hsdpa/hsupa相关原理介绍hs-pdsch的物理层特性：sf=16或sf=1,具体配置将由rnc配置给nodeb。...

HSDPA/HSUPA相关原理介绍

黄河 中兴通讯股份有限公司

Huang.he4@zte.com.cn

2009年7月

目录

HSDPA介绍

HSUPA介绍

HSPA无线资源管理

HSDPA介绍

HSDPA概述

HSDPA物理层原理

HSDPA用户面介绍

HSDPA控制面信令

HSDPA特性介绍

HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)作为3G的增强性技术，于2001年开始在3GPP立项研究，经过了两年的工作，3GPP于2003年完成全部相关Work Item后将HSDPA合入3GPP REL5。在经过2年的稳定后，CCSA与2005年启动了基于3GPP REL5的2版行标制定工作，并在其中包含了HSDPA特性。

HSDPA特性引入了高阶调制、HARQ、AMC等一系列新技术，在这些新技术的共同作用下，HSDPA在保持现有物理层带宽不变的情况下显著提高了用户的传输速率和小区的吞吐率。

关键技术--HARQ

HARQ（Hybrid Automatic Repeat Request）混合自动重传: HARQ会根据信道质量动态的选择重传策略来实现尽可能大的传输速度。HARQ有三种重传模式可以选择：

① 传统的ARQ：也就是在收到错误的包后直接丢弃，并要求对端重传一个一样的包，包中的前向纠错码（冗余信息）和上一个包是一样的。数据包在接收端不会进行任何合并。

② 增加冗余（IR）的ARQ机制：在此类ARQ中，收到的错误的数据包不会被丢弃，而是与重传的冗余信息一起合并后再进行解码。重传数据与前一次不同，不再包含有效数据而全部都是冗余信息。新的冗余信息与前一次的冗余信息和再一起形成纠错能力更强的前向纠错码。在实际使用中，不同的冗余信息版本可以由不同的打孔方式产生。

③ 部分冗余ARQ:在IR ARQ的基础上加上了有效数据。重传时数据包中的有效数据是相同的，但是冗余信息并不相同。第三中ARQ的特点是每个重传的数据包都是可以自解码的。如果重传包不能自解码，则会将其与以前的数据包合并（冗余信息合并）进行解码。

关键技术--HARQ

确认数据包A

确认数据包A

错误数据包A

数据包A

数据包A

错误数据包A

数据包A

数据包A冗余信息

数据包A冗余信息

传统方式（重传控制机制位于RNC，R4阶段）

HARQ方式II、Ⅲ（重传控制机制位于Node B，HSDPA阶段）

数据包A

丢弃 保留

完全重传 仅重传冗余信息

软合并

要求重传

要求重传

数据包B数据包B

发送 发送接收 接收

效率低时延长

效率高时延短

关键技术--HARQ

当NodeB发数据块给UE，UE对接收到的数据进行CRC校验，如果该数据块没有被正确接收，那么UE将向NodeB发出重发请求（NACK），UE在缓存中保存已经接收到的数据。当NodeB再次将数据块发向UE，UE将本次接收到的数据与上次接收到的数据进行合并，然后再译码。这种重传合并方式大大提高了重传后数据被正确接收的概率，从而减少了数据传输时延，提高了小区吞吐量。

HARQ实体位于NodeB内，一个UE对应一个HARQ实体，一个HARQ实体可处理一个用户的多个HARQ进程，在一个TTI的一个HS-DSCH上，只有一个HARQ进程工作。每个HARQ进程一次处理一个数据包的发送和重传等。

关键技术--AMC

AMC（ Adaptive Modulation and Coding）自适应调制编码。它是指

根据无线信道变化选择合适的调制和编码方式，网络侧根据用户瞬时信道质量状况和目前资源选择最合适的下行链路调制方式，使用户达到尽量高的数据吞吐率。例如：

当用户处于有利的通信地点时(如靠近NodeB或存在视距链路)，用户数据发送可以采用高阶调制和高速率的信道编码方式（如16QAM）从而得到高的峰值速率；而当用户处于不利的通信地点时(如位于小区边缘或者信道深衰落)，网络侧则选取低阶调制方式和低速率的信道编码方案（如QPSK），来保证通信质量。

在实际使用中，UE根据对HS-DSCH的测量产生CQI来要求发送端调

节调制方式，具体过程会在后面提到。

关键技术—多载波捆绑

多载波捆绑：在N频点阶段，一个小区内虽然有多个频点，但UE仍只能同时使用其中一个载频，N频点的引入只解决了小区的容量问题而对UE的峰值速率提高并没有贡献。为了进一步提高UE的峰值速率，HSDPA中引入了多载波捆绑技术，多载波捆绑技术可以让UE同时使用多个载波的资源，从而成倍的提高UE的峰值速率。

N频点业务 多载波HSDPA业务

关键技术—其他

高阶调制：HSDPA中引入了16QAM高阶调制，可以提供

更高的调制效率。

快速调度：HSDPA中NodeB每5ms调度一次，快速调度可

以使无线资源在多用户间实现共享。

快速调度技术

16QAM

HSDPA介绍

HSDPA概述

HSDPA物理层原理

HSDPA用户面介绍

HSDPA控制面信令

HSDPA 物理层改动介绍

HSDPA的引入对物理层做了较大的改动, 3个新的物理信道和1个新的传输信道随着HSDPA功能而引入，分别是：

HS-PDSCH：高速下行共享物理信道

HS-SCCH：高速共享控制信道

HS-SICH：高速共享信息信道

HS-DSCH：高速共享信道

本部分将对上述新引入的物理信道进行介绍，同时介绍HSDPA中的

功控、同步等机制。

物理层介绍—网络侧物理层架构

Coded CompositeTransport Channel

( CCTrCH)

Physical ChannelData Streams

MUX

DCH

Decoding and demultiplexing

Cell 1 Phy CH Phy CH

DCH

Decoding

Coded CompositeTransport Channel

(CCTrCH)

Physical ChannelData Streams

MUX

Phy CH Phy CH

.....

