TDDHSDPA基本原理知识讲义

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版本的接入网可以提供高达数百的传输速率，能够支持浏览、下载和视频等中速业务l但是这样的峰值速率仍不能为用户带来明显区别于2G、2.5G网络的使用体验；同时，专用信道的资源占用方式，导致以突发为特点的域应用对无线资源的利用效率不高l引入技术的目的，是提供更高的接入速率、更高的资源利用率Copyri

2、ght 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 2培训目标l学完本课程后，您应该能：l阐明的技术特点l列出采用的关键技术l结合工作流程，描述新增物理信道的功能l了解的终端能力等级Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3目 录1.技术特点2.关键技术3.无线接口物理层Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 4目

3、录1.技术特点技术特点2.关键技术关键技术3.无线接口物理层无线接口物理层Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 5引入的必要性l基于3 R4版本的接入网系统容量受限于下行容量，主要体现在：l系统单载波理论最大下行容量较小：128时隙最多5个时隙640载波l目前的信道配置方式，在数据业务的突发和低活动性特征，使下行容量的实际利用率非常低，进一步加剧了下行容量受限的矛盾Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved

4、. Page 6技术特点l（ ）通过一系列关键技术，实现了下行的高速数据传输l在物理层采用和等链路自适应技术l引入高阶调制（16）提高频谱利用率l通过采用以上技术，单载波容量大大增加：理论最大下行容量达到560时隙最多5个时隙2.8载波l引入新的共享物理信道，多个用户可以共享资源l引入快速数据调度算法，每5可对用户资源重新分配一次l通过采用以上技术，极大地提高了用户下行瞬时速率，提高小区整体吞吐率Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7目 录1.技术特点2.关键技术3.无线接口物理层Copy

5、right 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 8自适应调制和编码自适应调制和编码 快速调度快速调度16 调制调制HARQ（Hybrid ARQ）混合自动重传混合自动重传 关键技术Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 9自适应调制和编码l引入 ( ) 的原因l无线信道具有很强的时变性，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l引入更多编码方式和调制方式，使系统能够通过改变编码方式和调制方

6、式对链路变化进行自适应跟踪l系统仿真表明，采用的系统可提高大约20的平均吞吐率Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 10原理l基于信道质量的信息反馈，即 ()l 测量信道质量 () 报告 (每5或更长周期) 给l 基于来选择调制方案，数据块大小和数据速率l好的信道条件 减少冗余编码，甚至不需要冗余编码；16l坏的信道条件 增加更多冗余编码；Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 11技术实现

7、l的优点：l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l相对于改变发射功率进行链路自适应的方案，的干扰更小，效果更好附加分组数据尾比特编码速率匹配交织M阶DEMUXCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 12自适应调制和编码自适应调制和编码 快速调度快速调度16 调制调制HARQ（Hybrid ARQ）混合自动重传混合自动重传 关键技术Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page

8、131616正交幅度调制16: 4 相位QI0000000110011000101010111110111101001100110100100110011100110101QI00100111: 2 相位Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 14编码和调制对速率的影响对于R4l一个时隙含有两个数据块，共3522704个l1时，单时隙的符号数达到理论最大值：704个符号l在调制方式下，单的时隙最大理论速率：l704*2/5281.4l采用1/3编码，经过速率适配后，实际的单时隙速率为128数据

9、352chipsGP16数据352chips864chipsMidambleCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 15编码和调制对速率的影响对于l一个时隙含有两个数据块，共3522704个l1时，单时隙的符号数达到理论最大值：704个符号l在16调制方式下，单时隙最大理论速率l704*4/5562.8l采用技术后，信道条件好时不需要增加冗余编码，单时隙速率可以达到562.8l上、下行时隙1:5配置时，最大理论速率：l562.8k52.814Copyright 2006 Huawei Tech

10、nologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 16自适应调制和编码自适应调制和编码 快速调度快速调度16 调制调制HARQ（Hybrid ARQ）混合自动重传混合自动重传 关键技术Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 17混合自动重传ll ( )：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”l ( )：根据接收数据中冗余信息来进行纠错，特点是“只纠不传”l技术综合了与的优点，避免了需要复杂的译码设备和方式信息连贯性差的缺点l在信道条件比

11、较好的情况下，可以起到信道编码同样的作用，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接收端有一定的缓存器 () ，用于保留接收到的数据，以便后续进行数据合并l这种方式有益于减少重传时间，从而提高小区吞吐量Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Lt

12、d. All rights reserved. Page 19的类型lI型即传统的l接收端在纠错不成功后，将接收到的包完全丢弃，并要求发端重传l型 递增冗余l接收到的错误数据包不会立即被丢弃，待重传的数据包收到，和错误的数据包合并后再进行译码l型缺点：重传数据是冗余信息，不包括系统比特，当第一次传输的数据包被严重破坏，将无法恢复系统比特l型 （博士最早提出）l对型进行了改进，重传的码字具有自解码的能力，并不依赖于第一次传输的数据l系统中用到型Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 20自适应调

13、制和编码自适应调制和编码 快速调度快速调度16 调制调制HARQ（Hybrid ARQ）混合自动重传混合自动重传 关键技术Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 21 快速调度算法l调度，就是确定应该给哪些用户、以多大速率发送数据l 调度基本原则l在短期内，以信道条件为主；在长期内，应兼顾到对所有用户的吞吐量和公平性l常用调度算法 l轮寻算法 () ：“大锅饭”l最大载干比算法 ( )：“强者恒强”l正比公平算法 ()：“和谐社会”Copyright 2006 Huawei Technolog

