DTM1614104100TDSCDMA系统时隙和功率规划技术规范书.docx
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DTM1614104100TDSCDMA系统时隙和功率规划技术规范书.docx
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DTM1614104100TDSCDMA系统时隙和功率规划技术规范书
TD-SCDMA系统时隙和功率规划技术规范书
项目名称
规划技术研究
文档编号
DTM1.614.104
版本号
IUSV1.0.0
作者
李谏、潘荣伟
版权所有
大唐移动通信设备有限公司
本资料及其包含的所有内容为大唐移动通信设备有限公司(大唐移动)所有,受中国法律及适用之国际公约中有关著作权法律的保护。
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文档更新记录
日期
更新人
版本
备注
2008-1-31
李谏
AFIV1.0.0
创建
2008-2-19
李谏
AFIV1.0.0
根据评审意见修改
2008-3-20
李谏
AFIV1.0.0
根据评审意见修改
2008-6-11
潘荣伟
AFIV1.0.0
根据评审意见重新修改文档
2008-6-12
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改信道功率规划部分
2008-6-16
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改时隙比例规划部分
2008-6-27
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改时隙规划部分
把全文结构做调整,以使得更清晰
2008-7-8
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改功率规划部分,改成多天线的功率
增加HSUPA相关内容,包括信道概述、时隙规划、功率规划等
2008-7-11
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改HSUPA、MBMS时隙规划部分
2008-7-16
潘荣伟
AFIV1.0.0
根据评审结果修改
修改时隙规划和功率规划中说明性文字
增加R4业务信道的功率规划
增加R4信道功率计算方法
2008-7-23
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改PCCPCH最大发射功率
2008-7-25
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改R4业务信道功率
增加信道概述部分内容
2008-7-25
潘荣伟
AFIV1.0.0
修改部分细节内容
2008-7-28
潘荣伟
IUSV1.0.0
修改功率规划部分内容
简略调整全文格式
完成发布
目录
TD-SCDMA系统时隙和功率规划技术规范书1
1引言4
1.1编写目的4
1.2预期读者和阅读建议4
1.3参考资料4
1.4缩写术语4
2无线资源规划概述5
2.1时隙概述5
2.1.1DwPTS时隙6
2.1.2UpPTS6
2.1.3TS0~TS6时隙7
2.2信道概述7
2.2.1R4信道概述7
2.2.2HSDPA信道概述9
2.2.3HSUPA信道概述11
2.2.4MBMS信道概述13
3时隙规划14
3.1R4时隙规划方案14
3.1.1规划方法14
3.1.2交叉时隙14
3.2HSDPA时隙规划方案15
3.2.1时隙比例3:
315
3.2.2时隙比例2:
416
3.2.3时隙比例1:
516
3.3HSUPA时隙比例规划方案17
3.3.1时隙比例3:
317
3.3.2时隙比例4:
218
3.3.3时隙比例5:
119
3.4MBMS时隙规划方案19
3.4.1时隙比例3:
319
3.4.2时隙比例2:
420
3.4.3时隙比例1:
520
4功率规划21
4.1R4信道功率规划21
4.2HSDPA信道功率规划22
4.3HSUPA信道功率规划23
4.4MBMS信道功率规划23
1引言
1.1编写目的
TD-SCDMA的时隙规划和功率规划是TD-SCDMA移动通信网络规划工作中一项重要内容。
本文档描述了TD-SCDMA时隙规划,功率规划的主要方法,为规划设计人员从事TD-SCDMA规划工作提供指导。
