WRBT05C1_1移动互联网时代数据业务竞争利器-HSD

WR_BT05_C1_1移动互联网时代数据业务竞争利器HSDPA技术TD&W&PCS无线团队课程目标学习完此课程，您将会：掌握HSDPA基本原理掌握HSDPA网络规划和组网熟悉中兴通讯HSDPA解决方案课程内容HSDPA基本原理HSDPA网络规划和组网中兴通讯HSDPA解决方案R99在WCDMA体系中引入HSDPA技术现在GPRS：9.05-171.2kbit/s，但是一般仅有30kbit/sCDMA20001X：153.6kbit/s，一般仅有70kbit/s3G时代cdma1xEV-DO：2.4Mbit/sWCDMAR99/R4：2Mbit/s中国移动面临的竞争压力HSDPA基本原理2002.6形成较为完善的R5标准版本，并不断修改完善；2003.6已经基本完成了HSDPA（HighSpeedDownlinkPacketAccess）在R5中的内容。HSDPA是在WCDMAR99基础上的平滑演进，不对原有R99网络产生重大影响。物理层增加3个专用信道：HS-PDSCH，HS-SCCH和HS-DPCCH；增加MAC-hs层，实现自适应调制和编码以及快速自动重传、调度。HSDPA最高下行速率14.4Mbit/sHS-PDSCH：高速下行共享数据信道HS-SCCH：下行共享控制信道HS-DPCCH：上行专用物理控制信道3G时代数据业务竞争利器－HSDPAHSDPA基本原理标准系统吞吐率(Mbps)支持的用户数WCDMAR99/R42.68831个PS64k用户、或15个PS128k用户、或7个PS384k用户;QPSK（SF=32、或SF=16、或SF=8）HSDPA14.464（平均每个用户117.7kbps，SF=16；R＝3/4；16QAM）CDMA20001xEV-DO2.459（59个用户情况下平均速率只有几十kbps；SF=64，根据AT的申请等来分配时隙）HSDPA在提供高速数据服务的同时支持更多的用户！HSDPA的技术竞争优势HSDPA基本原理L2L1DSCHFPRLCL2L1DSCHFPIub/IurPHYMACPHYRLCUuMAC-dHS-DSCHFPHS-DSCHFPMAC-hsPHY(新增3个物理信道)RNC和NodeB：增加HS-DSCHFP协议处理，影响Iub/Iur口NodeB：新增MAC-hs子层，负责AMC、HARQ等功能NodeB：物理层新增3个物理信道HS-PDSCH、HS-SCCH、HS-DPCCHUE：增加MAC-hs，增加相关物理信道和处理功能，增加调制处理方式MAC(增加MAC-hs)PHY(新增处理功能)UEUTRAN由R99/R4向HSDPA的演进HSDPA基本原理HS-PDSCH用来承载HS-DSCH，传输HSDPA用户数据（下行）它是2ms的子帧，3个slot，扩频因子固定为16，允许多码。HS-PDSCH可以采用QPSK和16QAM两种调制方式HS-SCCH承载有关HS-DSCH发射的信令（下行）它是2ms的子帧，3个slot，扩频因子固定为128。HS-SCCH包含以下信息：调制方法，传输块大小，UE标识等HS-DPCCH承载上行链路控制信令（上行）Hybrid-ARQAcknowledgement和Channel-QualityIndication(CQI)，它是2ms的子帧，3个slot，扩频因子固定为256HSDPA新增物理信道介绍HS-DPCCHHS-PDSCHHS-SCCHUEDLDTCH(PS业务)CNUTRANHSDPA基本原理DatatoUE#1DatatoUE#2DatatoUE#3CodeTimeHSDPA技术特性时分、码分复用用户共享下行码资源和功率资源，进行时分和复用。这种结构适用于突发性分组数据业务。