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TD-SCDMA HSUPA组网方案研究文档密级产品名称Product name密级Confidentiality level产品版本Product versionTotal 42pages 共42页TD-SCDMA HSUPA组网方案研究 (仅供内部使用）For internal use only拟制：Prepared by日期：Dateyyyy-mm-dd审核:Reviewed by日期：Dateyyyy-mm-dd审核:Reviewed by日期：Dateyyyy-mm-dd批准:Granted by日期：Dateyyyy-mm-dd鼎桥通信技术有限公司TDTECH Co., Ltd.版权所有 侵权必究All rights reserved修订记录Revision RecordDate日期Revision Version修订版本CR ID CR号Sec No.修改章节Change Description修改描述Author作者目 录1范围62参考文献63本课题主要结论64TD-SCDMA HSUPA概述64.1TD-SCDMA HSUPA概念64.2TD-SCDMA HSUPA技术标准化进程74.3TD-SCDMA HSUPA引入对网络和终端的改造要求84.4厂商对TD-SCDMA HSUPA的支持情况及计划85TD-SCDMA HSUPA关键技术分析85.1TD-SCDMA HSUPA技术特性介绍85.1.1协议结构UE侧MAC-e/es 实体网络侧MAC-es 实体网络侧MAC-e 实体MAC-es/e PDU上行调度信息SI85.1.2信道结构和映射传输信道E-DCH物理信道E-PUCH、E-UCCH、E-RUCCH、E-AGCH、E-HICH85.1.3关键技术AMC和PC高阶调制HARQ快速调度其它技术85.1.4与HSDPA的比较85.2关键技术性能分析85.2.1链路性能85.2.2调度算法性能85.3关键技术参数设置分析86TD-SCDMA HSUPA覆盖分析86.1HSUPA各信道覆盖能力分析86.1.1控制信道的覆盖能力分析86.1.2业务信道的覆盖能力分析86.2HSUPA引入对覆盖组网的要求86.2.1HSUPA ROT抬升对覆盖的影响86.2.2HSUPA引入对覆盖组网的要求87TD-SCDMA HSUPA容量分析87.1HSUPA上行容量能力分析87.1.1小区最大用户数能力分析87.1.2HSUPA用户吞吐速率分析87.1.3HSUPA小区容量分析87.2HSUPA引入对原网络下行容量的影响88TD-SCDMA HSUPA典型应用和资源分配策略88.1典型应用88.2容量需求分析88.3控制和伴随信道配置分析88.4HSUPA+R4+MBMS方式（支持少量话音并发）88.5话音HSPA共载波方式88.6HSPA单独载波方式88.7以上三种方式的比较89TD-SCDMA HSUPA传输分析89.1对Iub接口传输的影响810TD-SCDMA HSUPA引入互操作分析811TD-SCDMA HSUPA不同阶段组网方案分析811.1HSUPA引入初期组网方案811.2HSUPA网络成熟期组网方案811.3HSUPA大规模应用期组网方案82008-08-27鼎桥机密，未经许可不得扩散第42页, 共42页Table List 表目录错误！未找到图形项目表。Figure List 图目录错误！未找到图形项目表。1 范围本课题主要针对在TD-SCDMA网络引入HSUPA业务后网络组网方案进行研究。为中国移动更好地建设TD-SCDMA网络提供技术支持。本报告研究的主要内容包括简述研究报告内容。从本报告研究中，我们可以看出：对研究报告内容进行总结提炼，把最为关键的几点要素在这里提出。2 参考文献3 本课题主要结论4 TD-SCDMA HSUPA概述 4.1 TD-SCDMA HSUPA概念描述TD-SCDMA HSUPA基本概念；基本原理；目前主要包括的技术及其基本技术特征；基本的性能；引入的原因；今后可能的技术发展方向和特征等等。（如通过链路自适应，高阶调制，快速调度提高上行用户体验（速率和延迟），和DPA匹配，同时完成一些特殊的应用）。HSUPA（High Speed Uplink Packet Access）是3GPP协议体系在R6版本中引入的无线侧上行链路增强技术。上行增强技术的目的主要是显著提高分组数据的峰值传输速率，以及提高上行分组数据的总体吞吐率，同时减少传输延迟，减少误帧率。HSUPA可以使上行单载波最高数据传输速率提高到2.23Mbps。HSUPA通过采用AMC和HARQ技术，引入高阶调制16QAM，在终端UE侧增加了一个MAC-e/es实体，用于AMC和HARQ的控制，在NodeB侧增加了一个MAC-e实体，用于数据的快速调度，以获得较高的用户峰值速率和小区数据吞吐量。