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1、HSDPAHSDPA 链路预算报告链路预算报告 HSDPA 链路预算报告 封页 2 目目 录录 1 1引言引言4 1.1编写目的4 1.2预期读者和阅读建议4 1.3文档约定4 1.4参考资料4 1.5缩写术语4 2 2用户峰值速率链路仿真用户峰值速率链路仿真5 2.1仿真假设5 2.2仿真结果6 2.2.11.4Mbps能力级.6 2.2.22.0Mbps能力级.6 2.2.32.8Mbps能力级.7 2.3仿真结果分析7 3 3HSDPAHSDPA 链路预算和覆盖分析链路预算和覆盖分析.7 3.1边缘覆盖速率8 3.1.1边缘覆盖速率8 3.1.2边缘峰值速率8 3.1.3边缘传输速率11
2、 3.2HSDPA 链路预算.11 3.2.1HS-DSCH信道链路预算方法11 3.2.2HS-DSCH链路预算表13 3.2.3HS-SICH和HS-SCCH 覆盖14 3.2.4各种信道链路预算结果比较16 市区(市区(PA3) 17 3.2.5R4(CS64K)连续覆盖下HSDPA边缘速率.17 3.3室内覆盖特性18 3.3.1室内覆盖概述18 3.3.2室内链路预算结果18 大唐移动通信设备有限公司 HSDPA 链路预算报告 第 3 页 共 18 页 1.11.1缩写术语缩写术语 HSDPA High Speed Downlink Packet Access BRU Bearer
3、Radio Unit BR5 Before Release 53GPP R5 以前系统,不支持 HSDPA LCR Low Coding Rate 16-QAM 16 Quadratic Amplitude Modulation QPSK Quarternary Phase-shift Keying AMC Adaptive Modulation and Coding HARQ Hybrid ARQ PF Proportional Fair RR Round Robin MAX_C/I Maximal C/I HS-DSCH High Speed-Downlink Shared Channel
4、 HS-SCCH High Speed- Shared Control Channel HS-SICH High Speed- Shared Information Channel TB Transport Block 2 2用户峰值速率链路仿真用户峰值速率链路仿真 不同资源配置时,通过给出不同信噪比下单用户速率的仿真结果曲线,做为链路预算 的基础。 为了体现单个用户连续调度的情况下性能,可以通过设置不同的平均信噪比,在链路仿 真中加入 AMC,HARQ,CQI 反馈技术,统计不同的信道环境下单用户连续调度能够达到的吞吐 速率。链路仿真得到的单用户吞吐率能够反应信道环境、AMC 和 HARQ
5、对性能的影响。由于是 单用户独占分配的资源所得到的吞吐量,仿真结果反应的是单用户衰落信道下,在某一平均信 噪比时能够得到的实际最大速率。 2.1仿真假设仿真假设 表 2-1-1 链路仿真假设 序号仿真条件名称仿真条件设置 1 用户数单用户下行仿真,单天线发送,单天线接收; 2 时隙及码道占用1.4Mbps:3X16XSF16 码道,Nir 为 7040; 2.0Mbps:4X15XSF16 码道,Nir 为 10560; 2.8Mbps:5X16XSF16 码道,Nir 为 14080; 3 中间码分配方式COMMON 方式,Kcell=8; 4 信道及噪声设置采用 ITU 定义的信道,噪声设
