HSDPA技术毕业论文
行适当的补偿,因为终端的假设对Node B来说是已知的。从报告的CQI的结果来看,可以明显得出这样的结论:当终端距离Node B根近且假设具有高HS-DSCH功率分配时(墓于网络给定的值),那么终端将报告较高的CQI值。相反,当终端位于小区边界时,那么它报告的CQI将比较低,尤其是如果此时Node B分配的HSDPA功率也很低的话,那么报告的CQI值将更低了。 2.4 自适应调试编码(AMC)技术 2.4.1 自适应调制编码技术概述
随着社会和经济的不断快速发展,移动用户数会进一步增大,移动多媒体业
务越来越多,且一个用户在不同情况下可能会有多个终端,另外许多物体也会增加通信功能,如多媒体运输工具、家用电器、自动售货车,甚至宠物的定位器等。因此,第三代移动通信系统的2Mbps传输速率将不能满足要求,这样,提高频谱利用率、发展更大比特传输速率的移动通信技术十分关键,自适应调制编码(AMC)技术就是这样一种技术。
在传统移动通信系统中,一般采用相对固定的调制和信道编码方式,并且系统设计往往按最坏的情况选择调制编码方案。但移动无线传输信道,当信道条件较好的时候,仍然按最坏的情况选择调制编码方案限制了系统的传输速率和容量。自适应调制编码(AMC)技术根据信道的情况确定当前信道的容量,根据容量确定合适的调制和信道编码方式等,从而最大限度地发送信息,实现较高的传输速率。
这时人们开始注意到采用自适应传输机制可以改善信道容量,而如何自适应地调整调制和编码机制,不同的调整方式对于系统性能又有怎样的影响,这些新问题又摆在了研究者们的面前。至此,通往AMC这种链路自适应技术研究的大门就已经打开了。
1994年,自适应Trellis码调制方案,由于其吞吐量和自适应优势,得到全世界的高度重视,并被无线通信标准采用。之后分别研究了在Rayleigh衰落信道、Rician衰落信道、频率选择性衰落信道下的自适应调制编码(AMC)技术,并分析了比特错误率、吞吐量、频谱效率、交织影响等性能。由于Turbo码调制的优越性能,研究了自适应Turbo调制编码方案。LDPC码既具有性能好的特点,又具有译码简单的特点,因此,最近开始探讨基于LDPC码的自适应调制编码(AMC)
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技术。
在最初的第三代移动通信系统设计时,最大传输速率仅仅为2Mbps,这远不能满足需要,为了进一步提高传输速率和容量,3GPP引入了自适应调制编码(AMC)技术,并与混合自动重传请求(HARQ)技术和快速小区选择(FCS)技术构成3G增强技术标准HSDPA(高速下行分组接入)。另外,在无线城域网(WMAN)标准IEEE 802.16(也称为WiMAX)标准中,也采用了自适应调制编码(AMC)技术。
2.4.2 自适应调制编码技术的原理
自适应调制编码(AMC)技术的基本原理是当信道状态发生变化时,发射端保持发射功率不变,而随信道状态自适应的改变调制和编码方式,从而在不同的信道状态下获得最大的吞吐量。在现代移动通信中,系统拥有多种物理层(PHY)传输模式可供选择,自适应调制编码实际上就是根据信道条件合理的选择PHY传输模式。采用PHY模式1(本例中BPSK调制,码率为1/2卷积码编码)时,在信道信高信噪比时系统吞吐量很高,但当信道处于较低信噪比时,无法进行正常通信。而采用自适应调制编码技术则很好地在通信的可靠稳定性与系统吞吐量之间取得折中,圆满地解决了二者的矛盾。 2.4.3 自适应调制编码技术的特点
在移动通信系统中采用自适应调制编码技术不仅能够对抗信道的时变性,而且可以克服平均路径损耗、慢衰落和快衰落的影响。自适应调制编码技术具有以下的特点:
(1)自适应调制编码技术随信道环境的变化而改变数据传输的速率,不能保证数据固定的速率和时延,因此不适用于需要固定数据率和延时的电路交换业务,如语音业务、可视电话业务,仅适用于对数据率和延时没有要求的分组交换业务,如WWW网页浏览和文件下载业务。
(2)自适应调制编码技术保持发射功率恒定,信道条件好的用户拥有较高数据传输率,而信道条件差的用户只能采用低数据率进行通信,这样不仅避免了功率控制技术中的“远近效应”,而且也克服了1个用户对其他用户的干扰发生变化问题,降低了网络的干扰余量,解决了快速功率控制技术中的“噪声提升”效应,提高了系统的容量。
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2.5 HSDPA系统的优势 ◆高用户吞吐率:单用户峰值速率最高可达为13.9Mbit/s
◆ 高系统容量:HSDPA系统平均容量(扇区吞吐率)是R99的2~3倍,峰值容量(扇区吞吐率)是R99的5倍多,更高的系统容量意味着更低的建网成本. ◆ 低时延:由于HSDPA采用了Node B与UE之间的快速物理层重传机制,并采用2ms短帧,所以业务时延与R99(120~140ms)相比降低50%左右(约为70ms)。低业务时延可以提升用户的业务感受,增加用户满意度。