HSDPA基本原理多个HSDPA终端共享带宽、共享功率HSDPA基本原理HSDPA基本原理HSDPA工作过程RNCNodeB(AMC和HARQ)数据包具有HSDPA能力的UE②评估并确定HS-DSCH信道参数④监测HS-SCCH信道，并根据情况在HS-DSCH信道上接收数据3大关键技术AMCHARQ快速调度HSDPA基本原理关键技术：AMC（一）AdaptiveModulationandCoding（AMC）使得NodeB能够根据UE反馈的信道状况及时地调整不同的调制方式（QPSK、16QAM）和编码速率。从而使得数据传输能及时地跟上信道的变化状况。这是一种较好的链路自适应技术。对于长时延的分组数据，AMC可以在提高系统容量的同时不增加对邻区的干扰。标准AMC备注R99/R4-使用快速功率控制HSDPA使用可满足15dB的SIR动态范围HSDPA基本原理NodeBCQI（周期性上报）UE调制方式(QPSK/16QAM)自适应信道条件好：16QAM信道条件坏：QPSK编码方式(1/3编码、3/4编码等)自适应信道条件好：3/4编码信道条件坏：1/3编码充分利用信道条件有效发送用户数据信道条件好：高速率传送用户数据信道条件坏：低速率传送用户数据码道数目调整信道条件好：多码道信道条件坏：少码道关键技术：AMC（二）HSDPA基本原理WCDMA版本业务速率(kbps)SF信道符号率(ksps)调制方式信道比特率（kbps）编码R99/R43848480QPSK9601/3HSDPA7201624016QAM9603/4HSDPA单信道在SF两倍于R99/R4的情况下，通过调制方式和编码效率的不同，其承载业务的能力远远大于R99/R4同时由于使用较大的SF，使系统可以支持更多的用户HSDPA、R99/R4信道承载能力比较——16QAM和更高的编码效率关键技术：AMC（三）HSDPA基本原理调制方式和编码选择Datarate(1个码道)Dataratee(5个码道)Datarate(10个码道)Datarate(15个码道)QPSK1/4120kbps600kbps1.2Mbps1.8MbpsQPSK1/2240kbps1.2Mbps2.4Mbps3.6MbpsQPSK3/4360kbps1.8Mbps3.6Mbps5.4Mbps16QAM1/2480kbps2.4Mbps4.8Mbps7.2Mbps16QAM3/4720kbps3.6Mbps7.2Mbps10.8MbpsHSDPA编码/调制方式与吞吐量关系HSDPA通过AMC技术和多码技术，可以使一个用户的业务速率最高达到10.8Mbps（16QAM3/4编码）HSDPA在高速率条件下，对信道条件要求高——HSDPA的多种速率关键技术：AMC（四）HSDPA基本原理关键技术：HARQ（一）HybridAutomaticRepeatreQuest（HARQ）是一种前向纠错FEC和重传ARQ相结合的技术。HARQ与AMC配合使用，为HSDPA的HARQ进程提供精细的弹性速率调整。标准HARQ备注R99/R4_FEC在物理层；ARQ在高层（RLC），信道反馈慢。HSDPA使用包括物理层HARQ和MAC-hs中的HARQ实体。L1HARQHARQMAC-hsTFRCL1L2HSDPA基本原理传统方式（重传控制机制位于RNC，R99阶段）HARQ方式（重传控制机制位于NodeB，HSDPA阶段）错误数据包A数据包A数据包A错误数据包A数据包A数据包A冗余信息数据包A冗余信息数据包A丢弃保留完全重传仅重传冗余信息软合并数据包B数据包B发送发送接收接收效率低时延长效率高时延短优点：提高了传输的可靠性缺点：信道条件好时，信道利用率不高优点：误码率不好时作用明显缺点：误码率高时，效率低FECARQHARQ结合FEC和ARQ，在发送的每个数据包中含有纠错和检错的校验比特关键技术：HARQ（二）HSDPA基本原理关键技术：基于调度的快速传输（一）快速信道反馈使得HSDPA传输能及时适应信道状况，适时地调整传输格式（编码速率、码道数、调制方式等）。