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1、1TD-SCDMA系统无线资源管理系统无线资源管理BUPT北京邮电大学 （移动互联网与信息化实验室）2主要内容主要内容4 接纳控制方案接纳控制方案3 切换控制方案切换控制方案5 负荷拥塞控制方案负荷拥塞控制方案 6 动态信道分配方案动态信道分配方案 7 无线链路监测方案无线链路监测方案8 包业务调度方案包业务调度方案2 功率控制方案功率控制方案1 无线资源管理概述无线资源管理概述31TD无线资源管理概述1.1 无线资源管理概述1.2 3G 系统RRM特点1.3 RRM过程与准则1.4 RRM发展方向41.1 无线资源管理概述无线资源管理概述目标目标目标目标主要解决的问题主要解决的问题主要解决的
2、问题主要解决的问题用户需求具有多样性，速用户需求具有多样性，速用户需求具有多样性，速用户需求具有多样性，速 率不同、率不同、率不同、率不同、QoSQoS不同不同不同不同实验网测试全面验证了实验网测试全面验证了TD-SCDMA系统系统 RRM算法功能的正确性和性能的先进性算法功能的正确性和性能的先进性AMR 模式 控制模式 控制 AMRC动态 信道 分配动态 信道 分配 DCA接纳 控制接纳 控制 CAC功率 控制功率 控制 PC分组 调度分组 调度 PS无线 链路 监测无线 链路 监测 RLS负荷 拥塞 控制负荷 拥塞 控制 LCC信道的状态因信号衰落和信道的状态因信号衰落和信道的状态因信号衰
3、落和信道的状态因信号衰落和 干扰而起伏变化干扰而起伏变化干扰而起伏变化干扰而起伏变化保证网络服务质量保证网络服务质量保证网络服务质量保证网络服务质量提高系统容量提高系统容量提高系统容量提高系统容量增强系统有效覆盖增强系统有效覆盖增强系统有效覆盖增强系统有效覆盖切换 控制切换 控制 HC目标目标目标目标5RRM在协议层中的位置在协议层中的位置Radio Resource Control (RRC)Medium Access Control (MAC)Transport channelsPhysical layerControl / MeasurementsLayer 3Logical chann
4、els Layer 2Layer 1RRM61.2 3G 系统系统RRM的特征的特征1.与与FDMA和和TDMA系统相比系统相比2.与与IS-95窄带窄带CDMA系统相比系统相比业务模型信道模型RRM 算法设计系统模型7TD RRM策略策略分类服务分类服务金牌用户金牌用户银牌用户银牌用户铜牌用户铜牌用户为不同优先级用户提供差异化服务，从而吸引用户，满足用户的差异化需求。为不同优先级用户提供差异化服务，从而吸引用户，满足用户的差异化需求。服务等级服务等级用户等级用户等级81.3.1 RRM的主要过程的主要过程FDD系统系统 功率控制过程 负荷控制过程 接纳控制过程 切换控制过程 AMR模式控制
5、包调度控制 动态资源分配(DRC)TDD系统系统 功率控制过程 负荷控制过程 接纳控制过程 切换控制过程 AMR模式控制 包调度控制 动态信道分配(DCA)91.3.2 RRM的主要准则的主要准则功率准则： 基于接收功率；基于接收功率； 基于发射功率；基于发射功率； 基于干扰功率；基于干扰功率；质量准则： 基于基于QOS； 基于基于SIR； 基于基于BER；容量准则： 基于吞吐量；基于吞吐量； 基于资源利用率；基于资源利用率； 基于覆盖；基于覆盖；101.3.3 RRM模块的组成模块的组成RRM 组成 结构算法模块决策模块资源分配模块无线资源数据库对外接口模块RRM 主要 功能计算功能控制功能
6、资源配置功能111.4 RRM发展方向发展方向自适应自适应通用性通用性智能化智能化122 功率控制方案2.1 功率控制概述 2.2 功控研究问题 2.3 TD功控方案与特点 2.4 新技术对功控影响132.1.1 功率控制概述功率控制概述保证上下行链路的质量保证上下行链路的质量1 1 1有效降低小区内和小区间有效降低小区内和小区间有效降低小区内和小区间有效降低小区内和小区间 的干扰的干扰的干扰的干扰2 2 2对抗传输损耗、阴影效应对抗传输损耗、阴影效应对抗传输损耗、阴影效应对抗传输损耗、阴影效应 和多径衰落和多径衰落和多径衰落和多径衰落3 3 3通过一定的机制和算法控制发射机通过一定的机制和算
7、法控制发射机 的发射功率，使发射机以合适的的发射功率，使发射机以合适的 功率大小发射信号。功率大小发射信号。克服远近效应，减轻角效克服远近效应，减轻角效 应应4 4 414020406080100120140160-100-80-60-40-20020406080距离接 收 信 号阴影衰落路径损耗快衰落2.1.2 功率控制必要性功率控制必要性CDMA功控更严格功控更严格!15功率控制抗远近效应功率控制抗远近效应P PT TP PT T162.1.3 TD功控与功控与RRM关系关系ACPCPSLCHCS1S2S3S417功率控制三环关系功率控制三环关系RNCouter loop controlC
8、NIf SIR(SIR target) then“ down“ else “up“内环内环(SIR set) adjustment commandReportIf BER / BLER increase then (SIR target) “up“ else (SIR target) “down“开环开环外环外环182.2.1 功率控制周期功率控制周期020406080100120140160-100-80-60-40-20020406080距离接 收 信 号阴影衰落路径损耗快衰落020406080100120140160-80-60-40-20020406080100距离接 收 信 号路径损
