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1、HSUPA 基本原理与关键技术中兴通讯学院TD&W&PCS无线团队课程内容概述HSDPA回顾（R4部分）HSUPA工作原理与关键技术（R5部分）HSUPA引入策略概述n互联网的广泛应用引爆了人们工作方式和生活方式的一场变革。这场变革正在与移动通信相结合，产生了许多基于移动的应用，在这一趋势下，数据业务ARPU占运营商的总ARPU的比重稳步上升，因应这一变化，3GPP R5在下行引入了HSDPA，极大的改善了下行业务的吞吐量、时延等指标。Web2.0时代，更加注重用户的应用体验，产生了新的应用如移动博客、视频共享、视频监控、移动商务等，这些应用对上行业务的QoS提出了更高的要求，因此3GPP R
2、7引入了TDD HSUPA。HSUPA采用了HARQ 、快速分组调度、高阶调制16QAM等关键技术，提高了上行链路的覆盖、吞吐量，减少了时延。HSUPA引入必要性用户的需求呼唤HSUPA，新的移动互联网应用如移动博客、视频共享、视频监控、移动商务等对上行业务QoS提出了更高的要求；市场竞争的驱动，WCDMA HSPA商用网络在不断的开通和完善，TD网络为了体现先进技术，建设一流网络，应考虑尽快部署HSUPA；TD HSDPA的引入要求QoS更好地上行；TD技术演进的必然需要。市场竞争驱动n据GSA于2007年11月发布的调查，全球范围内有85个国家/地区部署了195个WCDMA HSDPA网络
3、，其中71个国家的154个为商用HSDPA网络，其中欧盟27个国家中的26个实现了HSDPA商用；86个商用HSDPA网络的下行峰值速率达到3.6Mbps及以上，占商用网络的55%，29个商用HSDPA网络的下行峰值速率达到7.2Mbps及以上；全球范围内共有45个HSUPA网络，其中20个国家的24个为商用HSUPA网络。终端方面，共有80个设备商提供了403款HSDPA终端，HSUPA终端共有33款。nTD网络为了体现先进技术，建设一流网络，应考虑尽快部署HSUPA。HSDPA的引入要求QoS更好的上行nTD的在建网络中已经全面引入了HSDPA， HSDPA的应用和普及将对移动数据业务起到
4、培育作用，用户会对上行的速率和反应速度提出更高要求，TD HSDPA的引入必将推动对HSUPA的需求。 比如在2：4时隙配比下，如果上行为R4，则上下行数据业务流量比例约为1：13，比例失衡，不利于开展上行业务量比较大的业务；而如果上行为HSUPA，则上下行数据业务流量比例约为1：3，比例适中。2：4时隙配比图TD技术演进的必然需要n在HSUPA引入之前，由RNC通过准入、拥塞等算法将系统负载控制在一定水平之下。考虑到测量上报的时延、周期、控制信令的时延、传输开销等因素，在RNC进行的控制不可能以很高的频率进行。HSUPA引入后，由于使用了Node B中执行的快速调度方式，Node B可以在每
5、个TTI根据小区当前负载情况调整用户的发射速率。在同样的RoT水平下，HSUPA可以获得比R4大得多的小区吞吐量。n在R4中，数据包重传是由RNC用户面的RLC层重传完成的。一次重传涉及RLC处理时延和Iub口传输时延，重传延时很大。HSUPA和HSDPA一样采用混合自动重传机制，使得数据包的重传可以在移动终端和基站间直接进行，绕开RLC层处理和Iub接口传输，大大降低时延。TD技术演进的必然需要（续）n通过快速HARQ，首次传输的目标BLER 可能明显的高一些，这是因为与RLC层重传相比，重传接收出错的分组的延迟有明显的下降。更高的BLER target可以降低传输一定速率的数据时要求的UE
