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TD时隙码道配置原则

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一、 码道配置原则

目前多数情况下,TD系统上下行时隙配置及HSDPA配置原则,是每个小区都在第二块载波配置HSDPA载波。如每小区有4或3块载波,则根据业务需求量大小在第2块和第3块载波上开启HSDPA功能,若小区共2块载波,则第2块载波开启HSDPA。每块载波开启3个HSDPA时隙。主载波、辅载波码道配置如图1、2、3所示。

1.主载波码道占用情况

图1 主载波码道占用情况

其中TS0时隙的第16/0和16/1一般固定由PCCPCH信道占用。16/2~16/5分配给SCCPCH信道使用,16/6和16/7分配给PICH信道使用,16/8分配给PFACH信道使用。可同时支持15个AMR12.2kbit/s的话音电话;剩余的DPCH码道可以用于支持R4的数据业务,可提供34×8=272kbit/s的带宽。 需要注意的是R4载波业务的承载能力计算。

一个SF=16的码道,采用QPSK调制方式,其空口峰值速率为:

单码道空口峰值速率=(数据符号chip数/SF×调制比特TPC&SS&TFCI占用比特数)×每秒子帧数=(704/16×2-8)bit/subframe×200subframe/s=15.2kbit/s

在R4阶段,一般采用1/2、1/3编码,再加上上层重传,SF16单码道承载能力在8kbit/s。

单时隙承载能力为128kbit/s。

2.R4载波的码道占用情况

图2 第一辅载波(R4载波)

由于TD系统的一副天线无法同时完成收发信息,同一扇区(使用同一副天线)内所有小区的上下行时隙应该是一致的。这样R4载波在上述配置情况下可以同时支持16个AMR12.2kbit/s的话音电话。剩余的下行TS3、4最大可以提供256kbit/s的带宽。

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3.H载波的码道占用情况

图3 第二辅载波(HSDPA载波)

在上行速率设置为64kbit/s的情况下,每个64kbit/s业务需占用8个SF=16的码道。为此上行业务支持3个用户;而下行由于每个H用户需占用两个SF=16的码道(在不开启帧分复用的情况下)的伴随信道(A-DPCH),所以下行支持6个用户。综合来看支持只能3个用户。如果上行设置为32kbit/s的话,则可以支持6个用户。

根据伴随信道的配置,一般一个载波能接入6个H用户。一个小区能接入几个就看小区的载波配置了。

H业务下载速度就看你配几个HS-PDSCH信道了,每个信道560kbps,提供给所有接入的用户共享。

如上述,一块载波能接入的用户数是由伴随信道(A-DPCH)的数量决定的。一般一个用户占用两个A-DPCH。

对于使用HSDPA的用户,建议上行不使用64kbit/s而采用32kbit/s,主要考虑是目前HSDPA数据卡如果使用64kbit/s业务类型,则整个HSDPA载波最多支持3个用户,而上行如果采用32kbit/s,则可以支持6个用户使用HSDPA业务。

TD系统是一个码资源受限的系统。3个载波的小区,最大支持7个视频电话、3个HSDPA用户(上行64kbit/s)和6个AMR12.2kbit/s的话音用户。而对于使用HSDPA业务的用户,在上行使用64kbit/s的情况下,最多支持3个上行64kbit/s下行HSDPA的用户,其中需要有一个或两个SF=16的上行码道,用于传上行控制信道的HS-SICH。

对于使用HSDPA业务,它支持32kbit/s、64kbit/s、128kbit/s和384kbit/s等各类业务承载。如果上行没有开启HSUPA的情况下,上行各类业务占用资源的情况和R4下的分组域情况类似,而下行则占用所设置的HS-PDSH码资源,具体占用情况取决于终端申请的速率。目前比较典型的业务是G3上网本使用的各类上网业务。

综合以上时隙码道规划,可看出目前在以3个载波的配置情况下,能提供31路AMR12.2kbit/s的话音用户。小区开启HSDPA的载波理论上可以提供1.68Mbit/s的带宽。