1.2预期读者和阅读建议
本文的预期读者为:
TD-SCDMA网络规划和设计人员。
1.3参考资料
1.《TD-MBMS规划仿真算法报告》,内部资料;
2.《TD-SCDMA无线网络规划概述》,内部资料;
3.《无线网络和业务参数标定手册》,内部资料;
4.《TD-SCDMA第三代移动通信系统、信令及实现》,内部资料;
5.《TD-SCDMA无线网络规划设计与优化》,内部资料;
6.《TD-SCDMA网络规划技术规范书.doc》,内部资料;
7.《TD-SCDMA网络规划作业指导书.doc》,内部资料。
1.4缩写术语
BCH
BroadcastChannel
广播信道
CCPCH
CommonControlPhysicalChannel
公共控制物理信道
CCTrCH
CodedCompositeTransportChannel
编码组合传输信道
CDMA
CodeDivisionMultipleAccess
码分多址接入
DPCH
DedicatedPhysicalChannel
专用物理信道
DwPTS
DownlinkPilotTimeSlot
下行导频时隙
DwPCH
DownlinkPilotChannel
下行导频信道
EPG
ElectronicProgramGuide
电子节目指南
FACH
ForwardAccessChannel
前向接入信道
FEC
ForwardErrorCorrection
前向纠错
FPACH
FastPhysicalAccessChannel
快速物理接入信道
GP
GuardPeriod
保护间隔
P-CCPCH
PrimaryCCPCH
主CCPCH
PCH
PagingChannel
寻呼信道
PDSCH
PhysicalDownlinkSharedChannel
物理下行共享信道
PDU
ProtocolDataUnit
协议数据单元
PICH
PageIndicatorChannel
寻呼指示信道
PRACH
PhysicalRandomAccessChannel
物理随机接入信道
RACH
RandomAccessChannel
随机接入信道
RLC
RadioLinkControl
无线链路控制
RU
ResourceUnit
资源单元
S-CCPCH
SecondaryCCPCH
辅助CCPCH
TD-MBMS
TD-SCDMAMultimediaBroadcasting
TD-SCDMA多媒体广播业务
TDD
TimeDivisionDuplex
时分双工
TDMA
TimeDivisionMultipleAccess
时分多址接入
TD-SCDMA
TimeDivisionSynchronousCDMA
时分同步CDMA
UTN
UnionTimeslotNetwork
同时隙网
UpPTS
UplinkPilotTimeSlot
上行导频时隙
UpPCH
UplinkPilotChannel
上行导频信道
2无线资源规划概述
TDD技术的采用是TD-SCDMA系统与其他两大3G主流标准FDD系统的根本区别。
TD-SCDMA系统子帧中上下行链路的转换点是可以灵活设置的,根据不同承载业务分别在上下行链路上数据量的分布,上下行资源可以有从3:
3的对称分配到1:
5的非对称分配调整。
在未来3G多样化的业务应用中,非对称的数据业务会占有越来越多的比例,大部分业务的典型特征是上行链路和下行链路中的业务量不对称。
FDD系统由于其固定的上下行频率的对称占用,在承载非对称业务时会造成对频谱资源的浪费。
而TD-SCDMA系统可以通过配置切换点位置,灵活地调度系统上下行资源,使得系统资源利用率最大化。
因此TD-SCDMA系统更加适合未来的3G非对称数据业务和互联网业务方面。
TD-SCDMA具有的非对称数据业务传输的特点使其更具有其他技术不可比拟的优势。
由于TD-SCDMA存在时隙的概念,所以功率配置相对简单。
不过,公共信道是影响到组网性能的一个很重要的方面,所以需要对公共信道的功率进行比较合理的规划,以达到相对理想的结果。
另外,HSDPA和MBMS等新技术也对时隙规划和功率规划提出了新的课题,需要针对这些新技术根据其自身的特点进行特别的时隙和功率的规划。
2.1时隙概述
TD-SCDMA系统帧结构的设计考虑到对智能天线、上行同步等新技术的支持。
一个TDMA帧长为10ms,分成两个5ms子帧。
这两个子帧的结构完全相同。
如图2.1所示,每一子帧又分成长度为675us的7个常规时隙和3个特殊时隙。
这三个特殊时隙分别为DwPTS(下行导频时隙)、GP(保护时隙)和UpPTS(上行导频时隙)。
