（比特）： 3取值： 17算法： 缺省2作用域： AT2.21 APersistence参数意义：接入持续向量。若该向量中的一个值为0x3F，则接入终端用零作为相应的持续概率；否则，该域的值n 不等于0x3F，接入终端用2-n/4作为相应的持续概率。原理： 消息来源： AccessParameters长度（比特）： 6取值： 0x000x3F，算法： 高通缺省1作用域： AT2.22 ProbeSequencedMax参数意义：试探序列最大数。接入网应设置该域为单个接入尝试中试探序列的最大值。接入网应设置该域为115范围内的值。接入终端应支持该域指定的所有有效值。原理： 消息来源： InitialConfiguration长度（比特）： 4取值： 115算法： 缺省3作用域： AT2.23 ProbeBackoff参数意义：试探间补偿。接入网设置该域为接入终端在试探间所用补偿范围（以AccessCycleDuration 为单位）的上限。接入终端应支持该域指定的所有有效值。原理： 消息来源： InitialConfiguration长度（比特）： 4取值： 115算法： 4作用域： AT2.24 ProbeSequenceBackoff参数意义：试探序列间补偿。接入网设置该域为接入终端在试探序列间所用补偿范围（以AccessCycleDuration 为单位）的上限。接入终端应支持该域指定的所有有效值。原理： 消息来源： InitialConfiguration长度（比特）： 8取值： 115？算法： 8作用域： AT2.25 ReverseLinkSilenceDuration参数意义：接入网应设置该域，以规定反向链路寂静区间（Silence Interval）的持续时间，以帧为单位。原理： 消息来源： SectorParameters 长度（比特）： 2取值： 03算法： 0作用域： AT2.26 ReverseLinkSilencePeriod参数意义：接入网应设置该域，以规定反向链路寂静区间（Silence Interval）的周期。反向链路寂静区间定义为T 时刻开始的持续时间为ReverseLinkSilenceDuration 的帧间的时间间隔，其中T 为以帧为单位的CDMA 系统时间并且它满足下等式： T mod (20482ReverseLinkSilencePeriod 1 ) = 0原理： 消息来源： SectorParameters长度（比特）： 2取值： 03算法： 缺省0作用域： AT2.27 CellRadi