通过把R4的DCH调度从RNC往Node B前端移动，从而实现资源的快速调度，从而达到增加小区吞吐量的效果。与HSUPA相对应的是HSDPA，这是一种有效的高速下行分组传输技术，它能充分利用R4下行物理信道多余的码字和功率资源。HSUPA独立于HSDPA,即两者在关键技术和承载的物理信道上相互独立。但同作为TD-SCDMA后续的分组传输加强技术，HSDPA和HSUPA结合在一起，会达到资源利用的最大化。目前3GPP在上行的可能信道配置上给出了三种组合，分别对应网络模式为R4HSDPA, R4HSDPAHSUPA和HSDPAHSUPA。而作为一种演变技术的HSPA, 综合了HSDPA和HSUPA两者的好处。对于典型的数据业务，下行的数据量一般大于上行数据量。所以当上行使用HSUPA时，下行往往也有较大的数据流量，这时可以同时使用HSDPA和HSUPA业务。4.2 TD-SCDMA HSUPA技术标准化进程描述TD-SCDMA标准化发展的历程（R4-DPA-MBMS-UPA-HSPA+-LTE）；现在的标准进展情况（包括国际和国内）（要分析UPA现状，并提出标准中有待完善的功能）。HSDPA从2001年开始讨论并于2005年完成Release 5的标准化，R5的冻结版本是2005年8月版本；并在20052006年之间在Release 6的版本上进行了HSDPA的优化和修订。在Release6中引入了MBMS特性，并在2005年9基本完成3GPP R6的规范。在2007年3月启动了对物理层改进型MBMS标准化研究工作，引入了MBSFN技术，制订了专用载波的结构和相应的技术，扩展了TD-SCDMA所能提供的广播业务频道数，在2007年9月基本完成。TD-SCDMA HSUPA 于2006年3月在3GPP全会上立项，目标版本是3GPP Release 7；2006年5月的RAN1#45/RAN2#53/RAN3#52小组会上开始有文稿输入，并批准了设立25.827和30.302两个技术报告（TR）专门用来记录物理层和空口高层的技术方案；之后在2006年8月-2007年6月的各小组会上对各接口技术方案做了详细的标准化工作，与2007年六月基本完成。HSUPA和物理层改进型MBMS都作为TD-SCDMA新特性放入到R7的规范中。HSPA+项目的研究工作于2007年9月启动，主要进行一下四个方面的研究E-FACH、CPC、MIMO和64QAM，目标为在兼容现有的系统下，很好的支持VOIP业务，提高有效带宽的速率和性能，计划与2008年9月完成所有的标准化工作。2007年年底，TD-LTE提案在3GPP被正式确定为国际标准。基于TD-SCDMA的帧结构统一并延续已有标准的两种TDD模式，即TD-SCDMA的LCR（低码片速率）、HCR（高码片速率），融和后的LTETDD方案已被正式写入3GPP（第三代合作伙伴计划）标准中。这次帧结构的融合，确立了TD-SCDMA后续演进的路线。TD-SCDMA HSUPA(高速上行分组接入)特性的标准化工作正进入关键阶段。该标准化工作分为3GPP(第三代伙伴计划)和CCSA(中国通信标准化协会)两部分，前者自2006年召开3GPP RAN第31次大会立项开始，历经一年零三个月，于2007年在韩国釜山召开的3GPP RAN第36次大会上完成全部标准化工作。在已经完成的3GPP标准化工作以及在CCSA项目进行的过程中，鼎桥作为三家发起单位之一，在物理信道设计、空口链路层/信令层协议设计、随机接入资源划分、UE无线接入能力分析、Iub接口协议设计等方面提供了完整的方案。CCSA标准化工作在2007年4月在北京召开的TC5第12次大会上立项启动，计划于2008年6月结束，其目的是将3GPP的单载波HSUPA方案引入到CCSA N频点和多载波协议框架中。为使CCSA提供的TDD的协议规范与3GPP保持同步，更有利于TDD的国际化和产业化，在RITT和CMCC的领导和支持下，已于2007年12月将CCSAN频点和多载波协议框架引入到3GPP的Release 7的版本中，这样在CCSA 的HSUPA协议版本已经与3GPP Release 7内容相同。CCSA TD-SCDMA HSUPA相关规范的征求意见稿将于2008年六月底完成。从2007年9月到2008年五月，各厂家对HSUPA进行了更进一步的研究，发现和完善了许多问题，如HSUPA单时隙两码道能力、更合理的调度信息发送原则、TB Size从128变为64更方便网络与UE的互通、辅载波如何支持UPA、MAC-d复用时HARQ PO的使用原则、加入Power control Gap等多项内容。使HSUPA规范更趋于完善，为对后续TD的进一步发展起到一个良好的促进作用。