HRPD技术特点介绍-PP版

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1、HRPD技术特点介绍张海龙HRPD的主要特点(独占一个1.25MHz载频，只有数据业务。(各用户以时分形式占用前向业务信道。前向发射 功率始终最大。(速率:前向从38.4kbps到2.4576Mbps，反向从 9.6kbps到153.6kbps。(与Ix/IS-95相同的RF特性。(在无线链路上支持一系列专为传送数据而优化的 技术，如TDM on Forward Link、 fast cell site selection、Adaptive modulation and coding 、 Hybrid ARQ、Adaptive Data Scheduler等。HRPD信道结构(前向HRPD信道

2、结构(反向HRPD信道结构各前向信道的功能Pilot 信道主要用于系统捕获及信道质量测量；MAC 信道中RA子信道用于指示AT增加或降低传输速率； RPC信道则负责对反向链路进行功率控制，调整AT的功率； DRLock子信道用来反映AN是否成功锁定AT的DRC子信道， 是用于表征反向信道质量的一个重要参数。CC信道主要负责向AT 发送一些控制消息，诸如TCA ，扇区 参数消息，其功能类似于CDMA2000 1X 中的Paging Channel 。FTC主要负责向AT 发送业务数据及业务信道上的信令。HRPD信道结构各反向信道的功能Access是AT用来发起呼叫或是回应网络寻呼消息而 使用的信

3、道，它包含Pilot子信道和Data子信道。RTC 信道中导频信道易于AN 对AT 的捕获。RRI信道被AT用来向AN指示当前的反向速率，与导 频时分复用。DRC信道被AT用来向AN快速反馈前向信道质量。Ack 信道向AN 发出响应，表明AT 已经正确收到了 AN 所发送的数据HRPD技术特点(前向信道时分复用(服务扇区和前向速率的选择(前向信道速率等级和调制方式(前向时隙的调度(虚拟切换(提前终止（Hybrid ARQ）(反向速率的选择前向业务信道时分复用前向业务信道时分复用(前向信道时隙结构(1slot 1.667ms前向业务信道时分复用(与95/1x系统连续导频不同，1xEV-DO系统采

4、用突 发的方式（Burst pilot），全功率发送。(前向业务信道采用全功率发送，没有功控。(AN根据反向的DRC信道决定前向业务信道的速率 和调制方式。(Traffic信道由多个用户时分复用。不同用户的业 务包通过包前缀（preamble）来区分。(每一个用户在建立连接后被分配一个MACIndex， AN侧利用该MACIndex对应的Walsh码来调制 Traffic业务包的前缀。其中：MACIndex 2和3用 于控制信道，563用于业务信道，其余0、1、4 未用。HRPD技术特点(前向信道时分复用(服务扇区和前向速率的选择(前向信道速率等级和调制方式(前向时隙的调度(虚拟切换(提前终止

5、（Hybrid ARQ）(反向速率的选择服务扇区和前向速率的选择(AT根据接收到的导频信道的信噪比预测下一个或 几个（DRCLength个）时隙的无线条件，决定向 AN申请某个速率等级。(如果当前有效集中的导频数大于1，AT根据两个导 频的强度，决定向哪个扇区申请前向数据。(AT的DRC 信道根据对各扇区的导频信道测量结果 ，选定导频信号最强扇区与之通信，同时要求该 扇区按AT 规定好的传输速率进行传输，从而对前 向链路进行速控。 (DRC信道发给AN两个参数：DRC Value和DRC Cover， Value决定速率， Cover决定服务扇区。HRPD技术特点(前向信道时分复用(服务扇区和

6、前向速率的选择(前向信道速率等级和调制方式(前向时隙的调度(虚拟切换(提前终止（Hybrid ARQ）(反向速率的选择前向信道速率等级和调制方式Data Rate (kbps)Slots per PacketPacket Size (bits)Code RateModulationPreamble (chips)Effective code rate38.41610241/5QPSK10241/4876.8810241/5QPSK5121/24153.6410241/5QPSK2561/12307.2210241/5QPSK1281/6307.2410241/3QPSK12816/49614.

