动态信道分配介绍.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除动态信道分配介绍课程目标：l 掌握动态信道的分类l 掌握动态信道分配的方法参考资料：l 研发部门相关资料此文档仅供学习与交流目 录第1章 概 述11.1 DCA的功能11.2 动态信道分配方案21.3 TD-SCDMA信道分配功能分类2第2章 DCA的分类介绍32.1 慢速DCA32.2 快速DCA4图 目 录图 21 深蓝为上行、浅蓝为下行3图 22 不同颜色的区域代表采用不同时隙转换点4图 23 动态调整前时隙间业务分布状况5图 24 动态调整后时隙间业务分布状况5图 25 码资源分配流程5图 26 OVSF码树6图 27 信道化码7图 28 信道化码资源分配示意图7图 29 RU示意图8图 210 码道碎片8图 211 无码道碎片图9图 212 码道碎片图9图 213 顺序法码道查找10图 214 筛选分配法11图 215 信道整合图11图 216 Midamble码位置12图 217 空域DCA13第1章 概 述& 知识点l信道分配的概念l DCA的功能l DCA的分类1.1 DCA的功能信道分配指在采用信道复用技术的小区制蜂窝移动系统中，在多信道共用的情况下，以最有效的频谱利用方式为每个小区的通信设备提供尽可能多的可使用信道。信道分配过程一般包括呼叫接入控制、信道分配、信道调整三个步骤。不同的信道分配方案在这三个步骤中有所区别。当以共信道隔离为标准来分类，信道分配方案可分为以下三种：固定信道分配（FCA）：FCA中，整个服务区域被分为一定数量的小区，每个小区根据一定的信道复用形式配置一定数量的信道，相当于在一个小区群的不同小区间对信道完全隔离。动态信道分配（DCA）：DCA方案中，所有的信道资源放置于中心存储区中，表示信道的完全共享。一旦有新的呼叫要求，则在满足（最小载波干扰比）门限的信道中按一定的算法选择合适的进行分配。DCA的呼叫接入控制策略与FCA区别不大。DCA的信道分配策略为全局性策略。而信道重分配也是DCA的一大特点。DCA有极好的业务自适应性和高度灵活性，弥补了FCA的不足，但计算和控制复杂度也很高。当系统负荷很高时，DCA的效率不如FCA。混合信道分配（HCA）方案：即将所有的信道分为两个部分：一部分信道固定配置给某些小区，即部分信道隔离；另一部分信道则保留在中心存储区中，为系统中的所有用户所共享，即部分信道共享。HCA是FCA与DCA的折中。DCA是TD-SCDMA系统中RRM算法的核心内容之一。我们知道TD-SCDMA系统中一条信道是由 频率/时隙/扩频码 的组合唯一确定。DCA主要研究的是信道的分配和重分配的原则。DCA通过系统负荷，干扰，用户空间方向角等测量信息来确定最优的资源分配方案，降低系统干扰，提高系统容量。1.2 动态信道分配方案DCA中，只要满足干扰限制条件，信道就可以在任何一个小区使用。因为如果有一个小区要求一个信道，可能有多个可用信道供选择，所以要采用一些选择准则。所有DCA的主要思想就是估计每一个备选信道的代价函数（costs function），然后选择满足干扰限制条件的代价最小的信道分配。可以按代价函数的不同选择方法来区分不同DCA方案。 至于DCA的分类，国内外有很多不同的看法，大致可按两种方式分为：基于DCA控制的类型可以分为：集中控制式DCA：信道通过中心控制器从中心存储区分配给呼叫临时使用；分布控制式DCA：信道的确定是在移动终端MS和/或基站进行，而不是由移动交换中心MSC来控制的方案。分布式控制方案在减轻交换复杂度的同时可提高频谱的利用率。分布式信道分配方案可以按所使用的信息分为呼叫更新式分配和干扰自适应式信道分配。基于信道分配所使用的信息，DCA可分为：呼叫更新(call-by-call)DCA方案；自适应DCA方案。目前我司只有快速动态信道分配和慢速动态信道分配的概念。可以划入分布控制一类。1.3 TD-SCDMA信道分配功能分类TD-SCDMA中的DCA算法从功能上分为三类，即小区信道指派（慢速DCA），接入控制和信道调整（快速DCA）。TD-SCDMA中的动态信道分配可大致分为两个实施阶段，一个阶段是呼叫接入时的信道选择，另一个是呼叫接入后为保证业务质量所进行的信道重选。