第三章HSDPA的网络规划与传输技术
3.1 HSDPA的网络规划
从2006年开始,HSDPA商用网络数量增加的速度明显加快。我国发展3G,在WCDMA建网的第一阶段将引入HSDPA。
HSDPA网络规划原则选好覆盖区域。对数据业务使用频繁和可能经常使用高速数据业务的区域,应综合考虑WCDMA和HSDPA的站点布局,减少影响。引入HSDPA,对于已建WCDMA或已做好WCDMA网络规划的运营商不应有太大的影响,运营商应尽量避免因为引入HSDPA而改变基站的覆盖范围。在WCDMA和HSDPA共用载频的情况下,要合理分配两者之间的功率资源和码资源,以不降低WCDMA用户的业务质量为基础。
重视演进能力。引入HSDPA设备时,在技术成熟的条件下尽可能使用新版本,避免日后的频繁升级。目前HSDPA终端支持的速率较低,在HSDPA规划时就要考虑对高数据速率的支持,同时考虑设备的后续演进能力。
充分利用网络资源。需要考虑充分利用已有的资源,同时选择不同情况下业
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务的最佳承载方式。GSM与WCDMA/HSDPA、WLAN将在长时间内共存。WCDMA网络商用一段时间之后,GSM网络容量开始富余,GSM与WCDMA可以考虑采用负载平衡的方式,也可以采用差别的资费政策控制2G向3G迁移的速度。数据量需求较小的地区,除非特殊需要,引入HSDPA的必要性不大。数据业务需求大的地区逐步引入HSDPA专用载频。对于已经建设了WLAN热点的地区,可以考虑在后期WLAN和HSDPA配合提供数据业务。特别是要充分考虑业务数量、种类和分布的变化,为移动数据业务的发展提供有效支撑。 3.2 HSDPA室内覆盖的策略
目前,国际上商用的3G移动通信网络的数据业务需求80%来自室内;而在室外宏站连续覆盖的场景下,由于穿透损耗的原因,室内往往不能保证良好的覆盖。所以,良好的室内覆盖策略和规划,对于HSDPA系统组网是至关重要的。与室外覆盖相同,室内覆盖主要也是解决覆盖和容量的问题。室内覆盖可以分为单小区和多小区场景:
(1)对于数据业务需求量不大的小型办公楼,为了保证室内良好覆盖,可以使用单载波混合时隙的方式,通过室内分布系统覆盖各个楼层。同时为了降低与室外宏站之间的干扰,载波应该选用与室外不同的频点。
(2)对于大型写字楼、机场、车站和商场等大型室内场景,由于用户密集,话务量高,单小区很难完全吸收所有的话务量,需要更多的载波资源。此时,可以继续增加载波。当系统载波资源不够,不能完全使用异频载波时,和室外同频的载波可以接纳信噪比要求不太高的R4和低速业务。根据终端和基站射频规范,TD系统相邻载波间干扰抑制比ACIR达到32.6dB以上时,异频频点几乎不存在室外干扰,异频载波可以接入高速业务和HSDPA业务。
随着TD-SCDMA网络在我国的大规模商用,HSDPA技术的广泛使用正引起越来越多的关注,并且已经成为TD-SCDMA网络建设中的重要组成部分。HSDPA采用了高阶调制16QAM、HARQ和快速调度等算法,表现出了较高的频谱利用率和码字利用率。在组网时,HSDPA的规划应与R4的规划统一考虑,弥补HSDPA在基站覆盖、业务的QoS保障功能等方面的一些问题,打造高品质的TD-HSDPA无线网络。
3.4 HSDPA的组网策略建议
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一般会有两种组网方式,一种是HSDPA单独组网,另一种是与R4混合组网。
对于前一种而言,其好处是HSDPA和R4独立规划,不需要考虑其对R4容量的影响,网络规划简单;其缺点是HSDPA和R4需要不同的频点,对频率资源要求较高。终端很难同时支持并发的传统业务和HSDPA业务,如果有需要,终端要支持在两个频段上进行收发。这样对设备和终端要求高,要求独立频段,成本高。因此在本次网络建设过程中没采取这种方式。
另外一种是与R4的混合组网,HSDPA和R4共享频段,R4和HSDPA业务可以分配在同一频段的不同频点上,也可以在某一频点上,同时支持HSDPA业务和R4业务。如果HSDPA与R4共载频的话,就要充分考虑到HSDPA对R4带来的干扰。TD-SCDMA是TDD系统,上下行时隙又可以灵活调整,交叉时隙干扰是影响其服务质量与资源利用率的重要因素。因此相同时隙比例设置的小区要尽量成片,交界线要避免穿过业务密集区域,与街道交叉的角度尽可能大一些。对上下行时隙比例配置不一致的边缘小区需要采用消除交叉时隙干扰的措施,如闭锁时隙、DCA调整或其他优化算法。有效规避交叉时隙干扰有利于保证良好的服务质量,提升运营商的品牌形象。笔者建议混合载波组网采用独立时隙配置,为了避免下行对上行的交叉时隙干扰,在同一地区,要求所有的小区具有相同的时隙配置,方便支持HSDPA和R4的并发组合业务。现有R4网络软件升级,成本低,是目前主要实现的方案。
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