7、4110241/3QPSK641/3614.4220481/3QPSK6416/49921.6230761/38QPSK6416/491228.8120481/3QPSK642/31228.8240961/316QAM6416/491843.2130761/38QPSK642/32457.6140961/316QAM642/3HRPD技术特点(前向信道时分复用(服务扇区和前向速率的选择(前向信道速率等级和调制方式(前向时隙的调度(虚拟切换(提前终止（Hybrid ARQ）(反向速率的选择前向时隙的调度(既然前向业务信道是时分复用的，当同一个扇区 下有多个AT接收服务时必然存在一个时隙调度的 问

8、题：下一个时隙该分给那个AT？(有两种比较极端的调度策略：公平：所有用户轮流调度，不考虑用户当前的DRC；效率：哪个AT发送的DRC速率请求高就向哪个AT发送数据 ；(如果策略要兼顾效率与公平，则还必须考虑AT在 近段时间的总数据吞吐量。(具体某一时刻向哪一个用户在前向信道发送数据 ，由调度程序根据AT的信道质量反馈（DRC）以 及调度策略共同决定。Proportional fair调度算法(基本思想：每个AT被服务的机会与所要求 的DRC成正比，与AT最近一段时间接收的 数据量成反比。(算法步骤：调度：在每个时隙n，选择DRCn/Tn最大的用户 进行数据发送；更新：Tn+1=(1-1/tc)

9、Tn+（1/tc)Sn。(目前系统中用的G-Fair调度算法是 proportional fair调度算法的进一步发展。HRPD技术特点(前向信道时分复用(服务扇区和前向速率的选择(前向信道速率等级和调制方式(前向时隙的调度(虚拟切换(提前终止（Hybrid ARQ）(反向速率的选择虚拟切换(在HRPD中，所有的移动终端维护着一个有效导频 集，维护的准则跟IS-95B基本上是一致的。不同 的是，在任何一个时刻只有一个扇区在向终端发 送前向业务，该服务扇区是由终端根据各扇区前 向信道的质量使用DRC Cover动态进行选择的。 在手机的有效导频集中，每一个导频对应一个 DRC Cover（8bi

10、t长的Walsh Code），当手机希望 从某个扇区接收前向业务时，它就将该扇区对应 的DRC Cover用来调制DRC信道，对应的扇区就 知道手机是期望自己发送数据。这种机制就是前 向虚拟切换（virtual handoff）。虚拟切换(手机在活动集中做虚拟切换时没有明显的 与网络的信令交互过程。(由于在HRPD中不支持前向软切换，因此可 以使整个系统的吞吐量得到很大的提高，带 来的代价是在虚拟切换过程中会有一些时延 ，不过一般是比较少的，通常在数十个时隙 左右。虚拟切换AP1AP4AP2AP3当前扇区的前向数据Pilot/MAC on FWD linkPilot/DRC/ACK/Traff

11、ic on REV Link (APs in ATs active set)切换之后来自AP2的前向数据Server before t1Server after t1AP1AP2TimeServing APt1Serving AP change虚拟切换v理论上总是选取SNG最大的导频，这样可以增加前向容量。v实际上执行虚拟切换需要一定时间（大约几十毫秒），当两 个导频SNG很接近时频繁发生虚拟切换情况会变的复杂。虚拟切换(DRC切换过程虚拟切换带来的系统设计问题：(由于前向信道数据速率随机性，信道板上 需要一定的缓存；(在排队时，不同优先级的包应该区别对待 （如信令包与普通业务包）；(在AT进