在这里,一个下行HSDPA时隙,SF=1,采用16QAM调制方式,一个子帧的长度为5ms,其空口峰值速率为:

单时隙空口峰值速率=(数据符号chip数/SF×调制比特TPC&SS&TFCI占用比特数)×每秒子帧数=(704/1×4-0)bit/subframe×200subframe/s=563.2kbit/s 三个时隙理论峰值速率为:

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563.2kbit/s×3=1689.6kbit/s=1.68Mbit/s

实际的空口承载能力(即小区容量)和UE所处位置的无线环境、小区中UE个数、小区半径等有较大关系,变化较大。根据外场测试,在单H载波3个HSDPA业务时隙情况下,12个UE并发,系统吞吐量在1.1~1.3Mbit/s,平均每个HSDPA时隙速率在360~430kbit/s。

4.H载波码道使用实例

HS-PDSCH是业务信道,就是平时说的资源池,一般在2:4的配置下是配置在TS3 TS4 TS5的,但是在RNC里配置的时候是可以进行选择的,你可以选择将他们配在哪个时隙,也可以选择配置的某个时隙的某几个码道上。

HS-SCCH下行的伴随码道,一般是配2个,每个占用2个码道,即在TS6上占用4个码道,一般是在16/1 16/2 16/3 。

HS-SICH是上行的伴随信道,跟HS-SCCH一样是配对使用的,也是2个,每个占用一个码道,一般配置在16/16 16/14上。

目前TD商用网络普遍采用上下行3:3的对称时隙,配置单个HSDPA频点,2个HS-DSCH时隙(可提供1.12Mbps的下载速率),在这种情况下,如果不打开下行A-DPCH的复用功能,HSDPA容量为6个(2条SICH/SCCH)或7个(1条SICH/SCCH),如果打开下行A-DPCH复用功能并且设置复用系数为2,那么HSDPA容量为12个(2条SICH/SCCH)或14个(1条SICH/SCCH)。

如果配置N个HSDPA频点,则相应的容量增大N倍。

如果配置1条SICH/SCCH,将拉长HSDPA用户SICH/SCCH的功控时间间隔,在某些恶劣的场景将可能导致功控的性能下降,影响到对这个HSDPA用户的调度。如果打开下行A-DPCH两倍复用,有些终端可能不支持或支持力度差。

由上图可知,HS-DSCH信道占用了2个下行时隙TS4/TS5,SF=1,可以提供1Mbps的下载速率。剩余的1个下行时隙TS6配置了2条SCCH,占用了4个SF=16的码道,与TS1上的2条SICH相互对应。在这样的配置下,下行只有TS6上空闲了12个SF=16的码道。而上行除了2条SICH占用的4个SF=16的码道外,还有PRACH占用的1个SF=8的码道,所以还剩余21个SF=8的码道。

在这样的配置下,如果要接入HSDPA用户,必须要有空闲码道资源给上下行A-DPCH使用。

对于上行A-DPCH,其占用的码道资源是与其上行分配的速率相关的,一般而言,上行16Kbps的速率需要分配1个SF=8的码道,上行32Kbps的速率需要分配1个SF=4的码道,相当于2个SF=8的码道,上行64Kbps的速率需要分配1个SF=2的码道,相当于4个SF=8的码道),以此类推。由此可知,如果所有HSDPA用户上行都采用16Kbps的速率,那么在上行信道资源上,最多可以接纳21个用户,如果上行最大速率可配为32Kbps,则上行信道资源可以接纳“10个上行32Kbps的用户和1个上行16Kbps的用户”,即11个用户,如果上行最大速率可配为64Kbps,则上行信道资源可以接纳“4个上行64Kbps的用户、2个上行32Kbps的用户和1个上行16K的用户”,即7个用户。

对于下行A-DPCH,其占用的码道资源是固定的2个SF=16的码道,所以下行最多只能接入6个HSDPA用户。

由于系统RBC开关是打开的,上行速率可以动态调整,所以,在这种传统的

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默认配置下,下行信道资源受限导致1个HSDPA频点最多容纳6个HSDPA用户。如果我们将2条SICH/SCCH减为1条,那么上下行可以多出1个SF=8的码道资源,可以再增加1个HSDPA用户,使得容量达到7个。