目前HSUPA规范还有个别问题需要进一步研究优化，如辅载波的路损测量、UPA单时隙多码道如何合理使用等问题。4.3 TD-SCDMA HSUPA引入对网络和终端的改造要求描述TD-SCDMA HSUPA引入对网络和终端的改造要求。在网络方面，要说明：NodeB必要的软件升级，硬件处理能力和内存需求增加，Iub带宽必要的预留。必要的RRU算法。在终端方面：要考虑是否软件升级，16QAM，必要的EVM要求提高，必要的销峰处理，功率等级适当提升。在目前的TNB510基站上引入HSUPA，NodeB软件需要升级成能支持HSUPA的LCR4.0版本，引入HSUPA在NodeB软件的物理层、呼叫处理、Iub接口、操作维护等方面都需要改动。NodeB硬件不需要改变。终端也需要升级成能支持HSUPA的版本。HSUPA中UE根据不同的能力类别需要支持QPSK或QPSK/16QAM调制，这对UE端EVM、降低峰均比和功率方面的要求也有变化。4.4 厂商对TD-SCDMA HSUPA的支持情况及计划请撰写本单位TD-SCDMA HSUPA主要功能的支撑现状和roadmap。鼎桥2008 9月份提供HSUPA功能，包括非调度E-PUCH和调度E-PUCH，最大支持2Mbps上行UE。5 TD-SCDMA HSUPA关键技术分析5.1 TD-SCDMA HSUPA技术特性介绍5.1.1 协议结构实体：NodeB：MAC-e，RNC：MAC-esUE：MAC-e/MAC-esPDU:MAC-esPDUMAC-e PDUSI UE侧MAC-e/es 实体MAC-es/e处理EDCH相关功能。在UE端MACe和MAC-es之间的功能没有进行详细划分。在下面的模型中，MAC-e/es包含下面的实体： - HARQ:HARQ实体负责处理与HARQ协议相关的MAC功能。HARQ功能实体负责存储MAC-e数据并且重传。HARQ协议的详细配置由RRC通过MAC控制SAP提供。HARQ实体提供HARQ进程ID、ETFC、重传序列号（RSN）和L1使用的一个功率偏移指示。HARQ传输的冗余版本RV从RSN推导得到。RRC信令也可以配置HARQ实体在每一次传输都采用RV0。- 复用和TSN选择：复用和TSN选择实体负责根据ETFC选择功能指示，把多个MAC-d PDUs合并到一个MAC-es PDU，把一个或多个MAC-es PDU复用到一个MAC-e PDU。实体还负责管理和设置每个MAC-es PDU中的每一个逻辑信道的TSN值。- E-TFC 选择：ETFC选择实体负责根据从UTRAN接收的调度信息和绝对授权以及RRC通知的服务授权值，选择合适的ETFC；并且对于映射到EDCH上的不同的MAC-d流进行仲裁。ETFC实体的详细配置由RRC通过MAC控制SAP提供。ETFC选择实体用来控制复用功能。- 调度接入控制：调度接入控制实体负责选择上行调度信息信令是通过EUCCH和MAC-e PDU（如果EDCH资源已经分配）还是通过ERUCCH（如果EDCH资源没有分配）发送。 调度控制接入部分还负责生成映射在MAC-e PDU/E-RUCCH上的消息。Note:HARQ 进程 ID 和 RSN 在 E-UCCH上发送。UE 侧 MAC 架构 / MAC-e/es 详图 网络侧MAC-es 实体每个UE在SRNC存在一个MAC-es实体，MAC-es子层处理与EDCH相关的功能，这些功能在NodeB中的MACe中没有包含。MAC-es主要由下面实体组成：- 重排队列分发：重排队列分发功能指的是基于SRNC的配置，把MAC-es PDU分配到正确地重排缓冲区。- 重排：本功能指的是按照接收的TSN号对接收的MAC-es PDU重新排序。带有连续的TSN的MAC-es PDUs被发送到拆分功能实体。如何处理乱序的MACes PDU由实现决定。每个逻辑信道有一个重排队列。- 拆分：拆分实体负责对MAC-es PDUs进行拆分。当一个MAC-es PDU被拆分，MAC-es头被移除，MAC-d PDU被抽取出来并且递交到MAC-d。UTRAN 侧 MAC 架构 / MAC-es 详图 网络侧MAC-e 实体NodeB中的每个UE有一个MAC-e实体，NodeB中有一个E-DCH调度器。MAC-e和E-DCH调度器处理NodeB中E-DCH相关功能。MAC-e和E-DCH调度器由下面实体组成：- E-DCH调度:该实体在UE之间管理E-DCH小区资源。根据调度分配并传送调度许可。- E-DCH 控制:E-DCH控制实体负责接收调度请求，传送调度许可。- 解复用：该功能用于从MAC-e PDU里解出MAC-es PDU。 MAC-es PDUs 随后会被转发到其关联的E-DCH MAC-d flow上。- HARQ:一个HARQ实体能够支持多个停等HARQ协议的实例（HARQ进程）。每个进程负责ACK和NACK以指示E-DCH的传输是否成功。