NSN-HSDPA原理与组网介绍

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HSDPA组网案例HSDPA概述HSDPA：HighSpeedDownlinkPacketAccess3.5G技术引入HSDPA理由：更高传输速率，更高频谱利用率R4PS业务速率：QPSK->384K8PSK->2MWCDMA_HS:14.4M(10M频宽)TDSCDMA_HS:2.8M（1.6M频宽）HSDPA技术特点HARQ（HybridARQ）FastSchedulingAMC引入16QAM高阶调制，提供更高的调制效率AMC：根据信道条件，调整调制方式和编码率。调制编码吞吐率(2TS)吞吐率(5TS)QPSK1/4141kbps352kbps1/2282kbps704kbps3/4422kbps1Mbbps16QAM1/2563kbps1.4Mbps3/4845kbps2.1Mbps4/41.1Mbps2.8Mbps在物理层对多次重传数据进行合并解码，提高重传效率综合考虑公平和系统吞吐量来进行调度常用调度算法最大C/IRR算法PF算法

HARQ的三种类型

TYPE-IHARQ：主要采用了chase合并算法，这种算法是chase博士在1985年提出，发送方每次都重传整个完整的编码码字（包括系统比特和校验比特），接收端将每次收到的数据包与之前收到的所有数据包进行chase合并，组合成一个具有更强纠错能力的码字。

TYPE-IIHARQ：又称为部分递增冗余机制，这种机制在1988年被首次提出，发送方间隔重传校验码（仅含校验比特）和完整码字（含系统比特和校验比特）。接收方组合以前接收的码字进行译码。缺点是：重传的码块不具备自解码能力，如果前面码块误码严重，还是无法恢复系统比特。

TYPE-IIIHARQ：又称为完全递增冗余机制，这种方案与TYPE-II的主要区别在于，发送端每次重传的码字都是可以独立译码的码字，重传包不但包含与之前帧不同的冗余比特，还包含所有的系统比特。接收机每次也同样进行码组合

HSDPA信道及协议栈UuIubMAC-dRLCHS-DSCHFPMAC-hsHS-DSCHFPRLCL2L2FlowcontrolMACPHYPHYL1L1HS-DSCHNewTransportchannelTTI:5msRNCNodeBHSDPAUEHS-SCCH(UEId,TFRI,HARQ)HS-PDSCHUsertrafficHS-SICHFeedbackinformation(CQI,Ack/Nack)IntroductionofMAC-hs:scheduler,HARQ,…HSDPA基本流程NodeBRNCUE

4)ACK/NACK,CQI（onHS-SICH）5)数据包+重传(如果需要)（onHS-PDSCH）数据包1)调度并确定HS-DSCH参数2)发送HS-DSCH参数（onHS-SCCH）和数据（onHS-PDSCH）3)

检测HS-DSCH参数，如果有发送给自己的信息，则开始接收，存储和解调数据

编码和调制对速率的影响对于R4单码道：TD-SCDMA无线帧中一个5ms的突发含有两个数据块，共352×2＝704个chip，对于不同的扩频因子t对应不同的符号数是704/t。R4的SF=16，一个SF＝16（基本RU）的符号数是704/16＝44。在QPSK的调制方式下2bit代表一个符号，所以SF＝16的码道速率为44*2/5ms＝17.6kbit/s。时隙速率为281.6kbit/s采用1/2的编码方式，因此实际的单码道速率为8.8Kbit/s，单时隙速率为140.8K。Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips864chips

编码和调制对速率的影响Data352chipsMidamble144chipsGP16Data352chips864chips对于HSDPA来说，假设条件：SF=1，采用16QAM调制，HARQ的损耗情况暂时不考虑：若采用1：5的配置，每时隙传输的比特数为: 704×4（16AQM调制）＝2816bits，