14、ies Co., Ltd. All rights reserved. Page 22轮询算法l小区内的用户按照某种确定的顺序，循环占用无线资源来进行通信l优点：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，而且算法实现简单l缺点：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对所有待

15、服务移动台依据其接收信号预测值进行排序，并按照从大到小的顺序进行发送l优点：整体小区吞吐量最大，效率最高，特别适用于服务用户集中在附近的场景l缺点：处于小区边缘的用户的由于较低，将得不到服务机会，甚至出现所谓“饿死现象”最大算法所得到的系统吞吐量可以作为其它调度算法的上界UE2UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE1UE2Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 24正比公平算法l根据用户的信道条件和其平均吞吐量进行优先权设置，兼顾系统“效率”与用户“公平” l从统计意义上来看，每个用户

16、分配的资源是相同的，而系统容量高于，接近 ，适合于大部分应用场景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 录1.技术特点2.关键技术3.无线接口物理层Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 26L1L2L1L2L1L2L1L2在上新增 （实现， 和调度等功能）：新增3物理信道，即（下行数据），（下行控制信令），（上行控制信令），： （下行数据）协议栈的

17、改变Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 27 层实现 () () ()FACHS-CCPCHRACHPRACHDSCHPDSCHUSCHPUSCHPCHS-CCPCH()L1: / ()R5 L1() ()() Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 28传输信道高速下行共享信道l高速下行共享信道（）是下行传输信道，可以由一个或多个通过时分复用（）和码分复用（）共享l在整个小区，或者在小区

18、部分覆盖区域赋形发送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承载传输信道，用于发送用户数据，信道资源被所有用户共享l扩频因子：通常16；当整个时隙资源给一个用户时，1l调制方式：或者16l时隙格式：无、l不支持动态功率控制l全小区发射，或者在小区部分区域赋型发射数据352chipsGP16数据352chips864chipsMidambleCopyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights res

19、erved. Page 30信道的下行专用伴随信道l用于用户传递下行物理层控制信息（和命令）l每个用户需要配置一条伴随l扩频因子：16l调制方式：l时隙格式：有、和，一般没有业务数据l并发业务（上网语音业务）时，也可以承载语音业务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用于承载高层控制信息，被所有用户共享l：用于标识当前控制信息的所属l在一个传输时间间隔（）里，每个只为一个承载相关

20、的下行控制信令l监视信道（最多可监视4个），寻找属于自己的控制信息；当获得此控制信息后，才能接收的数据l：用于标识码和时隙的分配信息、调制方案、传输块大小l为了实现的方便，可用的信道化码必须连续分配l信息：进程个数、冗余版本、新数据指示l冗余版本信息指示类型：I型，型或型l新数据指示信息指示此数据是新数据还是重发数据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 (续)l一个信道占用两个码道，定义为1和2l扩频因子：16l调制方式：l时隙格式：无；有和（ 2 没有这

21、两部分）l支持动态功率控制l全小区发射数据352chipsGP16数据 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用于反馈相关上行信息，主要包括应答/非应答 () 和信道质量指示，被所有用户共享l：指示数据是否正确；反馈时需要重传数据l：信道质量指示，包括推荐调制格式 () 和推荐传输块大小 ()l信道质量估计在端完成，通过测量的信号质量实现l根据估计结果，按照协议确定的映射表反馈的值（13

22、0，详细内容可参考3 25.214协议 “ ”的内容）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 (续)l一般配置到1，和信道成对配置l扩频因子：16l调制方式：l时隙格式：无；有和，支持动态功率控制l也需要保持上行同步l初始同步来于上行，同步的保持根据或伴随下行上的命令数据352chipsGP16数据 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. 数据包+重传（如果需要） （on HS-PDSCH）数据包2. 调度并确定HS-DSCH参数3. 发送HS-DSCH参数（ on HS-SCCH） 和 数据（ on HS-PDSCH）4. 检测HS-DSCH参数，如果有发送给自己的信息，则开始接收、存储和解调数据1. CQI（ on HS-SICH） 数据传输流程Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 36物理信道配置原则l和语音业

24、务可以同时配置在多个载频上，也可以配置在不同载频上时隙比例（）资源（等效）小区最大吞吐量（）适用场景3:3N（0 22）N（01.6M)数据需求较小地区2:4N（0 14）N（02.2M）数据需求较大业务1:5N（0 6）N（02.8M）数据业务繁忙地区N：小区载波数量：小区载波数量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各物理信道定时关系 1. N0 1 2 6 子帧子帧0#，50 1 2 3 子帧子帧1#，50 1 2 6 子帧子帧2#，5无线帧无线帧0#，10无线帧无线帧1#1.2.3.间隔至少间隔至少3个时隙个时隙间隔至少间隔至少9个时隙个时隙.或者或者 2.Copyright 2006 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 39 每时隙最大码道数每时隙最大码道数 (16)支持的支持的时隙数时隙数量量缓存缓存（单位：符号）（单位：符号）调制方式调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终端能力Copyright 2006 Huawei Technologies Co.