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1、2019/10/22,第 1 页,HSDPA 功能介绍,2019/10/22,第 2 页,第六章：TD-TECH接入网产品介绍,第三章: TD-SCDMA 物理层原理,第一章: TD-SCDMA 系统概述,第四章: TD-SCDMA 关键技术,第六章: TD-SCDMA 系统业务,第二章: TD-SCDMA 网络结构,第五章: TD-SCDMA HSDPA,第七章: TD-TECH 接入网产品介绍,2019/10/22,第 3 页,本章目标： 了解TD-SCDMA HSDPA的标准化过程 了解HSDPA的关键技术 至少说出3个关键技术功能或过程 了解HSDPA物理层原理 熟悉TD-SCDMA
2、HSDPA物理信道功能 了解TD-SCDMA与WCDMA在HSDPA中的区别,本章培训目标,2019/10/22,第 4 页,TD-SCDMA HSDPA基本概念,TD-SCDMA HSDPA物理层,HSDPA在TD-SCDMA与WCDMA系统中的差别,TD-SCDMA HSDPA技术背景,2019/10/22,第 5 页,HSDPA的技术发展的背景,1：在R99的工作完成后，3GPP改进工作被提上日程 R4中引入TD-SCDMA 分组域增强 2：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,HSDPA：High Speed Downlink Pa
3、cket Access,2019/10/22,第 6 页,CCSA N频点规范的引入,2019/10/22,第 7 页,TD-SCDMA 标准进展-3GPP,2019/10/22,第 8 页,TD-SCDMA 演进路线,2019/10/22,第 9 页,TD-SCDMA HSDPA 标准-3GPP,TD-SCDMA HSDPA基于3GPP和CCSA的相关规范： 3GPP R5 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）,2019/10/22,第 10 页,
4、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
5、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,CCSA,2019/10/22,第 11 页,TD-SCDMA技术特点及关键技术,技术特点： 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 关键技术：
6、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） 混合ARQ(HARQ) Type II，Type III 快速调度 Node B的物理层调度,2019/10/22,第 12 页,TD-SCDMA HSDPA 关键技术,AMC 自适应调制和编码,Fast Scheduling 快速调度,16QAM 调制,新的MAC-hs 引入新的信道 ，SF16, 5ms,HARQ（Hybrid ARQ） 混合自动重传,HSDPA ”高速“=2.8 Mbps N,N频点,非对称时隙,波束赋型 多载波HSDPA,2019/10/22,第 13 页,HSDPA 新增信
7、道,传输信道：HS-DSCH 物理信道 HS-PDSCH 下行信道，承载HSDPA业务数据 HS-SCCH 下行信道，HSDPA专用的下行控制信道，承载所有相关底层控制信息 HS-SICH 上行信道，用于反馈相关的上行信息，包括ACK/NACK和CQI,HS-PDSCH,HS-PDSCH,HS-SCCH,HS-PDSCH,HS-SICH,HS-SICH,HS-SICH,下行,上行,2019/10/22,第 14 页,TD-SCDMA HSDPA 关键技术,AMC 自适应调制和编码,Fast Scheduling 快速调度,16QAM 调制,新的MAC-hs 引入新的信道 ，SF16, 5ms,
8、HARQ（Hybrid ARQ） 混合自动重传,N频点,非对称时隙,波束赋型 多载波HSDPA,2019/10/22,第 15 页,TD-SCDMA 调制技术,2019/10/22,第 16 页,TD-SCDMA HSDPA 关键技术,AMC 自适应调制和编码,Fast Scheduling 快速调度,16QAM 调制,新的MAC-hs 引入新的信道 ，SF16, 5ms,HARQ（Hybrid ARQ） 混合自动重传,N频点,非对称时隙,波束赋型 多载波HSDPA,2019/10/22,第 17 页,快速调度算法,常用调度算法与比较：,快速调度算法是在动态复杂的无线环境下使多用户更有效地使用
9、无线 资源， 提高整个扇区的吞吐量。 调度算法功能实现于基站。 需要考虑两个重要因素：吞吐量和公平性。,调度基本原则：在短期内以信道 条件为主，而在长期内应兼顾到 对所有用户的吞吐量和公平性,RR ：轮寻算法,Max C/I ：最大载干比算法,PF ：正比公平算法,2019/10/22,第 18 页,最大C/I,基本概念：Max C/I基本思想是对所有待服务移动台依据其接收信号C/I预测值进行排序，并按照从大到小的顺序进行发送。 在这种方式下，距离基站近的移动台由于其信道条件好会一直接收服务，而处于小区边缘的用户的由于C/I较低，这些用户将得不到服务机会，甚至出现所谓“饿死现象”，从占有系统资