每个子帧：2816×5（5个时隙传下行）＝14080bits；

则：传输速率：14080bits/0.005s＝2.816Mbps。

单时隙速率为563K，单码道速率为35K若采用满时隙配置，即6个时隙全部用于传下行数据，则传输速率：

（2816*6）/0.005＝3.38Mbps；故单载波的HSDPA的传输速率是2.8Mbps（理论值）；多载波HSDPA的传输速率是：

2.8Mbps×N，N代表载波数。HSDPA动态信道控制算法HSDPA业务的动态信道重配置算法仍然基于业务量测量。动态信道控制算法的几个原则：原则1：上行业务速率独立调整。原则2：如果UE仅有PSHSDPA业务，支持CELL_HS/DCH/FACH/PCH/URA_PCH转换原则3：如果UE同时进行CS和PSBE组合业务，则SRNC仅支持CELL_HS-DSCH和CELL_DCH状态之间的迁移。原则4：对于PS域多RAB业务，暂不支持与CELL_FACH或CELL_PCH状态迁移，但在相应的算法开关打开的条件下，仍然可以支持CELL_DCH状态下的业务速率调整以及HS-DSCH和DCH之间的转换。

Mac-HS调度算法MaxC/I算法：最大载干比算法是保证在任意时刻总是调度载干比最好的用户当系统采用自适应调制编码时，采用最大信噪比调度算法的系统可以获得最大小区吞吐量；没有考虑不同用户的公平性要求，有可能信道质量好的用户会长时间占用HSDPA资源而信道质量差的用户很少被调度。Proportional-FairScheduler算法：正比公平算法是根据信道质量，业务量大小，服务状况等为不同用户分配一个优先级。每个调度时刻只调度优先级最高的用户。根据每用户过去获得的平均速率与当前请求的速率，来确定用户优先级，所以保证了用户间的公平性。由于考虑了信道质量的差别，用户只有在快衰落较好时被调度，所以系统拥有较高的吞吐量。Proportional-FairScheduler算法：轮询调度算法是保证小区内所有用户按照某种确定顺序轮流占用HSDPA信道不仅可以保证不同用户间的长时公平性，也可保证不同用户间的短时公平性。由于该算法不考虑用户间信道质量的差别，所以小区的数据吞吐率最低。综合考虑调度算法公平性以及有效性两个方面，建议在实际网络运营中选择比例公平调度算法。HSDPA切换算法对于HSDPA切换，以下三种切换类型是必须考虑的：从HSDPA小区切换到HSDPA小区：HS-DSCHHS-DSCH从HSDPA小区切换到普通小区：HS-DSCHDCH从普通小区切换到HSDPA小区：DCHHS-DSCH业务覆盖策略的选择对HSDPA切换算法的影响比较大。考虑以下两种覆盖策略：一种是支持HS-DSCH在小区内的部分覆盖，在这种情况下，HS-DSCH仅仅在小区的中心区域得以支持，当用户走出HS-DSCH的切换区域时，要么把业务重新映射到DCH，要么把该业务释放。另外一种是小区内全覆盖的策略，在这样的策略下，HS-DSCH可以保持和DCH相同的覆盖，HS-DSCH的切换判决也因此可以采用和DCH相同的测量过程。软覆盖的介绍TFFR组网的特点保留N频点的基本特性，即将公共信道只配置在N频点的主载波上，N频点主载波的全网覆盖。将N频点小区的副载波的覆盖半径收缩，即副载波在网络中是非连续覆盖。N频点的主载波是小区边沿区域的服务载波，同时是该小区切换用户的资源池。TFFR软覆盖的基本原理TD-SCDMA异频网络，减少同频干扰保证小区间的切换都是异频切换，提高切换成功率。在保证用户感受的同时，提高HSDPA业务的吞吐率。