如果配置一个小区不止配置1个HSDPA频点,而是N个HSDPA频点,那么小区HSDPA的容量可以增大N倍。

由于传统默认配置下,下行信道资源受限使得HSDPA容量只能达到6个或7个,为了解决这个问题,突破容量的瓶颈,我司的系统设计并开发了下行A-DPCH复用的功能,即可以使得不同的HSDPA用户共用相同的下行A-DPCH,从而解决下行信道资源受限的瓶颈。

下行A-DPCH的复用系数可以为2和4。

如果下行A-DPCH的复用系数为2,那么下行信道资源接纳的HSDPA用户数可以翻倍,即容量变为传统配置下的2倍,HSDPA用户数可以达到12个或者14个——这个已经在08年4~6月份中移设计院厦门外场HSDPA测试中已经得到了验证。

如果下行A-DPCH的复用系数为4,容量则变为4倍,HSDPA用户数可以达到24个或28个,但由于上行A-DPCH复用功能还未开通,受到上行容量的限制——参考表1和表2,HSDPA用户数最多为22个。

二、时隙优化配置的建议 1. 对于TD容量规划的要求

(1)目前在“近期重点发展移动宽带业务和基于双模终端的话音业务”的市场定位下,TD全网将采用2:4(上行:下行)时隙配置,以便充分发挥TD网络在非对称时隙配置下增强下行承载业务能力的优势。 (2)数据业务热点区域配置原则:

每小区配置3载频时开启2个载频的HSDPA功能,相应配置6个HS-PDSCH时隙。

当小区载频配置4个时,开启3个载频的HSDPA功能,相应配置9个HS-PDSCH时隙。

2.TD信道规划情况

实际规划时,由于网络建设初期,仍以语音业务与视频电话为主,可以暂时不按以上原则进行实施,全网小区统一设置为只开通1个HSDPA载频,配置3个HS-PDSCH时隙。

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3.目前时隙码道配置存在的问题及解决建议

(1)CS业务资源不足

从以上的分析可以看出,目前的时隙码道配置原则下,3个载波最大可以支持31路AMR12.2kbit/s的话音用户。当用户发起视频电话VP业务后,将在上行占用8个SF=16的码道,这样当VP业务多起来的时候,会发现将会占用大量的码道,支持话音用户的数量将锐减。按照上面的码信道配置,最多支持7个VP业务。另外对于用户上R4的PS业务,码资源也得不到保证。

(2)PS业务资源严重不足

根据理论和在现网实际测试情况来看,各类业务对码资源的占用情况如表一。(注:一个BRU指的是单个SF=16的资源。)

按上面的信道码资源配置情况,结合现网试验,对于3个载波的小区,最多支持2个用户使用384kbit/s的下行R4数据业务(需占用6个下行时隙)。 而对于使用HSDPA业务的用户,在上行使用64kbit/s的情况下,最多支持3个上行64kbit/s下行HSDPA的用户,其中需要有一个或两个SF=16的上行码道,用于传上行控制信道的HS-SICH。

(3)结论

TD系统是一个码资源受限的系统。3个载波的小区,最大支持7个视频电话、3个HSDPA用户(上行64kbit/s)和6个AMR12.2kbit/s的话音用户。 现网的情况也是如此,当已经有三个HSDPA的用户在线时,第四个HSDPA用户就无法接入,主要是上行码资源受限的原因。

4.信道码资源优化建议

(1)主载波或第一辅载波的TS3/TS4两个时隙可以考虑用作MBMS通道,如图4所示。

图4 TS3/4时隙可用作MBMS通道

(2)对于使用HSDPA的用户,建议上行不使用64kbit/s而采用32kbit/s,主要考虑是目前HSDPA数据卡如果使用64kbit/s业务类型,则整个HSDPA载波

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TD时隙码道配置原则

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