第三届TD-SCDMA培训班资料_TD-SCDMA HSDPA技术与标准演进

第三届TD-SCDMA技术培训TD-SCDMA HSDPA技术与标准信息产业部电信研究院通信标准研究所无线与移动研究室李星lixing@目录TD-SCDMA HSDPA标准进展TD-SCDMA HSDPA技术介绍基本原理物理层与信道基本过程定时关系TD-SCDMA HSDPA接口与信令流程TD-SCDMA多载波HSDPA技术TD-SCDMA HSDPA标准进展HSDPA的技术发展的背景在R99的Work Item完成后，3GPP改进工作被提上日程R99的修订和纠错R4的Work Item，引入TD-SCDMA分组域增强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TD-SCDMA发展路线图TD-SCDMA N频点TD-SCDMALCR TDDHSDPA(R5)多载波TD-SCDMAHSDPA?TDD-LTELCR TDD(R4)LCR TDD HSUPA(R7)CCSA 3GPPTD-SCDMA 标准进展（3GPP ）3GPP Release 53GPP Release 43GPP Release 7Q2Q1Q3Q2Q3Q4Q4Q1Q1Q2Q3Q3Q1Q220002004200120022007TD -SCDMA (LCR TDD)引入HSDPA引入HSUPA3GPP Release 6引入MBMSTD-SCDMA 标准历程（CCSA ）启动HSDPA 的工作CCSA 完成TD 系列标准正式完成多载波HSDPA 行标Q1Q4Q2Q1Q2Q3Q3Q4Q4Q1Q2Q3Q3Q2Q4基于3GPP R 5Q12004200720052006Versions 1/ CCSA 基于3GPP R4修订version 1/CCSA基于3GPP R 4增加UpPCH ShiftingTD-SCDMA HSDPA标准TD-SCDMA HSDPA基于3GPP和CCSA的相关规范3GPP物理层（3GPP 25.2xx）、层2和层3（3GPP 25.3xx）、UTRAN（3GPP 25.4xx）、UE一致性（3GPP 34.xxx）、RF性能（3GPP 25.1xx）TD-SCDMA HSDPA标准CCSA系统设备-2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组接入（HSDPA）无线接入子系统设备技术要求-2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组接入（HSDPA）无线接入子系统设备测试方法终端设备-2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组接入（HSDPA）终端设备技术要求-2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组接入（HSDPA）终端设备测试方法UU接口-2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组接入（HSDPA）Uu接口物理层技术要求-2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组接入（HSDPA）Uu接口层2技术要求-2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组接入（HSDPA）Uu接口RRC层技术要求Iub接口-2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组接入（HSDPA）Iub接口技术要求-2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速下行分组接入（HSDPA）Iub接口测试方法TD-SCDMA标准体系特点核心网络标准与WCDMA完全相同与WCDMA的差异在无线接入网（RAN）部分不同的Uu接口（无线接口），尤其是Uu物理层，是TD-SCDMA与WCDMA最主要的差别所在RAN内部接口（Iub、Iur）有差异核心网方面，TD-SCDMA与WCDMA采用相同的标准规范，包括核心网与无线接入网之间采用相同的Iu接口TD-SCDMA HSDPA技术介绍TD-SCDMA(R4)分组数据接入专用信道DCH基于用户独立分配信道资源独立的功率控制（开环、闭环）支持切换最高下行速率384kbps，且一个频点只能支持1个速率调整较慢，对突发数据传输不经济公共信道FACH基于小区分配信道资源无功率控制，功率相对固定不支持切换适合突发数据传输，但速率低TD-SCDMA HSDPA(R5)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Node B HS-PDSC H解决了R4版本吞吐量低，对突发数据适应能力差，无线资源利用率低等问题TD-SCDMA HSDPA 与R4性能比较高低中数据速率好好差突发数据小区变更不支持硬切换接力切换切换固定功率不支持闭环功控功率控制公共信道共享公共信道专用信道信道类型HSDPA FACH DCH 数据承载TD-SCDMA HSDPA技术介绍——基本原理TD-SCDMA HSDPA的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）自适应共享信道多码传输根据链路质量和UE能力按照时间和码组分配资源混合ARQ(HARQ)Type II，Type III快速调度Node B的物理层调度系统结构的变化RNC MAC-dMAC-shNode-BMAC-hsIubHSDPA 时序安排和调度(packet scheduling)从RNC 移到Node-BHSDPA 中Node B 新增功能Node B 新增功能:调度程序: 终端调度, 可选调制编码(新增16QAM 调制方式)H-ARQ 重传上行反馈解码面对CRNC 的流量控制TerminalsNode BRNCPackets Scheduler & BufferARQ & Coding ACK/NACK & Feedback DecodingFlow ControlHSDPA终端的新增功能终端的新增功能:16QAM 解调ARQ 重传软缓冲器和组合器快速上行反馈和编码TerminalNode B RNCPacketsARQDecodingSoft Buffer & CombiningACK/NACK & Feedback GenerationFlow Control关于HSDPA中的重传HSDPA 在现有的无线链路控制层重传(RLC ARQ)的基础上引进了第一层重传(L1 H-ARQ)对于基于TCP的话务，将会有一个附加的重传(TCPretransmissions)Internet serverRNCNode-BUE RLC layer retransmissionsTCP layer retransmissions.(incl. slow start effect)L1 retransmissions.关于自适应调制AMCRel4 LCR中应用QPSK和8PSKHSDPA 中可应用QPSK 或16-QAM16-QAM 要求从导频信号(PCCPCH)检测中作相幅的估算16QAM 可以达到比QPSK高一倍的峰值速率16QAM 相对抗干扰性小。