在7个常规时隙中,TS0总是分配给下行链路,而TS1总是分配给上行链路。
上行时隙和下行时隙之间由转换点分开,在TD-SCDMA系统中,每个5ms的子帧有两个转换点(UL到DL,和DL到UL)。
通过灵活的配置上下行时隙的个数,使TD-SCDMA适用于上下行对称及非对称的业务模式。
图2.1TD-SCDMA时隙转换点
图2.2分别给出了对称分配和不对称分配的例子。
图2.2时隙转换点
时隙结构也就是突发的结构。
TD-SCDMA系统共定义了4种时隙类型,它们是DwPTS、UpPTS、GP和TS0-TS6。
其中DwPTS和UpPTS分别用作上行同步和下行同步,不承载用户数据,GP用作上行同步建立过程中的传播时延保护,TS0-TS6用于承载用户数据或控制信息。
2.1.1DwPTS时隙
DwPTS时隙用来发送下行同步码(SYNC_DL),其时隙长度为96chip,其中同步码长为64chip,前面有32chip用作TS0时隙的拖尾保护(如图2.3)。
NodeB必须在每一个小区的DwPTS时隙发送下行同步码。
不同的下行同步码标识了不同的小区,其发送功率必须保证全方向覆盖整个小区。
按物理信道来划分,发送下行同步码的信道也叫做下行同步信道(DwPCH)。
在DwPTS时隙没有码分复用,也就是说,该时隙仅有一个物理信道DwPCH。
图2.3DwPTS时隙结构
2.1.2UpPTS
UpPTS时隙被UE用来发送上行同步码(SYNC_UL),以建立NodeB的上行同步。
UpPTS时隙长度为160chip,其中同步码长为128chip,另有32chip用作拖尾保护(如图2.4)。
多个UE可以在同一时刻发起上行同步建立。
NodeB可以在同一子帧的UpPTS时隙识别多达8个不同的上行同步码,按物理信道划分,用于上行同步建立的信道也叫做上行同步信道(UpPCH)。
一个小区最多可有8个UpPCH同时存在。
图2.4UpPTS时隙结构
2.1.3TS0~TS6时隙
TS0~TS6共7个常规时隙被用作用户数据或控制信息的传输,它们具有完全相同的时隙结构(如图2.5)。
每个时隙被分成了4个域:
两个数据域、一个训练序列域(Midamble)和一个用作时隙保护的空域(GP)。
图2.5常规时隙结构
2.2信道概述
在TD-SCDMA系统中,存在3种信道模式:
逻辑信道、传输信道和物理信道。
逻辑信道是MAC子层向上层(RLC子层)提供的服务,他描述的是承载什么类型的信息;传输信道作为物理层向高层提供的服务,他描述的是承载信息的传送方式。
TD-SCDMA通过物理信道模式直接把需要传输的信息发送出去,即在空中传输物理信道承载的信息。
TDD模式下的物理信道是将一个突发在所分配的无线帧的特定时隙发射。
无线帧的分配可以是连续的,即每一帧的相应时隙部分都分配给物理信道;也可以是不连续的分配,即将部分无线帧中的相应时隙分配给物理信道。
一个突发由数据部分、midamble部分和保护间隔组成。
突发的持续时间是一个时隙。
发射机可以同时发射几个突发,在这种情况下,几个突发的数据部分必须使用不同OVSF的信道码,但应使用相同的扰码。
Midamble码部分必须使用同一个基本midamble码,但可使用不同偏移码(midambleshift)。
突发的数据部分由信道码和扰码共同扩频。
信道码是一个OVSF码,扩频因子可以取1,2,4,8或16,物理信道的数据速率取决于使用OVSF码所采用的扩频因子。
因此,物理信道是由频率、时隙、信道码和无线帧分配来定义的。
小区使用的扰码和基本midamble是广播的,而且可以不变。
建立一个物理信道的同时,也就给出了他的起始帧号。
物理信道的持续时间可以无限长,也可以定义资源分配的持续时间。
2.2.1R4信道概述
2.2.1.1PCCPCH
PCCPCH即PrimaryCommonControlPhysicalChannels主公共控制物理信道,用于承载来自传输信道BCH的数据,提供全小区覆盖下的系统信息广播。
它具有如下特点:
–不使用波束赋形
–包含两个子信道P-CCPCH1和P-CCPCH2
–固定在时隙0
–SF=16
–分别使用前2个信道码
–不使用TFCI、TPC、SS
–使用m
(1)和m
(2)(其他物理信道在时隙0不能使用)
–编码交织周期为20ms
PCCPCH的发射功率直接决定了小区公共信道广播消息的覆盖范围,是网络规划现阶段需要重点考虑的参数之一。
PCCPCH的设置需要综合考虑很多因素,比如说覆盖控制和干扰控制。
2.2.1.2SCCPCH
