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《WCDMA空中介面技術》讀書筆記8 R6:HSUPA技術

    工作在WCDMA RBS系統上很多年了,感覺RBS系統絕對是世界上最複雜的系統之一;除了要基於通訊原理和3GPP協議來實現,還要考慮到:空口資源、硬體資源、功率分配、系統容量、監控管理、系統排程... ...而一本好書《WCDMA空中介面技術》恰恰是對我這麼多年工作的複習與補充。

    囫圇吞棗的看了很多書,對我來說最好的看書方式還是做讀書筆記。

排程:
    MAC-es實體的主要功能是處理來自多個基站的資料,進行排序和去除重複等分集接收的工作,MAC-e實體的主要功能是提供HARQ處理能力、鏈路適配和進行快速排程,因而HSUPA的關鍵機制就體現在MAC-e實體上。

    E-TFCI的內容非常重要,反映了E-DPDCH上承載的傳輸塊(TB)的大小。
    終端可以得到資料塊的最大尺寸以及其對應的E-TFCI。終端根據業務的需求,選擇合適的資料塊的尺寸,得到E-TFCI。

    利用最多4個併發的物理通道,HSUPA最高上行速率可達5.76Mbit/s。
    HSUPA最高速率是5.76Mbit/s的提法,實際上指的是各個E-DPDCH物理通道位元速率之和(2*SF2+2*SF4),與承載無關,沒有什麼技術探討的價值。

    HSUPA設定了如下的排程目標:在合理的RoT水平下,為終端指配儘可能高的上行傳送功率(換句話說,給其更多的系統資源),從而得到儘可能高的業務速率。
    為了保證系統的穩定性,一般SRNC對小區上行最高負載會設定一個門限。

    排程資訊(SI,Scheduling Information)反饋,該資訊類似於一種信令,只是處理者變成基站。排程資訊SI中資訊量大,但是傳送頻率較低。SI的傳送週期由SRNC控制,現網設為500ms。 排程資訊SI中主要包含終端快取器的狀態,也就是待發送的資料情況。

    R99排程演算法的目標是維持使用者恆定的速率,需要不斷調整使用者的功率。
    HSUPA排程演算法的目標是為使用者提供儘可能高的吞吐率,因此需要像HSDPA一樣,儘量給無線環境好的使用者最多的可用資源,在HSUPA中可用資源為上行干擾水平,對應終端的發射功率。

功控:
    系統的上行干擾水平用干擾擡升(RoT,Rise over Thermal)來表示。

    HSUPA中可以不使用上行DPDCH通道,但是上行DPCCH通道還是必須的,該通道用於提供導頻資訊,並作為上行其他通道的時間和功率的參考。
    考慮到簡化系統設計,E-DPCCH通道以及E-DPDCH通道的功率都是參考上行DPCCH通道設定的,因此這些通道的增益因子與上行DPCCH通道的增益因子之間約定了一些固定的比率。
    E-DPCCH通道與上行DPCCH通道採用相同的功率。
    E-DPDCH通道的功率也將參照上行DPCCH通道的功率的變化而不斷變化。

    綜合公共通道的總功率,R6與R5的總功率大體相當,對HSDPA業務影響不大。

HSDPA VS HSUPA
    HSDPA: 下行的功率和碼是公共資源;採用快速鏈路適配,不採用功率控制和軟切換;只使用2ms TTI;快速排程可以增大系統的吞吐率;使用16QAM,提高傳送效率;採用固定的擴頻因子。
    HSUPA: 上行干擾是公共資源;由於上行通道的非正交性,採用快速功率控制和軟切換來控制干擾;2ms TTI/10ms TTI可選;快速排程可以減小干擾;不不使用16QAM,以降低終端功率;採用可變的擴頻因子。

    HSDPA下行採用共享通道,小區下行吞吐率是各個使用者分享的;HSUPA上行採用專用通道,小區上行吞吐率是各個使用者疊加的。總體上看,HSDPA更多的是基於時分技術,碼分為輔;而HSUPA更多的是基於碼分技術,時分為輔。
    
其它:
    R99分組資料業務中下行DPDCH通道的擴頻因子是不變的,而上行DPDCH通道的擴頻因子可以根據傳輸塊的數量進行靈活調整,從而獲得更大的擴頻增益。
    單個上行DPDCH物理通道所承載的分組資料業務的最高速率為384kbit/s,因此在R99中設計了一個終端可以同時併發6個上行DPDCH物理通道,以達到3G要求的2Mbit/s以上的上行速率。

    簡單一句話可以描述E-DPCCH通道以及E-DPDCH通道的定時,那就是與上行DPCCH通道保持一致,也就是同時傳送。

    由於E-RGCH通道與E-HICH通道共享一個擴頻碼,因此E-RGCH/E-HICH通道可以看成一個物理通道。

    引入HSUPA業務後,小區在下行方向上將增加一些公共通道。在典型配置下,將包括一個採用SF = 256的AGCH通道以及兩個採用SF = 128的RGCH/HICH通道。 由於業務通道可佔用的SF = 16通道化碼最大數量為14個,比R5版本情況下少一個,因此引入HSUPA後,對小區的HSDPA的最大吞吐率會帶來一定的影響。
    在R6時,由於少使用一個SF = 16的通道化碼,合計鏈路層最高速率約為9.41Mbit/s。兩者相比,差異不大。考慮到重傳對實際速率的影響,以及實際上總會有R99的業務等因素,引入HSUPA業務後對小區的效能不會帶來明顯的影響。

    由於HSDPA業務不支援軟切換,因此HSDPA的移動性體現在服務小區的更新上。服務小區更新的相關信令需要在A-DCH上傳送。與服務小區更新相關的測量事件為1d,由於HSDPA與R99業務的不同,因此WCDMA空中介面重新定義了一個測量事件,稱為1d HS,採用與1d事件不同的引數。
    SRNC下發測量事件1d HS的引數,終端根據測量結果,當目標小區的RSCP高於服務小區RSCP +遲滯值/2後,將觸發生成1d HS事件的測量報告,併發送給SRNC。SRNC經過評估,認為需要進行服務小區更新,將先在Iu、Iub介面上新建HS-DSCH通道,然後傳送物理通道重配置(Physical Channel Reconfiguration)訊息通知終端。在物理通道重配置訊息中,將包含新服務小區的資訊以及HS-DSCH通道的資訊,例如除了我們前面已經介紹過的HS-SCCH通道的資訊、HS-DPCCH通道的資訊,另外還有HS-PDSCH通道的資訊以及給終端重新分配的H-RNTI。 
    終端根據SRNC的指示,更新到新的服務小區,重建HS-DSCH通道,並回復物理通道重配置完成訊息。
    SRNC收到該訊息後,釋放原先的HS-DSCH通道,並下發新的鄰區列表,HSDPA服務小區的更新過程結束。 

    HSDPA服務小區更新的同時,HSUPA小區也同時在更新,因此物理通道重配置訊息中還包含了對上行E-DCH通道的配置資訊,包括給終端重新分配的E-RNTI。