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HSDPA组网建议HSDPA网络规划建议1、载频规划建议（载波数、优先级）2、HSDPA资源池规划建议（位置、功率）3、HSDPA公共信道规划建议（时隙、码道、功率）4、时隙切换点与HS用户数规划建议5、时隙切换点与HS-SCCH/HS-SICH数目规划建议6、传输规划建议（HSDPA载波数、HSUPA）频率规划:10MHSDPA同频/异频优点：HSDPA同频组网可以节省载波资源避免和R4业务的相互干扰，易于规划和优化缺点：HSDPA同频切换成功率低网络的同频干扰严重，HSDPA的容量不高优点：避免HSDPA的同频干扰和同频切换，HSDPA容量高避免和R4业务的相互干扰缺点：频率资源利用率低对于15M带宽，不利于后续网络扩容HSDPA的传输规划引入HSDPA以后，Iub接口增加了以下几部分流量：Iub接口用户面增加了HS-DSCH数据帧的流量Iub接口控制面增加了HS-DSCH容量请求和HS-DSCH容量分配信息的流量，对Iub接口控制面流量的影响还有一些相关的控制消息长度和参数的变化；此外公共测量消息的参数也有所变化。

HSDPA引入后对流量的影响主要集中在对HS-DSCH数据帧流量的估算；HSDPA的传输规划带宽计算过程如下：单时隙HSDPA占用的ATM层传输带宽＝单时隙HSDPA平均吞吐率×峰均值比×（1+HS-DSCHFP利用率)×（1+AAL2利用率）×（1+ATM利用率）在R4估算单个NodeB的Iub接口流量的基础上，计算Ｒ４业务和HSDPA业务的时隙比，按比例计算所占用的传输资源。在得到Ｒ４模型下各种站型满负载需要的传输资源后，用下面的公式计算出NodeB在支持HSDPA时ATM层传输需求： 总传输带宽＝不考虑HSDPA时基站R4业务满载时带宽×（非HSDPA的时隙数/基站总时隙数）+满时隙HSDPA业务占用传输带宽资源×（HSDPA的时隙数/基站总时隙数）一条E1在ATM层的传输有效带宽为1.773M。则所需的E1传输数＝总传输带宽（Ｍ）／1.773M，向上取整数。