适用于离基站比较近的区域，移动速率比较低的场景Q P S K16Q AM自适应共享信道多码传输新的传输信道类型，使用共享信道传输多个用户根据无线条件和系统调度算法，动态共享以时隙和码组为单位的无线资源有效利用码资源HARQ+软合并快速重传错误的数据包=> 减少空中接口往返延迟在移动台软合并原来的数据包和重传的个数据包UE=> 提高解码性能P1,1P1,1NACKP1,2P1,2ACKP2,1P2,1P3,1ACKP1,1+Transmitter ReceiverNodeB快速调度为瞬间的无线信道情况适配发送参数路径损耗和阴影效应干扰变化快衰落HS-DSCH 采用速率适配无线信道编码速率，时隙+信道码数量& 调制方式根据无线条件和公平算法做适配基于5 ms TTI 做适配⇒200 times/sec!名词解释：调度算法调度算法：NodeB基于一定的原则将资源分配给UE。

调度算法通常有以下几类：Round Robin每个用户以固定的顺序被分配信道CQI Based给处于最好条件的用户分配资源Proportional Fair小区中优先级最大的用户接受服务TD-SCDMA HSDPA技术介绍——物理层与信道TD-SCDMA HSDPA信道新增的信道传输信道—HS-DSCH多个UE通过时分复用和码分复用共享该信道采用链路自适应技术总是伴随有一个DPCH和一个或者多个HS-SCCH物理信道High Speed PhysicalDownlink Shared Channel(HS-PDSCH)Shared Control Channel for HS-DSCH (HS-SCCH)Shared InformationChannel (HS-SICH)UEBTS AssociatedDPCHAssociatedDPCHHS-PDSCHHS-SCCHHS-SICH知识回顾：TD-SCDMA 的帧结构UpPTS(160chips)子帧5ms (6400chip) 1.28McpsDwPTS (96chips) GP (96chips)切换点切换点知识回顾：TD-SCDMA 突发的结构上下行业务突发结构DPCH 的突发结构数据符号 352chipsMidamble 144 chips 数据符号数352 chipsGP 16CP864 ChipsData symbolsMidambleData symbolsTPC symbolsTime slot x (864 Chips)SS symbols G P1st part of TFCI2nd part of TFCIData symbolsMidambleData symbolsTPC symbols Time slot x (864 Chips)SS symbols G P3rd part of TFCI4th part of TFCI Radio Frame 10msSub-frame 5msSub-frame 5msHS-PDSCH高速物理下行共享信道调制方式：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：1/3 Turbo编码数据符号352chipsMidamble144 chips数据符号数352 chipsGP16CP864 Chips使用16QAM，可使一个时隙最多传2816bitHS-DSCH 的编码过程CRC 填充HS-DSCH码块分段信道编码混合重传请求比特加扰HS-DSCH 交织16QAM 星座重排物理信道映射QPSK 无此步骤信道编码1/3 Turbo 编码用于前向纠错（FEC ）Parity2 bitParity1 bit Turbo Coder分段的码块Systematic bit (输入的数据)并转串送往HARQ混合重传请求——HARQ融合ARQ和FEC的功能接收端缓存解码失败的比特用于重传后软合并发送端根据反馈发送新组的Parity bits通过两步速率匹配使编码后的总比特数和承载HS-DSCH的HS-PDSCH上的总比特数相匹配冗余版本（RV）有两个参数：r和s，UE根据这个信息了解当前发送的HARQ软合并类型（见HS-SCCH）第一次发送时，s=1重传时，根据HARQ的类型–Chase Combining: s=1–Incremental Redundancy: s=0第一次速率匹配：通过Parity Bit 打孔使输入不超过虚拟IR 缓存第二次速率匹配：根据软合并类型由冗余版本（RV ）参数控制数据输出，并与HS-PDSCH 承载能力相匹配SystematicbitsParity 1bitsParity2bitsRM_P1_1RM_P2_1RM_P1_2RM_P2_2RM_SFirst Rate MatchingSecond Rate MatchingVirtual IR BufferN sysN p1N p2N t,sysN t,p1N t,p2bit separationN TTIbit collectionN dataCW冗余版本参数16QAM 星座重排通过星座重排有利于重传时降低16QAM 解调时的错误概率0.316q 2i 2q 2i 2q 1i 111111101010101111110110001000110101010000000001010111001000100110.3160.9490.949IQ星座映射i1 q1 i2 q2HS-SCCH高速共享控制信道调制方式：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卷积编码数据符号352chipsMidamble144 chips数据符号数320 chipsGP16CP 864 ChipsTPCSSHS-SCCH编码扩频码集信息(8bit)时隙信息(5bit)调制方式(1bit)传输块大小(6bit)HARQ信息(3bit)RV信息(3bit)新数据指示(1bit)HS-SCCH循环序列号(3bit)UE标识号(16bit)HS-SCCH 扩频码集信息HS-PDSCH 扩频码是在起始码和终止码之间连续分配的，包括起始码和终止码。