9、耗阴影衰落快衰落不同环境衰落速度不同192.2.2 功率控制步长功率控制步长020406080100120140160-40-20020406080阴影衰落路径损耗快衰落020406080100120140160-60-40-20020406080阴影衰落快衰落路径损耗不同环境衰落幅度不同202.2.3 功率控制时延功率控制时延020406080100120140160-80-60-40-20020406080100距离接 收 信 号路径损耗阴影衰落快衰落测量点测量点执行点执行点执行 时延测 量 时 间 点 与 执 行 时 间 点 不 一 致外部时延：外部干扰变化快于内环调整 内部时延：功控命
10、令要等下一周期才动作结果功控不正确，性能下降解决方法：时延补偿，预测算法212.2.4 功率控制准确性功率控制准确性?测量误差导致错误?测量误差导致错误TPC；?传输导致；?传输导致TPC错误；?时延导致错误；?时延导致TPC动作错误动作错误功控效能降低或失败功控效能降低或失败222.3.1 TD功率控制方案与特点功率控制方案与特点简单精确的开环功率控制简单精确的开环功率控制简单稳定的外环功率控制简单稳定的外环功率控制简单实用的内环功率控制简单实用的内环功率控制TD功率控制特点功率控制特点现有功控存在的问题现有功控存在的问题?现有系统开环功率控制存在问题现有系统开环功率控制存在问题?现有系统外
11、环功率控制存在问题现有系统外环功率控制存在问题?现有系统内环功率控制存在问题现有系统内环功率控制存在问题? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ？? ? ? ?232.3.2 TD功率控制功率控制开环开环终端选择SYNC-UL,以 估算的时间和功率发送 基站检测到SYNC-UL,并 回送定时和功率调整调整定时和功率, 发送 随机接入请求UpPTSFPACHRACHFACH指配信道, 继续完成接入 过程和鉴权DwPTSUENodeB24开环功控算法开环功控算法)()()()()()(0dBdBSIRdBmNIdBLdBPdesCCPCHPTX+=RSCPCCPCHPCCPCHrefPPC
12、CPCHPPL_=（I+N0）上行的干扰加噪声 （SIR）des是上行的期望接收信噪比是考虑某些情况下（比如阴影和快速移动）信道质量恶化而设置的安全裕度。LPCCPCH：测量得到的路径损耗(dB) 25PUpPTS= LP-CCPCH+ PRXUpPTS,des+ （i-1）Pwramp+ LP-CCPCH：测量到的路径损耗；PRXUpPTS,des：小区接收机需要的接收功率；：设置的安全裕度；Pwramp：为多次接入时的功率爬升步长，0,1,2,3dB；i：为接入次数；上行开环功控信道：上行开环功控信道： UpPTS26PPRACH= LP-CCPCH + PRXPRACH,des+ PRX
13、PRACH,des：基站接收机需要接收的功率 LP-CCPCH：测量到的路径损耗；是设置的安全裕度；上行开环功控信道：上行开环功控信道： PRACH272.3.3 TD功率控制功率控制内环内环Step1. 根据前几帧信噪比的测量值，来预测第D帧的信噪比：nD nnnDnestSIRSIRSIRSIRSIR+=+)()(Step2. 用此预测值和外环输出的目标值SIRtarget进行比较， 然后产生功率控制命令TPC：=ettesteytestSIRSIRSIRSIRTPCargarg1100Step3. 接收端根据TPC命令调整发射功率： 当TPC=00时，发射功率下调一个步长； 当TPC=1
14、1时，发射功率上调一个步长； 当TPC=10/01时，发射功率不变。28信 道 编 码 与 交 织发 射 初 始 功 率成 帧TPC命 令 生 成SIR 测 量接 收 设 备解 扩 与 解 调多 用 户 检 测解 交 织 与 内 码 译 码解 交 织 与 外 码 译 码1 12 23 36 65 54 4上 行 信 道下 行 信 道111112126 65 5信 道 编 码 与 交 织发 射 设 备成 帧TPC命 令 生 成SIR 测 量接 收 设 备解 扩 与 解 调解 交 织 与 内 码 译 码解 交 织 与 外 码 译 码7 78 83 3121211111010上 行 闭 环 功 率
15、控 制上 行 外 环 功 率 控 制SIRtaget下 行 闭 环 功 率 控 制下 行 外 环 功 率 控 制基 站移 动 台TPC 命 令 提 取步 长下 行 闭 环 功 率 控 制 上 行 开 环 功 率 控 制导 频 强 度 测 量TPC 命 令 提 取步 长上 行 闭 环 功 率 控 制 扩 频 与 调 制扩 频 与 调 制SIRtagetT D 内 环 功 率 控 制 过 程内 环 功 率 控 制 过 程292.3.4 TD功率控制功率控制外环外环下行外环功 控过程下行外环功 控过程下行闭环 功率控制 模块SIR测量 处理模块CRC校验 产生模块BLER测量 统计模块BLER目标值
16、 的获取比较 判断周期 控制算法参数 获取上一周期 的SIR目标值TPC命令 承载发送外环功率控制统计 参数步长 参数/130外环功控算法示意图外环功控算法示意图SIR 目 标 值时间下调步长下调步长上 调 步 长上 调 步 长31TD外环功控测试结果外环功控测试结果同一时隙，同一时隙，5用户，用户，CASE1，sir=10dBm,有控制，有控制，FTMS接入接入同一时隙，同一时隙，5用户，用户，CASE3，sir=10dBm, 有控制，有控制，FTMS接入接入同一时隙，同一时隙，5用户，用户，no fading，sir=10dBm, 有控制，有控制，FTMS接入接入32功控调整效果示意图功控调整效果示意图051015020040060080010001200SNR(dB)CountUser SNR CountUse