HARQ实体负责处理所欲与HARQ协议有关的功能。网络侧 MAC 架构 / MAC-e 详图 MAC-es/e PDUE-DCH有两个MAC子层：MAC-es和MAC-e，MAC-es位于MAC-e之上，并且直接接收MAC-d来的PDU。1、MAC-es PDU一个MAC-d PDU就是一个MAC-es的SDU，来自于同一个逻辑信道的，并且具有相同大小的多个MAC-es SDU组成一个MAC-es PDU。在每个TTI，每个逻辑信道只能有一个MAC-es PDU，也就是每个逻辑信道在一个TTI只能存在一个MAC-d PDU尺寸。在每个MAC-es 负荷前插入MAC-es 头。传输序列号TSN提供MAC-es PDU的传输序列号，用于按序发送到高层的重排目的。TSN长度为6bits。MAC-es PDU2、MAC-e PDUMAC-e PDU在MAC-e 头中包括PDU个数，DDI值。其中DDI标识了逻辑信道、MAC-d流和MAC-es SDU的大小。DDI0为一个特殊的DDI值，用来指示MAC-e PDU中包含SI。如果E-DCH传输块还有足够剩余空间或者调度信息（SI）需要发送，在MAC-e PDU的最后需要包含SI。还有一种情况表示SI单独发送的情况，此时DDI0不需要，E-TFCI设置为0。MAC-e PDU (SI is sent alone) 上行调度信息SI此控制信息由用户通知基站要求的资源。当UE被授权，SI通过E-PUCH在MAC-e PDU中发送。当UE没有授权，SI通过E-RUCCH发送。SI由3部分组成：- Buffer信息，包括： - 最高优先级逻辑信道（HLID）- 整个EDCH Buffer状态（TEBS）- 最高优先级逻辑信道Buffer状态（HLBS）- UE功率剩余（UPH）：表示UE最大发送功率与当be 等于0计算得到的UE发送功率（参考3GPP TS25.224）相比的功率差值，长度为5比特。- 服务小区和邻小区路损（SNPL）：当UE按照分配的资源和最大授权功率发送，NodeB用此值来估计产生的小区间干扰。SNPL长度为5比特。5.1.2 信道结构和映射描述HSUPA新增的信道及其功能、特性。E-DCH，E-HICH，E-AGCH，E-PUCH，E-RUCCH，E-UCCH。HSUPA有一个专有的传输信道E-DCH和五个专有的物理信道E-PUCH、E-UCCH、E-RUCCH、E-AGCH和E-HICH。 传输信道E-DCH增强的专用信道E-DCH（Enhanced Dedicated Channel）是一个上行专用传输信道。UE通过该信道将HSUPA数据从MAC-e实体发送到物理层。NodeB则通过该信道把物理层接收到的UE的HSUPA数据送到MAC-e实体。每个HSUPA UE都有一个MAC-e实体。每个NodeB有一个MAC-e实体。E-DCH承载的HSUPA数据采用1/3速率的Turbo编码，QPSK调制。调制以后的E-DCH数据符号映射于E-PUCH。 物理信道E-PUCH、E-UCCH、E-RUCCH、E-AGCH、E-HICHE-DCH物理上行信道E-PUCH(E-DCH Physical Uplink Channel)是一个上行物理信道，用于将承载在E-DCH上的HSUPA数据从UE发送到NodeB。该信道分为两类：调度的E-PUCH和非调度的E-PUCH。相应地，承载在E-DCH上的数据流也分成调度的和非调度的两类。调度的E-DCH数据流映射到调度的E-PUCH，而非调度的E-DCH数据流映射于非调度的E-PUCH。E-DCH上行控制信道E-UCCH（E-DCH Uplink Control Channel）是一个上行物理信道。该信道很特殊，它和E-DCH复用于E-PUCH。调度的E-PUCH上承载的E-UCCH用于该调度的E-PUCH的译码。非调度的E-PUCH上承载的E-UCCH用于该非调度的E-PUCH的译码。E-DCH随机接入上行控制信道E-RUCCH（E-DCH Random Access Uplink Control Channel）是一个上行物理信道。当HSUPA UE没有被授权从调度的E-PUCH发送HSUPA数据给NodeB的时候，该UE可以通过该信道向NodeB申请调度类型的HSUPA资源。E-DCH绝对授权信道E-AGCH（E-DCH Absolute Grant Channel）是一个下行的物理信道。NodeB用该信道将调度的E-PUCH的资源授权信息发送给被授权的UE。被授权的UE通过该信道上携带的UE ID信息可以识别出发送给自己的调度的E-PUCH授权信息，然后通过授权给自己的调度的E-PUCH的资源将调度类型的E-DCH数据块发送给NodeB。E-DCH HARQ指示信道E-HICH（E-DCH Hybrid ARQ Indicator Channel）是一个下行物理信道。