6、传输功率。因此对相同的小区负荷，快速HARQ可以提高小区容量。同样对相同的数据速率，由于降低了每个比特所需的能量，有助于改善覆盖距离。中兴通讯HSUPA亮点技术nHSUPA SDMA技术利用不同用户间空间分割构成不同的信道，空间隔离的用户使用相同的物理资源，实现物理资源的复用，可以在不增加物理设备的前提下大幅增加系统容量；nHSUPA动态资源共享技术可以灵活的调整数据业务和语音业务对码道资源的使用，在无需Iub口重配的情况下快速将HSUPA码道资源分配给R4语音业务使用；nE-HICH波束赋形技术可以有效提高覆盖，进而提高HICH承载的UE个数，有利于节省下行码道；n动态资源重传合并技术是在可
7、能出现HARQ进程阻塞时，不考虑物理资源的一致性，只要有物理资源，即进行重传，这样可以有效提升系统性能。课程内容概述HSDPA回顾（R4部分）HSUPA工作原理与关键技术（R5部分）HSUPA引入策略HSDPA高效的系统架构（下行）HSDPA协议栈HS-DSCH FPHS-DSCH FPMAC-hsPHY (新增3个 物理信道)RNC和Node B：增加HS-DSCH FP协议处理，影响Iub/Iur口 Node B：新增MAC-hs子层，负责AMC、HARQ等功能 Node B：物理层新增3个物理信道HS-PDSCH、HS-SCCH、HS-SICHUE：增加MAC-hs，增加相关物理信道和处
8、理功能，增加调制处理方式MAC (增加 MAC-hs)PHY (新增 处理功能)UEUTRANHSDPA信道R4信道HSDPA信道HS-SICHHS-PDSCHHS-SCCHUEDPCHDCCH（信令）UL DTCH（PS业务）DL DTCH (PS业务)CNUTRANHSDPA物理信道HS-PDSCHHS-SCCHHS-SICH 承载用户数据下行信令，传 输格式信息上行信令调制、 编码QPSK/16QAM, Turb编码QPSK， 1/3Turb编码QPSK， 1/36、1/16重复、 6/32RM编码 扩频 因 子SF1或SF16SF16SF16其它多码道、多时隙 ；时分、码分复 用6kb
9、ps/2SF161SF16，无CRC校 验，有ACK/NACK 偏移功率设置HS-SCCH/HS-SICH承载信息HSDPA中物理信道时序HSDPA中伴随DPCHn下行伴随DPCH1）承载高层信令、功控命令字；2）用于上行伴随DPCH同步；3) 支持信道复用。n上行伴随DPCH1）承载高层信令、功控命令字和PS数据；2）根据信令流量需求配置伴随DPCH；3) 伴随DPCH可根据需要进行重配。4) 支持信道复用。HSDPA中MAC-hs 帧结构HSDPA码道配置举例HSDPA中多进程管理HSDPA中CC和IR算法HSDPA中星座重整算法HSDPA中多载波捆绑系统架构HSDPA中多载波捆绑实现nM
10、AC-hs调度和流控功能独立于载波；n每载波独立进行HARQ,AMC及物理层传输, nUE侧完成多个载波传输包的重排序, 并上报高层；n每载波至少配置一对HS-SCCH/HS-SICH, 控制该载波的共享资源；nUE的伴随DPCH可以配置在其支持的任意一个载波上；N频点业务多载波HSDPA业务HSDPA中的关键技术AMC自适应编码调制技术快速调度技术引入16QAM高阶调制共享信道技术HARQ技术123456多载波捆绑技术 引入16QAM高阶调制，提供更高的调制效率。 AMC可使数据传输很好的适应无线信道的变化。 HARQ可以根据无线链路的状况快速调整信道速率，实现数据的纠错和重传。 快速调度可
11、以使无线资源在多用户间实现共享。 共享信道技术使得接入用户不受码资源数量限制。 在N频点技术基础上实现多载波的捆绑，提高系统最高接入速率。课程内容概述HSDPA回顾（R4部分）HSUPA工作原理与关键技术（R5部分）HSUPA引入策略HSUPA设计目标献给你的花花Web MMSStreaming技术目标提高上行链路的覆盖和吞吐量；降低上行时延；同时支持实时、非实时业务IP Based Application应用场景与HSDPA相比，更好的支持实时业务上行资源受限，并不是每个终端都可以进行非调度业务DCHUSCHE-DCH系统架构的变化Before R7RNC控制上行调度Node B控制上行调度