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HSDPA组网案例组网目的对TDHSDPA的覆盖、容量、无线性能以及R4/R5互干扰等方面内容进行较为全面的测试了解，为后期TD网络的规模建设提供实践数据与经验摸索与积累TDHSDPA新技术的网络规划和优化的经验，为HSDPA网络的建设与维护工作提供支撑和帮助进一步掌握HSDPA规模组网及可运维能力,以推进TD-SCDMA系统HSDPA等新技术的产业包括主设备、终端及相关测试仪表等的发展组网区域本次组网区域位于深圳龙华TD网络，区域内建筑物、人口较为密集，为典型的城区环网络配置：13个基站，39个小区，室外用了6个载频，室内3个载频，小区3载波配置，辅二载波(10080为HS载波)验证内容1专题测试Case完成情况HSDPA覆盖单小区单终端覆盖完成HSDPA容量室外单用户吞吐量完成室外小区吞吐量及最大接入用户数完成室内单小区容量完成HSDPA网络性能空载环境的网络性能——单业务测试完成空载环境的网络性能——并发业务测试完成加载环境的网络性能——长呼测试完成加载环境的网络性能——短呼测试完成HSDPA移动性能高速移动性能完成验证内容2专题测试Case完成情况R5/R4互干扰R5/R4互干扰完成R5/R4交叉时隙网络性能完成R5/R4共频点小区容量完成R5/R4共频点切换性能完成HSDPAQoS参数定点时单小区不同GBR业务性能完成移动时单小区不同GBR业务性能完成移动时多小区不同GBR业务性能完成定点时单小区不同SPI业务性能完成移动时单小区不同SPI业务性能完成移动时多小区不同SPI业务性能完成HSDPA覆盖结论HS-PDSCH功率对覆盖影响： HS发射功率越大，覆盖距离越远，但相差不大R4/R5覆盖比较： R4与R5的覆盖距离基本相当上行DPCH签约速率对覆盖影响： 上行DPCH的速率对覆盖影响较小，基本相当HSDPA功率对覆盖的影响HSDPA发射功率UE业务拉远距离(m)平均吞吐量(kbps)33dBmUL16k/DL512k2493311.630dBmUL16k/DL512k240528527dBmUL16k/DL512k2392186.624dBmUL16k/DL512k2235170.133dBmUL16k/DL1.1M2355358.730dBmUL16k/DL1.1M2335322.127dBmUL16k/DL1.1M2306309.7R4/R5覆盖比较UE业务拉远距离(m)平均吞吐量(kbps)ULPS16K/DL128K2349114.5ULHS16k/DL512k2493311.6掉话位置相近，说明R4/R5覆盖距离基本相当上行速率对覆盖的影响HSDPA发射功率UE业务拉远距离平均吞吐量33dBmUL16k/DL512k2493m311.6kbps33dBmUL64k/DL512k2443m333kbps上行带宽足够的情况下，提升上行速率对性能没有影响。HSDPA容量专题主要结论1：信号质量对HSDPA吞吐量影响较为明显，近点(场强-65dBm)和远点(场强-85dBm)，1Mbps业务的远点速率较近点速率下降200kbps左右，512kbps业务下降约80kbps左右单小区单用户的HSDPA最大速率能达到物理资源能承载的最大峰值速率。2时隙资源池，理论估算单用户吞吐量为1.12Mbps，邻区空载时实测单用户最大速率为1.09Mbps、单用户平均速率为914kbps。当资源池配置2个时隙时,配置1对HS-SCCH/HS-SICH，接入15个HSDPA1M业务用户之后，单小区吞吐量约910kbps，小区边缘单小区吞吐量约为700kbps。配置2对HS-SCCH/HS-SICH，可接入14个用户HSDPA容量专题主要结论2：邻区加载之后，用户均匀分布的时候，小区可接入HSDPA用户数均下降。邻区加载时，对近点UE的平均速率影响不大，对远点UE的影响则较为明显。邻区空载时，在小区边缘1M业务用户实测的平均吞吐量为600kbps左右，512k业务用户实测的平均吞吐量为400kbps左右，加载后远点速率则平均下降60k~100k左右。当UE能力最大只支持2个时隙，则2:4时隙配置与3:3时隙配置的单用户吞吐量差不多，而对于小区吞吐量，测试数据基本与理论预测吻合。室内小区吞吐量基本接近维持在920k以上，接近理论1M的速率。低层楼宇由于人流量较大，无线环境较为复杂，其吞吐量也相对略低。单用户最大速率用户的最大速率能达到申请速率或是物理资源能承载的峰值速率配置条件单小区单用户吞吐量理论估算邻区空载时最大速率邻区空载时平均速率时隙切换点3：31.12Mbps1.09Mbps914.5kbps时隙切换点2：41.12Mbps1.03Mbps914.7kbps信道质量对吞吐量的影响在近点(场强-65dBm)和远点(场强-85dBm)，1Mbps业务的远点速率较近点速率下降200kbps左右，512kbps业务下降约80kbps左右邻区加载对吞吐量的影响邻区加载对近点UE影响不大，对远点UE影响则较为明显时隙转换点对吞吐量的影响当UE能力最大只支持2个时隙，则2:4时隙配置与3:3时隙配置的单用户吞吐量差不多kbps时隙转换点对用户数的影响测试中，不同时隙转换点对接入用户数的影响如下表：时隙切换点HS-SCCH/HS-SICH理论估算均匀分布集中远点2：42对1414141对1515153：32对661对77SCCH配置对容量的影响在资源池大于UE能力支持的时隙数时，2对HS-SCCH/HS-SICH的小区吞吐量高于配置1对HS-SCCH/HS-SICH的小区吞吐量HS资源池HS-SCCH/HS-SICH理论估算均匀分布集中远点TS4~TS63时隙2对1.68Mbps910.2k693.8kTS5~TS62时隙1对1.12Mbps886k675k室内小区容量室内小区可接入用户数如下表：时隙切换点HS-SCCH/HS-SICH理论估算高层楼宇近点高层楼宇远点低层楼宇近点低层楼宇远点2：421515151515室内小区数据吞吐量如下表：时隙切换点HS-SCCH/HS-SICH理论估算高层楼宇近点高层楼宇远点低层楼宇近点低层楼宇远点2：42对1.12Mbps920k728k9167131对1.12Mbps914k712k905k701kHSDPA网络性能专题1主要结论1：HSDPA512kbps、HSDPA1Mbps吞吐量的码道效率高于DCH384kbps，HSDPA业务码道利用率约为14.92kbps/码道，DPCH码道利用率约5.92kbps/码道，但由于DCPH信道良好功控作用，其下载速率较为平稳HSDPA512kbps、HSDPA1Mbps业务的切换性能与DCPH384kbps的切换性能相当HSDPAPING业务中，其时延平均为445.8ms，丢包率0%，可以满足网络运营的需求HSDPA网络性能专题2主要结论2：部分UE对于HSDPA+AMR并发业务的支持性能较差，导致并发业务数据吞吐量较低AMR+HSDPA1Mbps并发业务与AMR+DCH384kbps并发业务表现出相同的长保性能，测试中切换成功率均为100%、掉话率为0AMR（短呼）+HSDPA1Mbps并发业务与AMR（短呼）+DCH384kbps并发业务短呼时的接入成功率为100%、掉话率为0HSDPA网络性能专题3主要结论3：在空载时HS1.1M的小区的平均吞吐量是456.95kbps，而在加载时平均吞吐量为370.76kbps，可以看出在加载的情况下平均吞吐量比不加载有明显的下降加载后，HSDPAPing业务时延加大。在空载时UE的ping包的平均时延是445.8ms，而在加载时ping包的平均时延为472ms，可以看出在加载的情况下平均时延比不加载略有增加HSDPA与DPCH资源利用率HSDPA的码道利用率大于DPCH的码道利用率HSDPA1M业务，测试中平均吞吐量维持在477.4kbps，其码道利用率为477.4/32=14.92kbps/码道DPCH384kbps业务，测试中平均吞吐量维持在351.2kbps，其码道利用率为351.2/42=8.36kbps/码道kbpsHSDPA与DPCH的切换性能HSDPA512kbps、HSDPA1Mbps业务的切换性能与DCPH384kbps的切换性能相当