从实施规则上大致可以分为慢速DCA和快速DCA两类。慢速DCA可根据系统干扰受限的先验知识，根据负荷情况，对系统载频和时隙进行占用优先级划分，完成呼叫接入控制。快速DCA可根据对专用业务信道或共享业务信道通信质量监测的结果，自适应地对资源单元（RU，即码道或时隙）进行调配和切换，以保证业务质量。快速DCA由分为以下几类：频域DCA、时域DCA、码域DCA、空域DCA。第2章 DCA的分类介绍& 知识点l 掌握慢速DCA的原理l 掌握快速DCA的原理2.1 慢速DCA慢速DCA所完成的功能是为各小区的不同信道分配不同的优先级，其目的是为接入控制DCA提供参考，以提高其执行速度。某一特定信道优先级划分的依据是其它信道在本信道所产生的累积干扰低于某一给定门限值的概率。该优先级的值一般根据网络或移动终端所进行的干扰测量值计算获得并根据系统负荷动态调整。对于每一小区，不同信道按照不同的优先级进行排序，当有新的信道占用需要产生时，将首先占用最高优先级的时隙。根据这一原则，可以保证系统首先使用干扰最小的信道并可根据相邻小区间的实际业务负荷分配网络资源。最终能够使小区中上行时隙和下行时隙的传输能力与业务上行和下行方向的负载比例关系相匹配，有效地避免因为单向时隙资源受限而造成容量的损失。追求整个系统容量最大化是划分各小区上下行时隙资源比例的目标。慢速DCA的特点（其是对小区的资源进行分配与调整）；周期较长；与特定用户需求无关；对系统影响较大；主要包括确定上下行时隙的转换点。慢速DCA对时隙点转换点配置主要是灵活的配置上下行时隙转换点，以更好地支持热点地区的不对称业务。我们可以采用人工配置的方法，也可以采用自适应动态配置方法。上下行可以采用的配置方法有：15、24、33。上下行时隙转换点动态配置的流程：首先是获取小区平均负荷信息；其次对小区上下行业务量进行统计分析；最后确定小区上下行时隙转换点，触发小区重配。 TS0 TS1 TS2 TS3 TS4TS5 TS6图 21 深蓝为上行、浅蓝为下行目前我们采用的是人工配置的方案。动态配置的方法目前正在研究之中，尚没有规划。对于不同的区域类型采用不同的上下行时隙转换点的方案，以后将支持这一方案。3:3图 22 不同颜色的区域代表采用不同时隙转换点2.2 快速DCA快速DCA的特点（对特定用户的资源进行分配与调整）：触发频率快；与特定用户的需求有关；对系统影响较小；主要包括时隙、频率、码资源的分配与再分配。快速DCA的作用：呼叫到达时，快速DCA为业务分配合适的无线资源；呼叫接入后，系统根据承载的业务要求、干扰受限条件及终端移动要求，由RNC进行频率、时隙和码道的动态调整及信道间的切换。时域DCA快速DCA中的时域DCA主要研究的是如何对时隙资源进行分配与调整，达到提高系统呼通率，降低干扰的目的。它包括时隙资源的分配与再调整两部分。时隙选择的原则：根据时隙的上下行的负荷情况；根据Node B测得的上行时隙的干扰和UE测得的下行时隙干扰；根据各时隙剩余RU资源情况；用户的方向角信息。如下图所示8个用户4个用户1个用户8用户4用户1用户图 23 动态调整前时隙间业务分布状况8个用户4个用户1个用户5用户4用户5用户图 24 动态调整后时隙间业务分布状况经过动态信道调整，使各时隙的负载保持均衡有效降低了负荷较高时隙的各用户的干扰。时隙动态调整的触发原因：无线链路质量恶化，功控失效，且未没有合适的切换小区；时隙间负载严重不均衡；高速业务接入时，需要将某一时隙的资源调整至另一时隙。码域DCA码域DCA研究的内容如何对码资源进行分配与调整，以达到降低干扰，提高系统的呼通率。包括码资源的分配与调整两部分内容。我们在快速DCA中的码资源包括：OVSF码（信道化码）；Midamble码（训练序列码）。码资源分配流程如图所示：图 25 码资源分配流程OVSF码树如下图所示：图 26 OVSF码树OVSF码树的基本特性：OVSF码字长度与扩频因子对应；TD-SCDMA系统中的码树只到SF=16。OVSF码可同时分配的条件：任一码与其所有子孙结点不能同时分配；任一码与其所有祖先结点不能同时分配；同一层的码可以同时分配；当两个码中任一个码不为另一个码的祖先码时 ，可同时分配。