该信道分成两类：调度的E-HICH和非调度的E-HICH。调度的E-HICH用于将调度的E-PUCH的ACK/NACK指示发送给UE。非调度的E-HICH用于将非调度的E-PUCH的ACK/NACK指示和TPC/SS命令发送给UE。具体地讲，每个调度的E-PUCH子帧，对应一个调度的E-HICH子帧，如果该E-PUCH子帧的数据被正确接收，则该E-HICH子帧就将ACK指示发送给相应的UE。如果该E-PUCH子帧的数据被错误接收，则该E-HICH子帧就将NACK指示发送给相应的UE。同理，每个非调度的E-PUCH子帧，对应一个非调度的E-HICH子帧，如果该E-PUCH子帧的数据被正确接收，则该E-HICH子帧就将ACK指示发送给相应的UE，同时该E-HICH子帧还将NodeB生成的该UE的E-PUCH信道的TPC/SS命令发送给该UE。如果该E-PUCH子帧的数据被错误接收，则该E-HICH子帧就将NACK指示和TPC/SS命令发送给该UE。5.1.3 关键技术 AMC和PC 重点叙述：R4:PCHSDPA：AMCHSUPA：AMC+PC的原理R4业务的上行DPCH信道有功率控制，包括外环功控、开环和闭环功控。其中外环功控是由RNC完成，通过检测接收端的误块率BLER动态的调整内环功控中的目标信噪比SIR target；开环功控是UE根据对路损的估计和网络端期望接收功率来调整初始发射功率；开环进入闭环功率控制以后，上行DPCH发送按照下行DPCH上接收的TPC命令调整发送功率。和功率控制一样，自适应调制编码(AMC)也是一种链路自适应技术，通过采用了更多的编码率和多种调制方式（QPSK、16QAM），根据链路质量自适应地调整调制和编码方式，以补偿由于信道变化对接收信号所造成的衰落影响，从而提高信号的信噪比性能。HSUPA中采用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。根据用户瞬时信道质量状况和当前资源，选择最合适的下行链路调制和编码方式。靠近NodeB的用户接收信号功率强，可以充分利用现有的信道条件，使用高阶的调制方案(如16QAM)和较高的编码速率，以最大化下行链路的数据吞吐量。当信号较差时，则选取低阶调制方式(如QPSK)和低速率信道编码来保证通信质量。HSUPA中采用了AMC和功率控制技术来最大化上行数据吞吐量及控制干扰水平。UE端E-PUCH的发送功率按照如下公式计算：l 基准功率Pebase：与R4的DPCH的功控相似，E-PUCH使用传统的闭环功控和开环功控相结合的方法进行功率控制。对调度的E-PUCH和非调度的E-PUCH进行联合功率控制，维持一个闭环的Pe-base。E-PUCH的初始发送功率设置是基于开环功控方案的，之后发送功率控制进入闭环功率控制过程，该闭环功率控制过程使用的TPC命令在调度传输时由E-AGCH携带，在非调度传输时由E-HICH信道携带；l L为路损项，由信标功能物理信道得出。如果高层只是允许使用路损，路损是通过估计最近接收的信标功能信道而得到的。计算发射功率时，UE将有选择的考虑路损修正，作为TPC命令的补充。l 所选码率所需功率增益因子e：NodeB根据UE上报信息等快速调度之后动态决定给UE的功率授权、资源授权；UE在功率/资源授权对应的E-TFC传输块大小 、调制方式集合中选择最终的增益因子e。某个e对应着一定的调制方式和信道编码率。 高阶调制描述HSUPA的高阶调制方式。16QAM，影响和峰均比。UE根据NodeB快速调度的功率授权、物理资源授权和UE的能力，可能采用QPSK或16QAM调制方式发送E-DCH数据。16QAM调制方式下，物理信道映射后输出的数据比特中四个连续的比特位被一个复值数据符号代替。UE端要实现16QAM的数据调制，还要考虑16QAM对峰均比的影响；NB端实现16QAM的解调以及SIR估计。 HARQ描述HSUPA HARQ原理。RV版本可变和原理。（突出异步HARQ）。HARQ是ARQ和前向纠错编码FEC的结合，它结合了自动重发与前向纠错的容错恢复机制，并使用合并前后含有相同数据单元的机制或重传信息块的增量冗余机制，带来更低的剩余误块率，从而减少高层协议RLC层的重发和降低上行分组包的发送时延与环回时延。在HSUPA中，HARQ技术需要与AMC结合使用，HARQ可以自动根据瞬时信道条件，灵活调整有效编码速率，补偿AMC选择的传输格式不恰当带来的误码。AMC的机制提供了大动态范围的粗略的、慢速的自适应控制，而HARQ的机制则提供了小动态范围的精确的、快速的自适应控制。为了提高信道利用率，HSUPA的HARQ重传机制采用N通道停等HARQ(N-channel-SAW-HARQ，N-SAWARQ)方式，即在单载波一个传输物理信道上同时并列进行N个HARQ进程(调度发送类型N的个数最大为4，非调度发送类型N的个数最大为4)，当上行链路一个HARQ进程发送完数据包等待反馈消息的时候，启动另外一个HARQ进程发送数据包。