12、慢速TFC控制快速E-TFC控制快速上行RoT控制慢速上行RoT控制R7 E-DCHRNCMAC-dMAC-c/sh/mNode-BMAC-hsIubUplink Packet scheduling is moved to the Node-BMAC-eMAC-esNode B控制的调度NodeB控制的调度nRNC控制可用E-TFC范围；nNodeB控制UE的最大上行传输速率，进而控制接收功率NodeB控制 (最多64个) RNC控制 E-TFC E-TFC E-TFC E-TFC E-TFC E-TFC E-TFC E-TFC E-TFC E-TFC 最大传输块长度 NodeB控制的速率调度
13、分配码资源速率调度 Already 同时考虑物理资源及在该资源上的传输速率控制码率More Effective调度策略码率对接收功率 的影响更大NodeB控制的速率调度（续）n以功率、码和时隙的资源组合授权给UE；nUE根据NodeB的授权确定可用的最大传输块长度；n考虑到UE的Buffer状态，实际的上行速率会低于NodeB授权的最大速率UE CUE CUE BUE BUE AUE A资源1资源2资源3功率授权更容易控制上行RoT 直接授权TFC ?Or。物理层关键技术高阶调制 短帧H-ARQE-DCH高阶调制nQPSK必需、16QAM可选n链路适配原则：按照功率最小原则选择调制方式短帧技术
14、n5ms TTI静态TTI与子帧长度一致H-ARQn8通道并行HARQ0-3进程用于调度业务；4-7进程用于非调度业务；支持Chase组合的增量冗余：首次传输必须是自解码的；URTAN可以配置UE在所有的传输中使用相同的RV、也可以根据重传次数来设置RVEven ControlEVEN DATAOdd ControlODD DATAEven ControlEVEN DATAOdd ControlODD DATAEven ControlEVEN DATAOdd ControlODD DATAEven ControlEVEN DATA下行授权上行数据下行确认ODD ACKEven ACKODD A
15、CKEven ACKODD ACKEven ACKODD ACK支持实时业务非调度业务n由RNC半静态分配资源n资源具有周期性n与R4专用信道的区别：5ms TTI分配的资源：时隙、码、子帧H-ARQ支持16QAM调制非调度 资源HARQ 确认传输信道 n新增传输信道：E-DCH一个TTI中UE最多只有一条E-DCH类型的CCTrCH，每条CCTrCH中只能复用一条E-DCH；在一个TTI中承载一个MAC-e传输块； E-DCH的TTI为5ms 物理信道总体结构n业务信道E-PUCH传输E-DCH类型的CCTrCH；UE在一个时隙中最多分配有一条E-PUCH信道，并且对该UE来说，E-PUCH
16、所在的时隙只能有这一种类型的物理信道存在设计原则简化NodeB的RRM，并且在使用16QAM调制时与现有版本相比PAPR不会攀升物理信道总体结构（续）n上行控制信道E-UCCH：传输E-TFCI、HARQ相关的信息；E-RUCCH：传输辅助调度相关的信息n下行控制信道 E-AGCH：传输授权信息 E-HICH：传输HARQ确认信息 定时关系E-AGCHE-DCHE-UCCHii+T1E-HICHRSN=0i+T1+T2NACK i+T1+T2+T3i+T1+T2+T3+T1T1T2T3T1RSN=1nT16时隙；nT2 ；51，4nT3不定同步确认异步重传物理层信令：传输格式及HARQ信息nE-TFCI：传输块长度指示，隐含调制方式信息；nHARQ Proc ID：HARQ进程ID，一个TTI只能进行一种业务：调度 或者 非调度， NodeB依赖物理资