12、行前向虚拟切换时，需要保证数据 流的连续性。虚拟切换(在HRPD系统中，AN与AT之间的通讯时间、通讯 速率不是预先约定的，而是随着环境的变化而变 化，变化的最小时间单位就是slot，1.6666毫秒。 在每一个slot期间，AN根据各AT送上来的DRC值 ，根据某一预先选定的调度算法，决定下一个slot 发送哪个AT的数据包，以及以什么样的速率。在 这种机制下，BSC不能再象CDMA2000系统中一 样定时(每20ms)向BTS发送数据包，也不能说是调 度算法选择到该AT后BTS再向BSC去要数据，这 样反应太慢，没法赶上下一个slot。所以每一个活 动的AT必须在CHM上有一定数量的缓存包

13、。 虚拟切换(另一个问题是，当AT的有效集里有多个导频时， AT会使用DRC Cover在多个BTS之间做虚拟切换 。由于BTS会缓存一定量的数据，从而使得前向数 据的分发更为复杂化。假设有A、B两个基站处于 AT的有效导频集中，BSC有编号为1、2、3、4的4 个数据包，A基站已成功发送数据包1，缓存有2和 3，这时候AT转向基站B，基站B向BSC索要数据 ，BSC发送数据包4，这样数据包2，3就被漏发了 。 虚拟切换解决办法：(在BSC和BTS上都缓存一定数量的数据包， BSC给前向包编号。当发生虚拟切换时源 BTS通知BSC当前已经发送的包的编号， BSC根据这个编号找到缓存中相应的位置

14、， 取出相应的数据发给目标BTS。HRPD技术特点(前向信道时分复用(服务扇区和前向速率的选择(前向信道速率等级和调制方式(前向时隙的调度(虚拟切换(提前终止（Hybrid ARQ）(反向速率的选择提前终止(Early termination，采用一种称为Hybrid ARQ的 算法。(AT申请的前向速率是由AT测得的当前导频信号的 质量决定的，即拿当前的信号质量估计下一个或 几个（DRCLength个）时隙能够达到的速率。而 实际环境无线是变化的，这种估算不一定准确。(当信号正在变好时（此时AT的估计过于保守） HARQ能够提高用户的前向吞吐量。(还有很重要的一点体现HARQ好处的地方：DR

15、C 是用导频估计的，当相邻小区无负载时，用导频 估计出来的无线环境实际上是比真正发送数据的 时候要差的。提前终止正常终止的情况提前终止这张图描述的是一个由4个时隙组成的发送包仅使用3 个时隙就完成了发送的情形HRPD技术特点(前向信道时分复用(服务扇区和前向速率的选择(前向信道速率等级和调制方式(前向时隙的调度(虚拟切换(提前终止（Hybrid ARQ）(反向速率的选择反向速率的选择(在HRPD标准中，AT的反向速率可以在9.6kbps到 153.6kbps之间由AT自由调节。系统必须有一种方 法控制反向链路的负荷，防止同一个扇区有太多 的用户使用高的速率向基站发射从而导致所有的 手机都不可用

16、。(AN使用以下两种机制来控制手机的发射速率：反向速率门限RAB和转移概率反向速率的选择(反向速率门限（Reverse Rate Limit）AN可以通过广播消息（BroadcastReverse RateLimit）或单播消息（ UnicastReverseRateLimit），限制AT的最 高反向速率在153.6kbps下的某一等级速率反向速率的选择(RAB 在RA信道上发送，指示当前小区的负 载。(当扇区的反向链路负荷较轻时，RAB置0， 允许该扇区下的用户按照一定的概率提升自 己的反向速率。(当扇区的反向链路负荷较重时，RAB置1， 此时该扇区下的所用用户按照一定的概率降 低反向速率。反向速率的选择(转移概率是一组协商参数，表示当反向速率允许改变 时所有用户以多大的概率发生速率改变的概率。(当RAB为0时，该扇区下的手机可以根据设定的一组概 率值（Transition009k6_019k2， Transition019k2_038k4，Transition038k4_076k8， Tra