kaiyun官方注册
您所在的位置: 首页> 通信与网络> 设计应用> TD-SCDMA HSPA+关键技术及标准进展
TD-SCDMA HSPA+关键技术及标准进展
陈迎  范晨
来源:鼎桥通信技术有限公司
摘要:为了增强对于数据业务的支持,TD-SCDMA在3GPP Rel-5和Rel-7中分别引入了HSDPA(高速下行包接入)技术和HSUPA(高速上行包接入)技术(合称HSPA)。而TD-SCDMA在3GPP Rel-8中启动了一个新的研究项目HSPA+,对HSPA进行了进一步的演进和增强。本文介绍了TD-SCDMA HSPA+的目标,关键技术和标准进展。
关键词: 2.5G|3G TD-SCDMA HSPA
Abstract:
Key words :

引言

为了增强对于数据业务的支持,TD-SCDMA3GPP Rel-5Rel-7中分别引入了HSDPA(高速下行包接入)技术和HSUPA(高速上行包接入)技术(合称HSPA)。而TD-SCDMA3GPP Rel-8中启动了一个新的研究项目HSPA+,对HSPA进行了进一步的演进和增强。本文介绍了TD-SCDMAHSPA+的目标,关键技术和标准进展。

1 TD-SCDMA HSPA+的目标

为了进一步提升HSPA系统的性能,TD-SCDMA3GPP Rel-8中启动了HSPA+项目,目标包括:

1)提高频谱效率和峰值速率;

2)增大系统容量和支持的用户数;

3)保持和TD-SCDMA HSPA系统/R4系统的后向兼容性;

4)降低用户面时延和控制面时延;

5)降低终端功耗。

2 TD-SCDMA HSPA+的关键技术

2.1 Multiple Input / Multiple Output (MIMO)

智能天线和MIMO是多天线系统的两个不同分支。智能天线利用信道的相关性以达到波束赋形的目的,能提高系统覆盖;而MIMO技术则利用信道的独立性以达到多数据流并行传输的目的,能提高系统的容量。

如果将智能天线与MIMO技术相结合,系统能同时获得空间分集和空间复用增益。这种新的天馈系统不但能提供智能天线所带来覆盖增益,还能通过MIMO技术获得MM为发端或收端的最小天线数)倍的容量增益。按照复用方法的不同,TD-SCDMA HSPA+中的智能天线系统可以采用以下两种MIMO演进方案。

以下是TD-SCDMA HSPA+MIMO技术包括的一些方案。

1)PSRCPer Stream Rate Control)方案

TD-SCDMA HSPA+MIMO技术中采用PSRC方案。Node B根据UE上行发送的参考符号进行上行信道估计,获得上行2×8的信道矩阵;应用本征值分解或SVD分解方法得到两个最大本征值对应的本征向量,作为下行双数据流的加权因子。两个数据流经单独的编码、调制和智能天线赋形加权后,并行从不同的虚拟天线端口发送。

2)MIMO信道估计码的分配方案

准确的信道估计是MIMO数据正确解调的前提,为此采用PSRC的每个MIMO数据流需伴随传输单独的信道估计码。在TD-SCDMA中使用Midamble作为信道估计码。以下是鼎桥公司的一种MIMO信道估计码的分配方法:假设虚拟天线端口数为n,每虚拟天线端口各有16walsh码,根据高层配置的K值,得到以 为偏移量的nKmidambleshifts m1,m2,…,mnK。其中m1,m1+n,…,m1+(K-1)n分配给第一个天线端口,m2,m2+n,…,m2+(K-1)n分配给第二个天线端口以此类推,mn,mn+n,…,mn+(K-1)n分配给第n个天线端口。

1.虚拟天线端口数为2K=4时的midambleshifts分配

3)/双流选择方案

FDD中的MIMO在每个天线上发送一个公共信道估计码,UE通过各天线上的公共信道估计码进行2*2信道测量,来进行单/双流的选择。

对于使用智能天线的TDD系统,由于Node B端天线数目较大(68根),Node B不可能在每个天线上发送一个公共信道估计码,因此也就无法象FDD那样通过公共信道估计码在UE端进行单/双流的选择。

但由于上下行干扰的不对称,利用上行信道估计信息进行下行单/双流选择不如UE直接根据下行信道信息进行下行MIMO/双流选择准确。鼎桥公司的方案建议无论下行数据域单流或双流发送,均在两虚拟天线端口上发送参考符号,以辅助UE进行单/双流的选择,从而提高MIMO/双流选择的准确性。

2.2分组用户的连续连接(Continuous Connectivity for Packet Data Users) (CPC)