标准帧长（ms）信道反馈时延（ms）备注R9910100（至少）HSDPA25.67可连续反馈；R5仍支持R99的10ms帧HS-PDSCHHS-SCCHHS-DPCCH(ACK/NACKandCQI)HS-SCCH2TS7.5TS+/-128ChipNTS1TS=2560ChipHSDPA的信道反馈时延是8.5时隙左右。——快速信道反馈HSDPA基本原理——调度方式基于时间的轮循方式基于流量的轮循方式最大C/I方式部分公平方式NodeBUECUEAUEBHS-PDSCH时隙1时隙2时隙3基于时间的调度示意每个用户被顺序的服务，得到同样的平均分配时间，但每个用户由于所处环境的不同，得到的流量并不一致每个用户不管其所处环境的差异，按照一定的顺序进行服务，保证每个用户得到的流量相同系统跟踪每个用户的无线信道衰落特征，依据无线信道C/I的大小顺序，确定给每个用户的优先权，保证每一时刻服务的用户获得的C/I都是最大的综合了以上几种调度方式，既照顾到大部分用户的满意度，也能从一定程度上保证比较高的系统吞吐量，是一种实用的调度方法关键技术：基于调度的快速传输（二）HSDPA基本原理移动性管理HSDPA的移动过程（MobilityProcedures）和软切换不同，UE只与一个小区保持HS-DSCH连接。在CELL_DCH状态下，UE从源小区（SourceHS-DSCHCell）到目标小区（TargetHS-DSCHCell）的移动，可根据UE的测量报告和网络侧的其它信息来做出决定。sSourceHS-DSCHcellServingHS-DSCHradiolinkRadiolinkpartoftheactiveset,otherthantheservingHS-DSCHradiolinktstTargetHS-DSCHcellHSDPA基本原理HSDPA终端种类和能力UE种类最大码道数最小TTI间隔最大传输块大小总的软信道比特数最大的业务速率（Mbps）调制方式Category1-653-1729819200-672001.2~3.65QPSK、16QAMCategory7101144111152007.2Category8101144111344007.2Category91512025117280010.12Category101512795217280014.4Category11-1252363014400-288001.8QPSK各类UE支持的码道数、最小传输时间间隔、最大传输块大小、软信道比特、虚拟缓存等有所区别。接收能力最差的UE为Category11类型；最好的为Category10类型。HSDPA终端HSDPA手机HSDPA数据卡HSDPAPDAHSDPA基本原理课程内容HSDPA概述HSDPA网络规划和组网中兴通讯HSDPA解决方案HSDPA与R99/R4的比较与优势比较项目R99/R4HSDPA系统容量（Mbps）2.66814.4系统切换异频硬切换同频软/更软切换（与GSM）系统间切换HS-PDSCH信道只有硬切换功率控制开环功控、闭环功控、快速功控、慢速功控HS-PDSCH信道使用慢速功控或不使用功控调制方式QPSKQPSK；16QAM链路适应技术使用快速功控与软切换AMC、HARQ、短帧与快速信道反馈比特加解扰N/A仅HS-PDSCH使用MAC-hsN/A用来进行快速调度HSDPA是在保证功率下，根据信道条件改变速率（恒功率，变速率）R99/R4是保证业务速率，根据信道条件调整功率（恒速率，变功率）HSDPA网络规划和组网HSDPA覆盖与吞吐率相互均衡，随着覆盖距离加大，吞吐量下降；HSDPA在小区边缘可以达到200多K，吞吐率小于R99的DCH；推荐使用HSDPA和R99DCH混合，在小区边缘等区域可以切换到DCH，可以最大限度发挥R99和HSDPA的优势。参考：CDMA20001xEV-DO的小区半径配置一般为907.5m。0102030405060708