也就是说，当上行链路传送一个HARQ进程的数据包的时候，下行链路传输的是其他HARQ进程的反馈信息。这样，系统资源可以被充分利用，但要求接收端能存储N个传输块的信息。HSUPA支持两种HARQ类型的配置：l 终端UE重发相同的分组包,NodeB进行前后合并（CC-ChaseCommbing）。l 终端UE重发含有不同编码冗余信息的分组包，NodeB进行增量冗余合并（IR-Incremental Redundancy）。与WCDMA不同，TD-SCDMA的HSUPA采用的是异步HARQ。E-DCH传输资源由NodeB通过E-AGCH分配，在E-DCH数据发送的随路信令E-UCCH中需要携带HARQ进程ID（3比特）和重传序列号RSN（2比特）。随后由E-HICH返回应答信息。E-AGCH、E-PUCH和相应的E-HICH应答之间的时序关系是确定的。 快速调度描述HSUPA快速调度原理。UE上报SI，NodeB调度功率门限和资源，UE决定功率和MCS，E-UCCH指示。控制RoT的调度原理。在R4中，UE传输速率的调度由RNC控制， UE可用的最高传输速率在DCH建立时由RNC确定，RNC不能够根据小区负载和UE的信道状况变化灵活控制传输速率。基于Node B的快速调度的核心思想是由NodeB来控制UE的传输数据速率和传输时间。NodeB根据小区的负载情况、UE的信道质量和所需传输的数据状况来决定UE当前可用的最高传输速率。当UE希望用更高的数据速率发送时，向NodeB发送请求信号，NodeB根据小区的负载情况和调度策略决定是否同意移动终端请求。如果NodeB同意UE的请求，NodeB将发送信令提高UE的最高可用传输速率。当UE一段时间内没有数据发送时，NodeB将自动降低它的最高可用传输速率。由于这些调度信令是在NodeB和UE间直接传输的，所以基于Node B的快速调度机制可以使NodeB灵活快速地控制小区内各UE的传输速率，使无线网络资源更有效地服务于访问突发性数据的用户，从而达到增加小区吞吐量的效果。NodeB快速调度的主要好处在于减小传输时延和提高吞吐量，这是因为减少了Iub接口上的传输过程以及对重传、UE缓存测量的快速反馈。另外，TD-SCDMA HSUPA采用NodeB调度在资源分配和干扰控制两个方面也都带来好处。由于TDD上行码道资源受限，对物理资源采用共享形式，并由NodeB进行快速调度，可以缓解码道资源受限以及快速适应无线环境变化。而且通过快速控制UE的速率，NodeB也可以更好地控制空中接口的干扰情况。调度算法功能实现于NodeB，采用了时分和码分的技术，而且用户对于共享信道的使用权每一个5ms无线子帧都可以重新调度，反应速度大大提高。调度算法可以综合评估多方因素，在实施HSUPA分组调度时，调度算法可根据事先掌握的信息，如每个传输时间间隔(TTI)阶段可用的码资源；UE上报的SI信息包括功率余量UPH、buffer数据信息、服务小区和邻小区的路损信息；以前UE发送的数据是否被正确接收的ACK/NACK信息；UE业务保证速率、本小区和邻小区的干扰余量等在多用户中实施快速调度和无线资源的最优使用，从而提高频谱的使用效率。目前，较多采用的调度算法有最大C/I、轮循调度、有限公平调度。一个优秀的调度算法既要保证系统的数据吞吐量达到一个较理想的值，又要考虑到用户公平性的制约。系统的吞吐量越大，运营商的效益比就越高，但如果一些用户长时间得不到服务，必然会影响到用户的满意程度。因此，调度算法需要考虑不同用户所传输业务的优先级别，优先级高的业务应该被优先传输，对时延要求不高的业务可以适当降低传输级别，能够兼顾吞吐量最大化和公平性。NodeB可以通过操作维护界面来选择调度算法。对于E-PUCH，由位于NodeB的MAC-e根据UE上报的SI信息等来快速调度用户、无线资源、功率许可，UE根据调度分配的资源和缓冲数据来选择合适的传输块大小、调制方式、以及重传传输块，来提高用户峰值速率和小区吞吐量。这个过程由NodeB和UE配合完成：a) UE端上报SI信息，包括功率余量UPH、缓冲区数据量及优先级、服务小区和邻小区的路损信息。b) NodeB端根据用户优先级、速率要求、缓冲数据量大小、功率余量、UE以前发送的数据块是否被正确接收、码资源、本小区和邻小区的干扰余量等，NodeB的MAC-e采用不同的调度算法来决定下一个TTI的发送载波、用户、以及用户使用的码资源许可、功率许可。在空口上发送E-AGCH通知UE。c) UE端监测到正确的E-AGCH之后，根据调度分配的物理资源、功率许可和缓冲数据信息进行E-TFC选择过程，选择合适的传输块大小和调制方式，按照定时要求在空口上发送E-DCH数据包和相应的控制信息E-UCCH（复用在E-PUCH上）；d) NodeB端收到E-PUCH之后读取相应的E-UCCH信息，得到传输块大小和调制方式信息，再译码得到E-DCH的MAC-e PDU。