信道化码分配的约束和限制图 27 信道化码TD-SCDMA系统中一颗完整的码树使用范围在一个时隙内，多个时隙使用相同的码资源；当某条码道分配后其所有子孙结点和祖先结点都要被阻塞，不能被分配给其他用户；上行方向单时隙内单用户最多可以占用两条码道，码道的扩频因子可以为SF16/SF8/SF4/SF2/SF1； 下行方向单时隙内单用户使用的码道树无限制，码道的扩频因子只能为SF1和SF16。图 28 信道化码资源分配示意图这里先介绍几个概念BRU（Basic Resource Unit）基本资源单元。一个基本RU是载波/时隙/SF16扩频码的组合。扩频因子越小的码道能承载的业务量越大。例如：SF16=1BRU，SF8=2BRU，SF4=4BRU，SF2=8BRU，SF1=16BRU图 29 RU示意图码道碎片码树中没有与其剩余基本RU数相匹配高速扩频因子的码道。如下图所示：图 210 码道碎片下图为码树中具有与其剩余基本RU数相匹配高速扩频因子的码道。图 211 无码道碎片图码道碎片的影响，如下图所示：图 212 码道碎片图呼叫业务的资源需求为6个RU（UL）；用户需要在此时隙分配一条扩频因子为SF8的码道和一条扩频因子为SF4的码道（UL）；时隙内剩余可用资源为6个RU （UL）；时隙内只能未单个用户提供一条SF8和SF16的码道（UL）；由于码道碎片的存在造成呼叫的阻塞（UL）。码表的碎片越多，则越容易阻塞高速业务的接入；TD-SCDMA 系统的扩频码字是非常珍贵的资源，如果码树中存在大量的码道碎片则极大降低系统的资源的利用率和造成容量的严重损失。因此，如何合理的分配管理码资源则显得十分关键。码道查找方法：顺序查找法即根据码道上已经占用的资源，按照从前往后的顺序查找适合的码道资源。一旦查找到合适的资源，即占用。该法的特点是：实现简单，但是容易造成码道碎片。如下图所示：用户1：SF16码道一条，分配C16,10。如下图所示：图 213 顺序法码道查找用户2：SF8码道一条，分配失败。筛选分配法该法根据码道已分配的资源，优先选用单支可分配节点。其特点是：充分利用了码树的资源。如下图所示用户1：SF16码道一条，分配C16,13。如下图所示：用户2：SF8码道一条，分配C8,5。如下图所示：图 214 筛选分配法信道整合信道整合就是将一个时隙里已占用的信道资源，通过整合，使其由原来占用的分散的码道集中在一起。如下图所示：此时有64K的用户申请接入可以进行接纳调整语音用户占用码道减少了碎片用户1用户2用户3用户44个12.2k语音用户剩余8个分离的码道此时有64K的用户申请接入用户1用户2用户3用户4调整语音用户占用码道减少了碎片可以进行接纳图 215 信道整合图信道整合触发的时机：高优先级业务因码道碎片而被阻塞时触发调整；周期性检测码表的信道离散程度，当离散程度较高时及触发。 Midamble码 Midamble码即训练序列，用于接收端的信道估计，功率测量和同步保持，位于时隙的中央，长度是144chip。训练序列中的Midamble码从功能上讲是为了进行信道估计的，用在多用户检测（联合检测或干扰抵销），不承载数据，不进行扩频和加扰。相同小区相同时隙的不同用户使用的midamble码由同一基本midamble码派生得到的。midamble相关的K值（K=2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16），经过相应的偏移（该偏移值, P=128），截取的该144chips序列的不同片断。图 216 Midamble码位置Midamble码分配方法：Midamble码属于物理信道配置的一部分，由高层执行。有三种不同的midamble码分配方案：UE特定的midamble码分配：由高层明确分配一个上行或下行的UE特定midamble码；默认midamble码分配：上行和下行的midamble码由层1按照相关联的信道码来分配；通用midamble码分配：下行的midamble码由层1按照下行时隙里同时存在的信道化码的数量来确定。 频域DCA在N频点小区中为用户选择最佳的接入频点，提高系统的呼通率，降低系统的干扰。主要包括频率资源的分配与调整两部分。频点选择触发原因：用户接入或切换至N频点小区；用户由于业务发生重配置,原频点资源发生拥塞，迁移至其他频点；N频点小区中某频点过载，部分业务迁移至小区内其他频点；跨时隙承载业务质量发生恶化时，且未满足切换条件，迁