TD-HSDPA基本原理

1、TD-HSDPA基本原理.课程目标n学习完本课程，您将能够：l了解HSDPA的发展过程；l掌握HSDPA的基本原理； l掌握HSDPA的信道；课程内容HSDPA概述概述HSDPA基本原理HSDPA信道HSDPA是迈向全IP宽带融合网络的关键一环n全IP宽带融合网络的实质在于高速率数据业务的全球无缝覆盖l多数数据业务的上、下行链路具有非对称性，下行链路的业务量大于上行链路的业务量，而TD的HSDPA（High Speed Downlink Packet Access，高速下行分组接入）技术具有高速下行接入能力，非常适合非对称性数据业务lHSDPA仅仅是TD R4网络的无缝升级，保护现有投资最大化

2、，性能提升巨大，能够快速进入市场运行lHSDPA为高速率数据增值业务提供完备支持，HSDPA针对移动IP多媒体宽带服务针对普罗大众的针对普罗大众的经济的全球无逢高经济的全球无逢高速率数据业务覆盖速率数据业务覆盖移动移动IP多媒多媒体宽带服务体宽带服务LTE和和4GHSDPA和和HSPA+EDGE和增强和增强EDGE极速移动极速移动多媒体体验多媒体体验HSDPA具备降低数据业务成本的巨大优势引入HSDPA是提高ARPU值的需要n数据业务能促进用户ARPU值的提高，弥补语音ARPU值的下滑l语音ARPU持续走低，语音业务对电信产业收入增长的贡献正逐步减弱lTelecompetition预测，201

3、0年之前全球话音业务的月ARPU值将从26美元下降到18美元n数据业务成为移动运营商开展差异化业务，提高ARPU值的关键驱动力l数据业务所占比重逐年上升，年均增长2左右l领先运营商的数据业务收入所占比重逐年升高TD-SCDMA HSDPAnTD-HSDPA的基本思想n分组数据业务特点：l对时延不敏感，对差错敏感；l数据突发性强，追求系统的数据吞吐量；n分组接入技术：l通过调整数据传输速率来适应信道条件的变化；nTD-HSDPA的主要关键技术（3GPP Release5 ）l自适应调制编码AMC；l混合自动重传请求HARQ；l快速调度算法；nTD-HSDPA主要指标l5ms TTI，单载波1.6

4、MHz带宽上支持的理论峰值吞吐量为3.3Mbpsl频率效率2bit/s/Hz，优于3G FDDTD-HSDPA具有高数据吞吐量nTD-HSDPA将数据吞吐量从R4的384Kbps提高到2.8Mbps（单载波下行峰值）！n单载波最多支持16个HSDPA用户！2.8MbpsTD-SCDMA HSDPA的特点n最大程度地发挥HSDPA技术特点实现高性能n最大程度地保证3GPP的继承性n最大程度地保证系统的兼容性和可扩展性n必要的灵活性以保证系统获得高的资源利用率n仅需软件升级即可由R4平滑演进到HSDPAHSDPA高效和低时延技术n为保证数据的正确、可靠传输，需要对错误数据进行重传，有不同层次的数据

5、重传。l在TCP/IP协议中，数据的重传是在第三层进行的。l在RLC协议中，数据的重传是第二层进行的。l而HSDPA是在第一层，即物理层进行数据重传和用户调度的。由于是在最底层实由于是在最底层实现数据重传和调度，现数据重传和调度，HSDPAHSDPA提供的数提供的数据业务时延小、效据业务时延小、效率高！率高！HSDPA的平滑演进n考虑到从3GPP R4到HSDPA的平滑演进，HSDPA技术对3GPP R4结构仅做了较小的修改，HSDPA在3GPP R4上进行的改进如下图所示。lMAC-hs子层n新增MAC-hs层实现快速自动重传、快速调度及自适应调制和编码。lHS-DSCH FP协议n实现MA

6、C-d与MAC-hs实体间的数据交互与流控。l新增物理信道n在物理层新增3个专用信道，HS-PDSCH、HS-SCCH和HS-SICH。HSDPA新增子层、物理信道和协议 RNCMAC-dMAC-shNode-BMAC-hsIubCQI,Ack/Nack,TPCCQI,Ack/Nack,TPCCQI,Ack/Nack,TPCHSDPA 的分组调度从RNC移到了Node-B引入HSDPA后的架构变化Node-B 的快速分组调度基于UE反馈的信道质量信息和当前的流量状态.UE2Channel qualityChannel qualityDataDataUpdated base station fu

7、nctions HARQ MCS Packet data schedulingUE1MCS引入HSDPA后的架构变化HS-SICHHS-PDSCHHS-SCCHUEDPCHCNUTRANHSDPA技术优势介绍1nHSDPA的信道结构：l新增信道介绍nHS-PDSCH 用于承载输HSDPA用户的业务数据 (下行)nHS-SCCH 用于承载HS-DSCH 的下行控制信息(下行),nHS-SICH 用于承载HS-DSCH的上行控制信息(上行)调制方式(QPSK/16QAM)自适应u信道条件好：16QAMu信道条件坏：QPSK编码方式(1/3编码、3/4编码等)自适应u信道条件好：3/4编码u信道条件

8、坏：1/3编码充分利用信道条件有效发送用户数据u信道条件好：高速率传送用户数据u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HSDPA技术优势介绍2nAMC自适应调制编码nAMCAMC自适应调制编码自适应调制编码HSDPA技术优势介绍2nAdaptive Modulation and Coding（AMC）使得Node B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。 n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。nHA

9、RQHARQ混合自动重发请求混合自动重发请求标准HARQ备注HSDPA使用L1 HARQHARQMAC-hsTFRCL1L2HSDPA技术优势介绍3nHybrid Automatic Repeat reQuest（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。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：误码率不高时作用明显缺点：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接收确认数据包A错误数据包A数据包A数据包A冗余信息数据包A