对于分组用户来说,HSPA技术能极大地提升用户的传输速率。但是也存在着传输间断(例如网页浏览),频繁的连接终止以及重连等问题。CPC技术解决问题的思路是让CELL_DCH状态的用户尽可能保持连接。这又带来了必须增加同时支持的用户数的要求。TD-SCDMA HSPA+CPC技术中作出了以下改进:

1)去掉伴随专用物理信道。

在之前的TD-SCDMA HSPA中,每个用户都有伴随专用物理信道,用来作为无线链路保持和下行波束赋形所需的激励信号。但是,伴随专用物理信道占用了宝贵的码道资源,限制了用户数量。所以TD-SCDMA HSPA+不再使用伴随专用物理信道。

2)使用特定的midamble作为上行参考信号。

由于TD-SCDMA HSPA+不再使用伴随专用物理信道,鼎桥公司建议使用“空闲”midamble资源作为上行参考信号,提供无线链路保持和下行波束赋形所需的激励信号。这里“空闲”的含义是:考虑到用户调度的公平性和系统效率的最大化的折衷,不会出现很小的资源单位,即单个时隙中只有部分midambleshift是有效的,部分是空闲的。

3)引入SCCH-lessAGCH-less技术。

HS-SCCHE-AGCH分别是HSDPAHSUPA的物理控制信道。当用户业务的数据块大小和发送周期较为固定(例如VoIP业务)时,首传数据块可以使用预定义资源,而不再使用HS-SCCHE-AGCH调度资源。这样可以减少控制信道的开销,进一步增加系统容量。

2.3更高阶调制64 QAM (Downlink Higher Order Modulation using 64 QAM for HSDPA)

TD-SCDMA HSPA在上、下行使用QPSK16QAM。为进一步提高速率,TD-SCDMA HSPA+在下行引入64QAM。通过文献[1]中的仿真可以得出以下结论:在仿真的室外场景中引入64QAM对小区吞吐量没有十分明显的改善;在室内场景中,用户接收的信噪比较高,选择64QAM调制方式的机会增多,因此引入64QAM能够对小区吞吐量有一定的提高。

2.42增强(Layer 2 Enhancements)

MIMO和高阶调制等技术的引入提高了TD-SCDMA HSPA+的上下行数据传输速率。但是RLC PDU的大小等参数却限制了HSPARLC层的峰值速率。对此,HSPA+2增强技术引入以下优化:

1)引入灵活的的RLC PDU大小;

2)支持MAC分段

3)在一个PDU中支持多个逻辑信道的复用

4)保证向后兼容性。

2.5增强CELL_FACH状态(Enhanced CELL_FACH State)

增强CELL_FACH状态技术主要针对速率较低,在线时间长的业务(例如“永远在线业务”)进行了优化。其目的是:降低终端功耗,提高系统容量和增加支持的用户数。增强CELL_FACH状态技术主要包括了以下改进:

1)CELL_FACH状态和CELL_PCH状态下支持HSDPAHSUPA技术以提高峰值速率;

2)通过提高数据速率,减小CELL_FACHCELL_PCHURA_PCH状态下的信道用户平面和控制平面时延;

3)减小CELL_FACHCELL_PCHURA_PCH状态到CELL_DCH状态的转换时延;

4)通过不连续传输来减小CELL_FACH状态下的UE功率消耗。

3 TD-SCDMA HSPA+的标准进展

TD-SCDMA HSPA+20079月成立了SIstudy item)来进行可行性研究。之后对其中的各个技术点成立了WIwork item)来进行进一步的研究和标准化工作,详见下表:

2. TD-SCDMA HSPA+各个WI标准进展

从上表可以看出,TD-SCDMA HSPA+整体在2008年底基本完成标准化工作,从时间上能够保证TD-SCDMA的平滑演进。

结束语

目前,我国的TD-SCDMA网络已经具备了相当的规模,已经支持HSDPA技术,预计在2009年可以支持HSUPA技术。采用TD-SCDMA HSPA+技术可以在已有的TD-SCDMA网络上以较小的成本来进一步提高系统性能。另外,TD-SCDMA HSPA+技术的

开发难度和成本较低。。。随着TD-SCDMA的不断发展,HSPA+等新技术的研究也将不断深入。

参考文献

[1]3GPP TR25.824 V 8.0.0 , The scope of High speed packet access (HSPA) evolution for 1.28Mcps TDD

[2]3GPP TR 25.999 V 7.0.1 , High speed packet access (HSPA) evolution

此内容为AET网站原创,未经授权禁止转载。
Baidu
map