HSDPA链路预算报告

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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