HSDPA1.1MHSDPA512KDPCH384K切换总次数404345切换成功次数394345切换成功率97.50%100%100%HSDPAPing时延HSDPAPING业务中，其时延平均为445.8ms，丢包率0%，可以满足网络运营的需求HSDPA+AMR并发业务长保性能AMR+HSDPA1Mbps并发业务与AMR+DCH384kbps并发业务表现出相同的长保性能，测试中切换成功率均为100%、掉话率为0决定切换成功率的信令承载在DPCH上，与DCH384kbps类似HSDPA+AMR并发业务短呼性能AMR+HSDPA1Mbps短呼性能良好，接入成功率为100%、掉话率为0PDP激活尝试次数接通次数中断次数激活成功率掉话率50500100%0％加载对吞吐量的影响kbps加载对时延的影响空载时延加载时延HSDPA移动性能专题主要结论：高速移动条件下的HSDPA业务能正常下载。用户移动速度越高，其平均吞吐量下降用户移动速度越高，ping包时延增大，ping包成功率相当速度对吞吐量的影响行驶速度UE平均吞吐量UE最大吞吐量平均时速最高时速低速（30～50km/h）542.3kbps993.2kbps50km/h58km/h高速第1次409.3kbps993.2kbps98km/h105km/h高速第2次431.2kbps993.2kbps95km/h102km/hUE移动速度越高，多普勒频偏越大，UE端对下行HSDPA数据包的解调性能下降，导致UE端上报的TBsize变小，因此吞吐量下降速度对时延的影响当用户速度为50km/h时，ping包平均时延为440ms；速度为100km/h时，ping包平均时延为450~480msHSDPAR4/R5互干扰专题主要结论：随着同频R4干扰的增加(用户数增多)，在R5小区真实加载的场景中，R5业务(HSDPA)的吞吐量有所下降R4用户与HSDPA用户都处于小区边沿（远点）时的干扰情况最恶劣，HSDPA用户吞吐量最小在HSDPA和R4不同时隙切换点配置情况下，HSDPA小区