10、冗余信息保留仅重传冗余信息软合并要求重传数据包B发送接收效率高时延短确认数据包A错误数据包A数据包A数据包A数据包A丢弃要求重传数据包B发送效率低时延长HARQ IHARQ IHARQ II/IIIHARQ II/IIIHSDPA技术优势介绍3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

11、/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HSDPA技术优势介绍4nFS快速调度TD-HSDPA与R4对比课程内容HSDPA概述HSDPA基本原理基本原理HSDPA信道HSDPA基本原理n当UE接入到HSDPA无线网络，UE周期性地向Node B上报信道质量指示CQI。nNode B接收到UE上报的数据后，根据QoS和UE上报的CQI，选择合适的调制方式，QPSK或16QAM。nUE接收到Node B的下行数据包后，通过HSDPA专用信道HS-SICH，向Node B发送确认信息ACK/NACK。n通过UE上报

12、的确认信息ACK/NACK，Node B可以确定重发数据的时间和方式。n通过UE上报的CQI，快速分组调度器可优化用户间的数据传输。HSDPA的基本原理以及相关信道 R4与HSDPA比较比较项目R4HSDPA下行理论峰值速率2.30Mbps(384kbps*6)16.8Mbps（10M带宽、1：5时隙）码资源分配DPCHHS-PDSCH：SF=16、SF=1；HS-SCCH：SF=16；HS-SICH：SF=16。系统切换硬切换、接力切换；硬切换、接力切换功率控制开环功控、闭环功控；（慢速功控、快速功控）HS-PDSCH慢速功控调制方式QPSKQPSK/16QAM链路适应技术使用快速功控AMC

13、、HARQMAC-hs无用来进行快速调度HSDPA承载的业务类型nHSDPA的高速下行链路共享信道HS-DSCH可以承载流类（S类）、交互类（I类）、 背景类（B类）高速分组业务。lS类业务为IPTV、视频点播等流媒体业务；lI类业务为网络教育、手机银行、在线游戏、位置服务等，为用户请求服务器响应模式业务；lB类业务为数据下载、E-mail、SMS等时延不敏感、差错敏感业务。业务类型特性 业务承载方式速率要求时延要求数据差错要求对网络资源要求流媒体流媒体HS-HS-DSCHDSCH高；需要高；需要保证比特保证比特速率速率较低时延较低时延较高较高较多较多互动类互动类低低低时延低时延高高较少较少背

14、景类背景类无要求无要求很长时延很长时延很高很高有空闲有空闲资源即资源即可可实时话音实时话音DCHDCH很低很低低时延低时延低低较多较多课程内容HSDPA概述HSDPA基本原理HSDPA信道信道HSDPA信道nHSDPA引入了一条新的传输信道，即高速下行链路共享信道HS-DSCH，以承载高速下行数据业务，其对应的物理信道为HS-PDSCH、HS-SCCH和HS-SICH。n另外，HSDPA使用原R4 DCH传输信令，其信道为伴随DPCH。HSDPA的物理信道 nHS-PDSCHl即高速物理下行共享信道，用于承载高速下行数据业务。nHS-SCCHl即高速下行共享控制信道，该信道可由所有用户时分共享

15、，传输一些控制指令，如UE的调度信息、低层控制信息，包括调制编码策略、HARQ信息等。nHS-SICHl即高速上行共享信息信道，该信道承载信道质量指示CQI和确认信息ACK/NACK。物理信道介绍 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6kbps/2SF161SF16，无CRC校验，有ACK/NACK偏移功率设置HS-SCCH 信道结构n信道化码集标

16、识：用于标识用户占用码道的范围；n时隙位置信息：标识HS占用时隙的位置；n调制信息：确定那种调制方式，QPSK还是16QAM。nTBS信息：传输块类型；nHARQ进程标识：标识用户进程；nRV信息：重传版本号；n新数据信息：是新发数据还是重发数据；nHS-SCCH循环序列标识：用于判断是否HS-SCCH数据帧丢失；nUE标识：用于区分用户。信道化码集标识(8bit)时隙位置信息(5bit)调制信息(1bit)TBS信息(6bit)HARQ进程标识(3bit)RV信息(3bit)新数信息(1bit)HS-SCCH循环序列标识(3bit)UE标识(16bit)HS-SICH 信道结构nRMF信息：

17、推荐调制方式；nRTBS信息：推荐传输块类型；nACK/NACK：数据正确与否信息。RMF信息（1bit）RTBS信息(6bit)ACK/NACK（1bit）物理信道的时序n三条物理信道上的数据发送、处理需要满足一定的时序关系，lHS-SCCH与HS-PDSCH：2 SLOT；lHS-PDSCH与HS-SICH：8 SLOT；n下图是三条物理信道时序关系示意图，图示为2:4时隙，共4个TTI，从左至右：lTTI 1的时隙6，在HS-SCCH，发送下行控制数据；TTI 2的时隙3，在HS-PDSCH，发送业务数据；TTI 4的时隙1，在HS-SICH，发送上行反馈信息。MAC-hs帧结构VFVF：保留域；：保留域；Queue IDQueue ID：用户队列标识；：用户队列标识；TSNTSN：帧序列号；：帧序列号；SIDkSIDk：服务数据单元：服务数据单元k k类型。类型。NkNk：类型：类型k k服务数据单元数量；服务数据单元数量；FkFk：数据有无标识；：数据有无标识；伴随DPCHn上、下行可成对配置伴随DPCH信道，一对伴随DPCH信道，上下行各占两个SF16的码道。n下行伴随DPCHl承载层3 RRC的信令和上行链路信道的功率控制命令