6、置采用 Ior/Ioc(或 Ec/N0,Ior/Ioc=Ec/N0+10*log10(每时隙虚码道数); 5 接收机采用理想时延信道估计后处理, 采用 4 倍过采样,RRC 滤波器中 FFT 长度为 128;采用 MMSE 算 法; 6 信令反馈机制采用无误反馈环路,反馈时延为两个 TTI;SNR 估计采用 ML 算 法; 反馈的信道质量指示 SNR 要乘一个校准因子(PA3/PB3/VA30 或 VA120 的取值分别为 0.86/0.92/0.80) 7AMCOn HSDPA 链路预算报告 第 4 页 共 18 页 8 HARQ 进程数 4 9 最大传输次数 4 10 合并方式Chase
7、合并 11 Cholesky 分解次数 4 12 译码迭代次数 4 13 统计参数统计了 10000 块的 BLER 和吞吐量性能。 2.22.2仿真结果仿真结果 2.2.11.4Mbps 能力级能力级 图 2-2-1 单用户吞吐量链路仿真结果(1.4Mbps) HSDPA 链路预算报告 第 5 页 共 18 页 2.2.22.0Mbps 能力级能力级 图 2-2-2 单用户吞吐量链路仿真结果(2.0Mbps) 2.2.32.8Mbps 能力级能力级 图 2-2-3 单用户吞吐量链路仿真结果(2.8Mbps) HSDPA 链路预算报告 第 6 页 共 18 页 2.32.3仿真结果分析仿真结果
8、分析 不同信道在 30dB 信噪比下的速率(峰值速率)如下表 3-3-2:(单位:bps) 表 2-3-1 30dB 信噪比下的速率 信道 速率等级 PA3PB3VA30IDA3 1.4Mbps1.15M0.85M0.64M 1.20M 2.0Mbps1.80M1.61M1.10M 1.87M 2.8Mbps2.42M2.04M1.38M 2.54M 在存在衰落和多径的情况下,即使用户连续调度、而且具有很高的信噪比(30dB) ,实 际传输速率也很难达到理论最大值。传输速率最高的 PA3 信道,实际值也只能达到最大值的 90%左右,而 VA30 信道能达到最大值的 50%。 需要说明的是,EV
9、M 指标对用户能够达到的峰值速率存在较大的影响,特别是终端接收 机的 EVM 指标。例如:假设终端接收机 EVM 为 15,将错误向量等效为随机白噪声特性,则 相当于即使没有任何干扰,接收端能够达到的最高信噪比为:20*log10(1/0.15)=16.4dB。 3 3HSDPAHSDPA 链路预算和覆盖分析链路预算和覆盖分析 HSDPA 的覆盖可以分为连续覆盖和非连续覆盖(热点覆盖) 。根据前面的分析和假设, 通常情况下,HS-DSCH 信道独占一个时隙,不存在本区用户间的干扰,以及 R4 业务的干扰。 连续覆盖情况下,小区边缘用户受到邻区干扰和热噪声干扰共同作用,边缘覆盖峰值速率 取决于本
10、区功率和邻区干扰比值;而实际的边缘覆盖速率还受覆盖半径的影响。 非连续覆盖的情况下,小区边缘用户干扰主要为热噪声,边缘覆盖峰值速率可以达到理论 峰值速率,边缘覆盖速率由边缘用户覆盖电平和热噪声比值决定,覆盖规划相对简单。 3.13.1边缘覆盖速率边缘覆盖速率 3.1.1边缘覆盖速率边缘覆盖速率 边缘覆盖速率就是小区边缘用户在连续调度时能够获得的速率,是在做链路预算前提 出的需求。 边缘覆盖速率由接收机和发射机 EVM 指标,邻区干扰和热噪声干扰共同决定,对于 CDMA 系统,邻区干扰通常可以认为是白色的,这种假设下,可以将邻区干扰和热噪声相加, 得到总的 CIR 值和、以及 EVM 的关系式如
11、下: er IEc int /NtEc/ (公式 3-1-1) 2 int / 1 / 1 1 EVM NtEcIEc CIR er 通常情况下,边缘用户工作于一个低信噪比值,所以远低于另外两个值,在考 2 EVM 察边缘覆盖时,该值可以忽略。 HSDPA 链路预算报告 第 7 页 共 18 页 NtEcIEc CIR er / 1 / 1 1 int 通过第二章的链路仿真的结果,可以得到信噪比与吞吐速率的对应关系,即已知覆盖 速率要求的情况下可以得到目标信噪比,或者已知边缘信噪比可以得到边缘覆盖速率。 边缘覆盖速率相当边缘用户得到连续调度时,能够达到的平均速率,可以等效于边缘 用户的 OTA