10、源的角度来看，这种调度算法是最不公平的。,该算法所得到的系统容量可以作为其它调度算法的上界。另外该算法的实现也是最简单的。,采用最大载干比算法的系统，其服务用户集中在距离NodeB非常近的区域，对用户的覆盖范围小，这在大多数场景中是不可用的。,2019/10/22,第 19 页,轮询算法RR,RR算法的基本思想是保证小区内的用户按照某种确定的顺序循环占用等待时间的无线资源来进行通信。每个用户对应一个队列以存放待传数据，在调度时非空的队列以轮循的方式接受服务以传送数据。 轮循算法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；另外算法实现简单。 缺点：该算法由于没有考虑到不同用户无线
11、信道的具体情况，因此系统吞吐量是很低的。通常，人们认为RR算法是最公平的，因为它保证所有用户占用等量的时间进行通信；同时人们认为该算法是性能最低的(它的系统吞吐量在实际系统中是最低的)。,RR算法是公平性的上界和算法性能的下界。,2019/10/22,第 20 页,正比公平算法PF,正比公平算法：如果用户的信道条件较好，其请求传输的速率也较大，该用户的优先权也提高；如果一个用户因为信道条件较差，特别是由于它处于小区边缘，C/I长时间较低，得不到传输的机会，其平均吞吐量减少，平均速率降低，这种情况下的用户同样会提高优先权，获得传输的机会。 从统计意义上来看，每个用户分配的资源是相同的，公平性与R
12、R相当，而系统容量高于RR，接近Max C/I，较适合实际系统使用。,吞吐量,公平性,2019/10/22,第 21 页,TD-SCDMA HSDPA 关键技术,AMC 自适应调制和编码,Fast Scheduling 快速调度,16QAM 调制,新的MAC-hs 引入新的信道 ，SF16, 5ms,HARQ（Hybrid ARQ） 混合自动重传,N频点,非对称时隙,波束赋型 多载波HSDPA,2019/10/22,第 22 页,AMC-自适应调制和编码,无线信道的一个很重要的特点就是具有很强的时变性，短时间的瑞利衰落可以达到十几甚至几十分贝。 对这种时变特性进行自适应跟踪会给系统性能的改善带
13、来极大的好处。 链路自适应技术可以有很多方法，如功率控制和AMC等。 HSDPA在原有系统固定调制和编码方案的基础上，引入更多编码速率和16QAM调制，使系统能够通过改变编码方式和调制方式对链路变化进行自适应跟踪。,引入AMC的原因(Adaptive Modulation and Coding Schemes),2019/10/22,第 23 页,AMC 原理,链路自适应方式主要采用两种方式， 方式一： 功率自适应方式，发送端改变发送数据的传输功率来适应信道条件的变化； 方式二： AMC方式，发送端通过改变数据的传输码率，进而适应信道变化。 AMC的原理就是在系统限制范围内，根据由大尺度衰落引
14、起的瞬时无线链路信道质量的变化，灵活地调整发送给每个用户的数据的MCS（调制编码方式）,HSDPA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。,靠近基站的用户接收信号功率强，采用高阶调制方式(如16QAM)和高速率信道编码(3/4编码速率)，使用户获得尽量高的数据吞吐率； 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(1/4编码速率)来保证通信质量。,2019/10/22,第 24 页,AMC的控制机制,2019/10/22,第 25 页,AMC技术实现,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。 链路自适应基于改变调制编码方案代替改变
15、发射功率，以减小冲突。,AMC的优点：,附加 CRC,分组数据,尾 比特,Tubro 编码,速率 匹配,交织,M阶 QAM,AMCS,D E M U X,2019/10/22,第 26 页,TD-SCDMA HSDPA 关键技术,AMC 自适应调制和编码,Fast Scheduling 快速调度,16QAM 调制,新的MAC-hs 引入新的信道 ，SF16, 5ms,HARQ（Hybrid ARQ） 混合自动重传,N频点,非对称时隙,波束赋型 多载波HSDPA,2019/10/22,第 27 页,HARQ混合自动重传,HARQ的概念：混合自动重发请求是一种差错控制技术，目的在于提高信号的传输质
16、量，保证信息可靠性。,HARQFECARQ FEC：根据接收数据中冗余信息来进行纠错，特点是“只纠不传”。 ARQ：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”,HARQ技术综合了FEC与ARQ的优点。 在HARQ中，发端会发送具有一定冗余信息的数据，收端首先进行FEC，如果依然不能正确解调则要求发端重新发送数据。 HARQ避免了FEC需要复杂的译码设备和ARQ方式信息连贯性差的缺点，并能使整个系统误码率很低。,2019/10/22,第 28 页,结合AMC技术，当数据传输发生错误的时候，提供一种快速高效的重传方案。,N Channel Stop&Wait work flow,HARQ的工作机制,2019/10/22,第 29 页,TD-SCDMA HSDPA 关键技术,AMC 自适应调制和编码,Fast Scheduling 快速调度,16QAM 调制,新的MAC-hs 引入新的信道 ，SF16, 5ms,HAR
