《WCDMA空中接口技术》读书笔记8 R6:HSUPA技术

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    工作在WCDMA RBS系统上很多年了,感觉RBS系统绝对是世界上最复杂的系统之一;除了要基于通信原理和3GPP协议来实现,还要考虑到:空口资源、硬件资源、功率分配、系统容量、监控管理、系统调度... ...而一本好书《WCDMA空中接口技术》恰恰是对我这么多年工作的复习与补充。

    囫囵吞枣的看了很多书,对我来说最好的看书方式还是做读书笔记。

调度:
    MAC-es实体的主要功能是处理来自多个基站的数据,进行排序和去除重复等分集接收的工作,MAC-e实体的主要功能是提供HARQ处理能力、链路适配和进行快速调度,因而HSUPA的关键机制就体现在MAC-e实体上。

    E-TFCI的内容非常重要,反映了E-DPDCH上承载的传输块(TB)的大小。
    终端可以得到数据块的最大尺寸以及其对应的E-TFCI。终端根据业务的需求,选择合适的数据块的尺寸,得到E-TFCI。

    利用最多4个并发的物理信道,HSUPA最高上行速率可达5.76Mbit/s。
    HSUPA最高速率是5.76Mbit/s的提法,实际上指的是各个E-DPDCH物理信道码率之和(2*SF2+2*SF4),与承载无关,没有什么技术探讨的价值。

    HSUPA设定了如下的调度目标:在合理的RoT水平下,为终端指配尽可能高的上行发送功率(换句话说,给其更多的系统资源),从而得到尽可能高的业务速率。
    为了保证系统的稳定性,一般SRNC对小区上行最高负载会设置一个门限。

    调度信息(SI,Scheduling Information)反馈,该信息类似于一种信令,只是处理者变成基站。调度信息SI中信息量大,但是发送频率较低。SI的发送周期由SRNC控制,现网设为500ms。 调度信息SI中主要包含终端缓存器的状态,也就是待发送的数据情况。

    R99调度算法的目标是维持用户恒定的速率,需要不断调整用户的功率。
    HSUPA调度算法的目标是为用户提供尽可能高的吞吐率,因此需要像HSDPA一样,尽量给无线环境好的用户最多的可用资源,在HSUPA中可用资源为上行干扰水平,对应终端的发射功率。

功控:
    系统的上行干扰水平用干扰抬升(RoT,Rise over Thermal)来表示。

    HSUPA中可以不使用上行DPDCH信道,但是上行DPCCH信道还是必须的,该信道用于提供导频信息,并作为上行其他信道的时间和功率的参考。
    考虑到简化系统设计,E-DPCCH信道以及E-DPDCH信道的功率都是参考上行DPCCH信道设置的,因此这些信道的增益因子与上行DPCCH信道的增益因子之间约定了一些固定的比率。
    E-DPCCH信道与上行DPCCH信道采用相同的功率。
    E-DPDCH信道的功率也将参照上行DPCCH信道的功率的变化而不断变化。

    综合公共信道的总功率,R6与R5的总功率大体相当,对HSDPA业务影响不大。

HSDPA VS HSUPA
    HSDPA: 下行的功率和码是公共资源;采用快速链路适配,不采用功率控制和软切换;只使用2ms TTI;快速调度可以增大系统的吞吐率;使用16QAM,提高传送效率;采用固定的扩频因子。
    HSUPA: 上行干扰是公共资源;由于上行信道的非正交性,采用快速功率控制和软切换来控制干扰;2ms TTI/10ms TTI可选;快速调度可以减小干扰;不不使用16QAM,以降低终端功率;采用可变的扩频因子。

    HSDPA下行采用共享信道,小区下行吞吐率是各个用户分享的;HSUPA上行采用专用信道,小区上行吞吐率是各个用户叠加的。总体上看,HSDPA更多的是基于时分技术,码分为辅;而HSUPA更多的是基于码分技术,时分为辅。
    
其它:
    R99分组数据业务中下行DPDCH信道的扩频因子是不变的,而上行DPDCH信道的扩频因子可以根据传输块的数量进行灵活调整,从而获得更大的扩频增益。
    单个上行DPDCH物理信道所承载的分组数据业务的最高速率为384kbit/s,因此在R99中设计了一个终端可以同时并发6个上行DPDCH物理信道,以达到3G要求的2Mbit/s以上的上行速率。

    简单一句话可以描述E-DPCCH信道以及E-DPDCH信道的定时,那就是与上行DPCCH信道保持一致,也就是同时发送。

    由于E-RGCH信道与E-HICH信道共享一个扩频码,因此E-RGCH/E-HICH信道可以看成一个物理信道。

    引入HSUPA业务后,小区在下行方向上将增加一些公共信道。在典型配置下,将包括一个采用SF = 256的AGCH信道以及两个采用SF = 128的RGCH/HICH信道。 由于业务信道可占用的SF = 16信道化码最大数量为14个,比R5版本情况下少一个,因此引入HSUPA后,对小区的HSDPA的最大吞吐率会带来一定的影响。
    在R6时,由于少使用一个SF = 16的信道化码,合计链路层最高速率约为9.41Mbit/s。两者相比,差异不大。考虑到重传对实际速率的影响,以及实际上总会有R99的业务等因素,引入HSUPA业务后对小区的性能不会带来明显的影响。

    由于HSDPA业务不支持软切换,因此HSDPA的移动性体现在服务小区的更新上。服务小区更新的相关信令需要在A-DCH上传送。与服务小区更新相关的测量事件为1d,由于HSDPA与R99业务的不同,因此WCDMA空中接口重新定义了一个测量事件,称为1d HS,采用与1d事件不同的参数。
    SRNC下发测量事件1d HS的参数,终端根据测量结果,当目标小区的RSCP高于服务小区RSCP +迟滞值/2后,将触发生成1d HS事件的测量报告,并发送给SRNC。SRNC经过评估,认为需要进行服务小区更新,将先在Iu、Iub接口上新建HS-DSCH信道,然后发送物理信道重配置(Physical Channel Reconfiguration)消息通知终端。在物理信道重配置消息中,将包含新服务小区的信息以及HS-DSCH信道的信息,例如除了我们前面已经介绍过的HS-SCCH信道的信息、HS-DPCCH信道的信息,另外还有HS-PDSCH信道的信息以及给终端重新分配的H-RNTI。 
    终端根据SRNC的指示,更新到新的服务小区,重建HS-DSCH信道,并回复物理信道重配置完成消息。
    SRNC收到该消息后,释放原先的HS-DSCH信道,并下发新的邻区列表,HSDPA服务小区的更新过程结束。 

    HSDPA服务小区更新的同时,HSUPA小区也同时在更新,因此物理信道重配置消息中还包含了对上行E-DCH信道的配置信息,包括给终端重新分配的E-RNTI。

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