e) NodeB端将正确的MAC-e PDU解复用成MAC-es PDU,在Iub接口用户面发送给RNC,并将相应的ACK/NACK反馈在相应E-HICH上发给UE； 其它技术描述非调度传输等。非调度的原理，特点和意义。分析E-UCCH开销。非调度E-DCH的特点类似于增强型的DPCH，用户使用的时隙和码道资源是RNC静态分配的，但由于采用了高阶调制和HARQ，能获得更好的性能。非调度E-DCH适合承载streaming业务或者3.4K信令。5.1.4 与HSDPA的比较描述TD-SCDMA HSUPA技术和TD-SCDMA HSDPA技术的相同和不同点。我们都知道TD-SCDMA Rel5中的HSDPA是TD-SCDMA下行链路方向(从无线接入网络到移动终端的方向)针对分组业务的优化和演进。与HSDPA类似，HSUPA是上行链路方向(从移动终端到无线接入网络的方向)针对分组业务的优化和演进。HSDPA和HSUPA采用了一些类似的关键技术来分别提高下行链路和上行链路的业务数据传输速率满足不同业务的QoS需求。HSDPA与HSUPA比较HSDPAHSUPA新增的信道HS-PDSCHHS-SCCHHS-SICHE-PUCHE-AGCH/E-UCCHE-HICH/SITTI5ms5msHARQ采用异步HARQ技术；采用异步HARQ技术；支持两种合并方式：ChaseCombing和IncrementRedundancy。支持两种合并方式：ChaseCombing和IncrementRedundancy。基于Node B的快速调度HSDPA调度的核心思想是合理分配共享资源（码字、功率），最大化资源的利用率HSUPA调度的核心思想是避免过多的UE接入过高的速率，从而给系统带来干扰，即尽可能抑制上行干扰HSDPA的调度基于以下因素：队列优先级、信道质量指示值CQI、缓存大小、等待时间、其它如UE能力、ACK/NACK重复次数、数据重传等HSUPA的调度基于以下因素：综合优先级ARP/SPI、用户上报的SI(UPH、SNPL、TEBS、HLBS、HLID)、QoS、本小区干扰余量、邻小区干扰余量等。支持三种调度算法：基于公平分配的调度算法（Round Robin算法）、基于部分公平的调度算法（Proportional Fair算法）和基于最大载干比的调度算法（Max C/I算法）支持三种调度算法：基于公平分配的调度算法（Round Robin算法）、基于部分公平的调度算法（Proportional Fair算法）和基于最大载干比的调度算法（Max C/I算法）支持时分、码分、时分码分的方式调度不同用户支持时分、码分、时分码分的方式调度不同用户快速链路适配采用AMC采用AMC功控5.2 关键技术性能分析分别分析以上关键技术的理论性能（提供综合考虑HARQ,AMC 后PA3,PB3,VA30,TU3,TU50,IDA3,AWGN信道下的链路性能曲线）。对于快速调度，要分析不同调度算法的性能及其增益（和R4对比）（考虑Full Buffer 和流类业务系统仿真的结果）。对于HARQ，要分析HARQ的增益（和R4比）（链路仿真结果）。5.2.1 链路性能仿真条件参数取值扩频因子1接收天线8调制方式QPSK/16QAM 有效码率0.11.0，步进0.1最大传输次数1时隙数2信道AWGN，PA3km/hAWGN下不同码率和调制方式的性能曲线：从结果可以看出， QPSK调制和16QAM调制性能的一个临界点发生在QPSK 码率0.9和16QAM码率0.5（16QAM码率0.5时性能优于QPSK码率为1时的性能），此时VRU C/I为-13.5dB，即在AWGN信道环境下，单VRUC/I大于-13.5时，调制方式选择16QAM。5.2.2 调度算法性能在R4系统中，无论UE离Node B远近，在功率控制的作用下上行接收功率基本恒定。而在HSUPA系统中，在保证对邻区干扰不超过门限的前提下，可利用UE上报的调度信息（SI），通过快速调度算法，尽可能地利用UE的剩余功率余量进行快速速率（功率）调度和物理资源调度以达到尽可能高的吞吐量。因此与R4系统相比，HSUPA可提供更高的系统吞吐量，具有更高的频谱效率。HSUPA系统中，Node B控制的快速调度算法主要有RR、MAX-CIR和PF三类调度算法，在其它仿真参数配置相同的情况下，MAX-CIR的小区吞吐量最大，但单个UE的调度机会和吞吐量差异比较大，即公平性最差；RR调度算法各UE的调度时间均等，但各UE吞吐量有一定差异，小区吞吐量也比MAX-CIR低。PF调度算法可在小区吞吐量（效率）和各用户吞吐量差异（公平性）之间折衷。