SCCPCH即SecondaryCommonControlPhysicalChannels辅公共控制物理信道,用于承载来自传输信道FACH和PCH的数据。
它具有如下特点:
–不使用波束赋形。
–SF=16
–可以使用TFCI
–不使用TPC、SS
–可以配置在任意时隙,任意信道码、任意训练序列位移,如果在时隙0,可以与PCCPCH时分复用同一套信道参数
–编码交织周期为20ms
SCCPCH的发射功率会影响寻呼和接入的性能,因为SCCPCH是承载PCH和FACH传输信道的。
一般将SCCPCH设置在TS0,这时需要综合考虑所有公共信道的功率设置。
2.2.1.3FPACH
FPACH即FastPhysicalAccessChannel快速接入物理信道,不承载传输信道信息,因而与传输信道不存在映射关系。
NodeB使用FPACH来响应在UpPTS时隙收到的UE接入请求,在检测到有效的上行同步码序列后,在随后的4个子帧中的FPACH上反馈确认信息及相关测量参数,调整UE的发送功率和同步偏移。
它具有如下特点:
–使用波束赋形。
–NodeB使用FPACH对检测到的签名进行确认,并给出时间调整量和功率调整量
–SF=16
–编码交织周期为5ms
–无TFCI/SS/TPC
–可以配置在任意时隙,任意信道码、任意训练序列位移
–FPACH包含32个信息比特
•SignatureReferenceNumber:
3bits,0~7
•RelativeSub-FrameNumber:
2bits,0~3
•ReceivedstartingpositionoftheUpPCH(UpPCHPOS):
11bits,0~2047,单位1/8chip
•TransmitPowerLevelCommandforRACHmessage:
7bits
•Reservedbits:
9bits,defaultvalue0
对于该值,当FPACH分配在0时隙时(和PCCPCH在同一个时隙),功率设置值需要考虑和PCCPCH的发射功率的均衡。
当然该信道也可以配置在其他下行时隙(根据下行时隙的分配设置)。
FPACH的发射功率会影响接入成功率,因为FPACH是对上行接入做第一时间的反馈的。
一般将FPACH设置在TS0,这时需要综合考虑所有公共信道的功率设置。
2.2.1.4PICH
PICH即PageIndicatorChannel寻呼指示信道,不承载传输信道的数据,但却与传输信道PCH配对使用,用以指示特定的UE是否需要解读其后跟随的PCH信道。
PICH的发射功率会影响小区的寻呼范围和性能。
2.2.1.5DwPCH
DwPCH即DownlinkPilotChannel下行导频信道,承载下行导频码的发送。
DwPCH的发射功率会影响小区下行导频信道的实际覆盖范围。
如果DwPCH的发射功率设置过小,会导致相应小区导频范围变小,过大则可能对其他小区形成导频干扰。
2.2.2HSDPA信道概述
3GPPRelease5版本规范中引入了增强技术HSDPA(HighSpeedDownlinkPacketAccess),R5版本在信道方面改动并不大,主要新增了几种新的传输信道和物理信道。
新增的传输信道有高速下行共享信道HS-DSCH,新增的物理信道包括:
高速下行共享物理信道HS-PDSCH;共享控制信道HS-SCCH;共享指示信道HS-SICH。
2.2.2.1HS-PDSCH
HS-PDSCH即高速下行共享物理信道用于承载HS-DSCH数据,是HSDPA的业务信道。
它具有如下特点:
–用于承载HS-DSCH数据
–采用QPSK、16QAM调制
–不承载TPC/SS/TFCI
–SF可采用16或1
–与HS-SCCH/HS-SICH伴随使用,其控制信息由HS-SCCH承载
–伴随有下行DPCH
–对同一个用户,当多个时隙同时传输时,各时隙上的HS-PDSCH采用的SF、码道数及信道化码号必须完全相同
–采用时分方式分配信道资源,即一个时隙只分配给一个HSDPA用户,独占此时隙内所有码信道
–发射功率固定,但可设置,通常满功率发射
–不进行功率控制
2.2.2.2HS-SCCH
HS-SCCH即共享控制信道是HSDPA专用的下行控制信道,是一个物理信道,它用于承载所有相关底层控制信息。
也就是说,终端接收HS-DSCH信道的数据必须要在HS-SCCH控制信息的配合下才能完成。
HS-SCCH被所有HSDPA数据的UE所共享,但对单个HS-DSCHTTI,每个HS-SCCH只为一个UE承载HS-DSCH相关的下行信令。
它具有如下特点:
–TTI为5ms
–采用QPSK调制和1/3卷积编码