12、。 3.1.23.1.2边缘峰值速率边缘峰值速率 在研究边缘峰值速率之前,先给出用户路损评估值(在有些文献中定义为 Metric L Geometry)的定义,以及仿真典型取值。 的表达式如下式所示: Metric L (公式 3-1-2) eri i ra Metric l l L int int /1 /1 是服务小区基站到该用户的路径损耗值,是相邻小区基站到该用户的路径损耗。 ra lint i l 值的大小与用户的位置有关,越靠近小区中心的用户,其值越大,而边缘用户则 Metric L Metric L 较低。在基站发射功率相等的情况下,该值反应了用户的信干比。当 Ec 的功率远远大于
13、热噪 声功率时,3.1 节定义的 CIR 达到最大值,其对应的传输速率也就是边缘峰值速率。 (公式 3-1-3) er c eri i ra Metric I E l l L int int int /1 /1 值的大小除了与用户位置有关外,还与小区半径、传播环境和切换门限等有关。 Metric L 在普通市区、密集市区、郊区和室内环境下不同的切换门限下其概率分布为: HSDPA 链路预算报告 第 8 页 共 18 页 图 3-1-1 普通市区站间距 2000 米不同切换门限下的值概率分布图 Metric L 图 3-1-2 密集市区站间距 1000 米不同切换门限下的值概率分布图 Metri
14、c L HSDPA 链路预算报告 第 9 页 共 18 页 图 3-1-3 郊区站间距 3000 米不同切换门限下的值概率分布图 Metric L 从上述图中得到,在覆盖 90%,即边缘 10%处的典型取值约为-5dB. Metric L 在各小区下行等功率发射时,这个值等效于公式 3-1-1 中的值。TDHSDPA 中采 er IEc int / 用了波束赋形,智能天线波束赋行可以降低邻区干扰,带来赋形增益,从而: sma G (公式 3-1-4) smaMetric er c GL I E int 平均情况下,6 阵元智能天线有 7dB 的增益。 另外,上述值是在信道利用率 100%的前提
15、下得到的.在 PA3 和 PB3 信道下,典型 er c I E int WWW 业务用户数目 16 的情况下,信道利用率为 70%,有-10log10(0.7)= 1.55dB 的 er c I E int 增益。综合考察以上因素,在一个 70的系统符合下,90的用户的 的取值高于 er c I E int 3.55dB。将这个值代如到第 2 章用户连续调度下信噪比与吞吐量的曲线,可以查到吞吐量,该 值即边缘峰值速率。之所以称为边缘峰值速率,是在没有考虑热噪声仅考虑邻区干扰能够得到 的速率,是用户边缘速率的理想最大值。考虑热噪声干扰项时,实际速率低于这个速NtEc/ 率。 HSDPA 链路预
16、算报告 第 10 页 共 18 页 根据上述分析和查表,得到不同场景下不同资源配置的峰值速率为下表所示。 表 3-1-1:不同信道不同配置下的峰值速率(单位:Kbps) 1.4M2.0M2.8M 信道条件 普通 市区 密集 市区 郊区普通 市区 密集 市区 郊区普通 市区 密集 市区 郊区 峰值速率(Kbps) 280190149380280202480330243 3.1.3边缘传输速率边缘传输速率 边缘传输传输速率指的是在多用户调度的情况下,一段时间内边缘用户能够体验到的业 务平均传输速率。在 WWW 业务模型下,边缘传输速率可以等于边缘用户的 Packet Call Throughput。 边缘传输速率通常远低于边缘覆盖速率,因为系统是多用户共享资源,边缘用户并不能 保证连续调度。另外,当采用正比公平算法或者 MAX C/I 调度算法是