以下表1和表2分别给出了RR、MAX-CIR和PF调度算法小区平均吞吐量和各用户平均吞吐量。仿真Case为：21个HSUPA小区，每个小区8个UE下载FTP Full Buffer文件，UE都静止不动。每个小区两个时隙的HSUPA资源池，小区半径为500m。UE3、UE1、UE2、UE4、UE5、UE6、UE7和UE8距离Node B依次由近到远。UE的Physical Category均为3。表1不同调度算法的小区平均吞吐量调度算法小区平均吞吐量（kbps）PF 690MAX-CIR707RR684表2不同调度算法的中心小区各UE平均吞吐量调度算法UE平均吞吐量（kbps）UEUE1UE2UE3UE4UE5UE6UE7UE8（PF-Factor=1）9391958982797875MAX-CIR164831926058555441RR10093969084827772表1和表2的仿真结果可验证上述对于不同快速调度算法的分析。5.3 关键技术参数设置分析1、RV参数分析2、SI上报周期和延迟对性能的影响，相应的开销。3、给出不同调度算法的应用场景。4、给出重传次数参数分析：对链路性能的影响，链路仿真结果；对系统性能的影响，系统仿真结果，延迟和吞吐量。其它。HSUPA系统中RV版本参数的选择不像HSDPA由Node B自行决定，RNC可通过高层信令分别通知Node B和UE RV版本参数配置模式：RV0和RVtable。若高层信令通知采用RV0，则RV版本参数始终为0；若高层信令通知采用RVtable，则RV版本参数的选择取决于RSN和有效编码速率（Nsys / Ne,data,j），对于QPSK和16QAM，协议分别给出了对应的映射表格。映射表格中规定若有效编码速率小于1/2，则采用Partial IR方式的RV序列，若有效编码速率大于1/2，则采用Full IR方式的RV序列，以最大化校验信息的冗余，提高HARQ合并效率。（RV版本参数中的s参数控制打空时优先选择系统比特还是校验别特，r控制打空比特的位置，s和r一起控制重复比特的位置。）SI上报周期和延迟越小，Node B越能及时更新SI信息，越能提高AMC链路自适应性能并进而提高系统容量，因此SI上报周期和延迟不宜过小。SI可以通过ERUCCH或者MAC-e PDU携带SI。按照协议定义的MAC-e PDUSize，大部分情况下都可以使用冗余比特位携带SI。因此UE调度越频繁越能保证SI上报的及时性。虽然大部分SI都是通过MAC-e PDU上报的，但一旦长时间得不到调度，会使用E-RUCCH上报SI, E-RUCCH资源占用率与负载(用户数)和调度算法关系密切。仿真显示协议规定的默认ERUCCH定时器参数在满足时延需求的同时能基本满足负载/调度场景的需求。RR调度算法以牺牲系统容量为代价保证各用户调度机会公平，是最基本的调度算法。MAX-CIR调度算法以追求系统容量最大化为目的，但用户间最不公平，适用于运营商追求容量最大化，进而实现利润最大化。PF调度算法可在小区吞吐量（效率）和各用户吞吐量差异（公平性）之间折衷，并且可通过PF-Factor调节上述折衷关系，既保证了系统容量比较高又体现了各用户的差异，是适宜于商用的调度算法。而且PF调度算法中可以设置公平性因子，根据运营需要决定倾向于公平还是MAC-CIR。初传BLER越小，发生重传次数越少，该用户的吞吐量会有所提高，但由于占用的RoT资源相应越多，在上行干扰受限的情况会进而影响系统吞吐量；初传BLER越大，发生重传越多，该用户的吞吐量会有所下降。仿真和分析结果显示一般在初传BLER为10左右时系统吞吐量最大化。HARQ技术的引入，使得重传时具有合并增益，现有仿真和HSDPA商用经验显示，大部分情况下重传一次就能够保证2%以下的残留BLER。为保险起见，重传次数配置为34次足矣(不包括初传)。6 TD-SCDMA HSUPA覆盖分析6.1 HSUPA各信道覆盖能力分析对业务信道和新增控制信道进行链路预算分析。链路性能和解调门限（考虑的信道可以为和R4一致的信道），链路预算方法，E-DCH链路预算表。公共信道和R4链路预算表，各种信道覆盖比较表，包括MBMS覆盖一起对比。在业务信道链路预算分析时：考虑“确定边缘速率，计算覆盖范围”以及“确定覆盖范围（如参考R4 CS64k业务覆盖范围），计算边缘速率”两种情况。在业务信道和控制信道链路预算分析时，要和R4业务信道（包括话音和CS64K业务）、HSDPA业务和控制信道进行对比。对造成链路预算与R4/R5中主要差异的参数做重点分析，并提供这些参数的仿真结果、测试结果。在进行链路预算分析时，要考虑室外密集城区、室外一般城区、郊区、室内四种场景。6.1.1 控制信道的覆盖能力分析HSUPA引入了4个控制信道，其中上行控制信道为E-UCCH和E-RUCCH，下行控制信道为E-AGCH和E-HICH。由于HSU