–一个UE需要最多同时监控4个HS-SCCH,在连续接收数据时,UE只需监控同一个HS-SCCH
–负责传输对HS-DSCH信道解码所必须的控制信息(TFRI、HARQ、TPC、SS、UEID等)
–UE首先接收HS-SCCH,判断是否需要接收HS-PDSCH(根据HS-SCCH上携带的UEID判断)以及HS-PDSCH的配置信息
–1个HS-SCCH占用2个SF16的码道
–HS-SCCH的初始发射功率由高层指定,和下行伴随DPCH的当前发射功率相差一个固定值(OFFSET)
–配置MaximumHS-SCCHPower,即相对于P-CCPCH的相对功率
–进行功率控制
表2.1给出了HS-SCCH的传输内容。
TFRI
时隙码道分配(13bit)
码道分配必然是连续的,且各个时隙分配的码道是一样的,start=15stop=0,表明SF=1,其余情况start 调制方式(1bit) 0—QPSK1—16-QAM 传输块大小(6bits) 索引值 HARQ信息 HARQ进程识别(3bit) 取值范围0—7,即一个传输信道上并行进程最多为8个。 增量冗余版本号(3bit) 指示r,s(是否有自解码的能力),b(影响16-QAM的bit重排) 新数据指示(1bit) 指示是新数据还是重传数据 HCSN(3bit) 功率控制过程中统计HS-SCCH的BLER时需要。 UE-ID (16bit) 标识控制信息的所属UE SS 上行同步控制字 用于保持HS-SICH的上行同步 TPC 上行功控控制字 用于HS-SICH的闭环功控 表2.1HS-SCCH的传输内容 2.2.2.3HS-SICH HS-SICH即共享指示信道是HSDPA专用的上行控制信道,是一个物理信道,它用于反馈相关的上行信息。 主要包括ACK/NACK和信道质量指示(CQI)。 CQI包括推荐调制格式(RMF)和推荐传输块大小(RTBS)。 它具有如下特点: –TTI为5ms –HS-SICH用于对接收的HS-PDSCH进行回应 –负责传输分组的应答和下行链路质量的反馈信息(NACK/ACK、CQI、TPC等) –HS-SICH占用一个SF16的码 –HS-SCCH与HS-SICH一一对应,绑定关系由高层确定 –根据HS-SICH期望接收功率(NACK)进行开环功控 –根据HS-SCCH反馈的TPC进行闭环功控 –ACK、NACK的发射功率存在偏差: ACK-NACKPowerOffset 表2.2给出了HS-SICH的传输内容。 HS-SICH上的控制信息 备注 ACK/NACK 通过判断在HS-DSCH接收到的传输块的CRC,1: ACK0: NACK 质量指示 RMS推荐调制方式(1bit): QPSK或16QAM RTBS推荐传输块大小索引(6bits): 64种传输块大小 TPC 功率控制字 表2.2HS-SICH的传输内容 2.2.3HSUPA信道概述 2.2.3.1E-DCH E-DCH是增强的传输信道,用来承载上行业务数据。 2.2.3.2E-UCCH E-UCCH是增强的上行控制信道,用来传递实现HARQ需要的控制信息。 HARQ相关的控制消息: –E-TFCI: [5]bit,数据块长度,可隐含的指示所传数据的SF,调制方式; –HARQID: HARQ进程号,3bit; –RSN: 传输次数,可隐含的指示出RV参数,2bit。 E-UCCH物理特征: –长度为32比特; –与数据部分的扩频因子相同,由CRRI指示; –调制方式固定为QPSK。 表2.3给出了E-UCCH的传输内容。 E-UCCH上的承载信息 备注 HARQ相关的控制消息 由E-TFCI确定的调制方式(0bit) QPSK或16QAM 由E-TFCI确定的TBS (6bits) HARQID(2bit) HARQ进程号 RSN(2bit) 重传序列号 表2.3E-UCCH的传输内容 2.2.3.3E-PUCH E-PUCH,增强上行物理信道,E-DCH和E-UCCH都复用到该信道,这样做主要是为了合理的利用物理资源,同时降低调度时延。 E-PUCH支持下列物理层特征: –支持扩频因子16,8,4,2和1; –承载E-UCCH; –承载TPC消息,该TPC用于E-AGCH的功率控制; –带有16chips的保护间隔; –支持Default和UE-specific的midamble分配方式; –OVSF码的选择: 支持与DPCH信道相同的OVSF码的选择。 2.2.3.4E-AGCH E-AGCH,下行控制信
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