..... .....

Phy CH

TPC TFCI SS

TFRI HARQ info

Cell 1

HS-DSCH(s) with DL DPCH

HS-DSCH(Carrier 1)

Phy CH

TFRI HARQ infoTPC, SS

.....

Decoding

Coded CompositeTransport Channel

(CCTrCH)

Physical Channel Data Streams

MUX

Phy CH Phy CH

.....

Phy CH

TFRI HARQ info

Cell 1

HS-DSCH(Carrier N)

Phy CH

TFRI HARQ infoTPC, SS

.....

物理层介绍—UE侧物理层架构

Coded CompositeTransport Channel

( CCTrCH)

Physical Channel Data Streams

Demultiplexing/Splitting

DCH

Coding and multiplexing

Phy CH Phy CH

DCH

.....

.....

Phy CH

FDD TPC & TFCI

TDD TPC & TFCI

DCH model with HS-DSCH support

Phy CH

ACK/NACKCQI TPC (TDD)

Phy CH

ACK/NACKCQI TPC (TDD)

Carrier 1 assosicated

.....

Carrier N assosicated

HSDPA 物理层改动介绍--HSPDSCH

HS-PDSCH ： High Speed Physical Downlink Shared Channel，高速下行共享物理信道。用于承载HS-DSCH,传输下行数据的物理信道。一个小区内会存在多条，用户共享这些物理信道。HS-PDSCH的物理层特性：SF=16或SF=1,具体配置将由RNC配置给NodeB。功控：HS-PDSCH的发射总功率由RNC进行配置,HS-PDSCH实时发射功率由NodeB自行控制。波束赋形：HS-PDSCH的波束赋形可以借助伴随DPCH来完成。

HS-DSCH: High Speed Downlink Shared Channel,高速下行共享信道.

HSDPA 物理层改动介绍—HS-SCCH

HS-SCCH：High Speed Shared Control Channel ， 高速共享控制信道。这是一条下行的物理信道，它用于NodeB向UE传递HS-PDSCH的基本调度信息。HS-SCCH固定采用SF16，使用两个码，编码方式采用1/3卷积编码。

HS-SCCH的监听：一个UE在一个载频同时可以最多监听4条备选HS-SCCH。如果在HS-SCCH上收到了与本UE相关的HS-PDSCH的信息，UE随即会在相应的HS-PDSCH读取数据信息。当UE在一条HS-SCCH上接收到属于自己的调度信息后，在后续的连续传输中UE将只监听此HS-SCCH，当连续调度中断后UE将重新监听配置的所有HS-SCCH。

HS-SCCH的功控：RNC将为HS-SCCH配置一个最大发射功率，而HS-SCCH的初始发射功率将由Node B自己决定 。HS-SCCH可以进行闭环

功控，NodeB会参考HS-SICH中的TCP标志来进行功率调整。

HSDPA 物理层改动介绍—HS-SCCH

UE标识和CRC16UE ID&CRC

HARQ信息10HARQ Info

传输块的大小6Transport Block Size

标识调制方式是QPSK（0）还是16QAM（1）1Modulation

标识该时隙是否有信息1TS6

标识该时隙是否有信息1TS5

标识该时隙是否有信息1TS4

标识该时隙是否有信息1TS3

标识该时隙是否有信息1TS2

用来标识该用户的最后一个码道的信息4Stop Code

用来标识该用户的第一个码道的信息4Start Code

含义长度(bit)名称

HSDPA 物理层改动介绍—HS-SCCH

由HS-SCCH携带的内容我们可以看出HS-SCCH授权时有如下特点：

HS-PDSCH在一个时隙内使用的是连续的一段码资源，其起始位置分别由Start Code 和Stop Code给出，当start/stop取值为1111/0000

时，表示采用SF1 。

HS-PDSCH如果同时使用多个时隙，那么多个时隙中使用的码必须是相同的，且HS-PDSCH无法配置在时隙0。

调制方式可以是QPSK和16QAM，由NodeB在调度时动态决定。

每次的传输块大小可变，由NodeB在调度时动态决定。

HS-SCCH的CRC附加在UE ID的16bit中。

HSDPA 物理层改动介绍—HS-SCCH

HS-SCCH与HS-PDSCH间的时序关系如上图所示，HS-SCCH总是指示下一个子帧中HS-PDSCH的相关信息。

HS-SCCH1st

HS-PDSCH

Sub-Frame #n Sub-Frame #n+1

HSDPA 物理层改动介绍—HS-SICH

HS-SICH ： High Speed Shared Information Channel，高速共享信息信道。这是一条上行物理信道，它用于传输数据的ACK/NACK，以及推荐的调制方式以及传输块大小等反馈信息。

HS-SICH的物理层特性：SF=16,使用一个码。

是否正确收到数据包1ACK/NACK

推荐的调制模式1Recommended Modulation Format

推荐的传输块大小6Recommended Transport Block Size

含义长度(bit)名称

HSDPA 物理层改动介绍—HS-SICH

HS-SICH的功控：

① 开环功控：计算初始发射功率:

PHS-SICH = PRXHS-SICH + LPCCPCH

PrxHS-SICH：HS-SICH的期望接收功率，由RNC配置给UE。

LPCCPCH：测量PCCPCH得到的路损。

① 闭环功控：UE侧响应Node B下发HS-SCCH中功控命令字TPC。由于HS-SCCH不一定是连续的。所以在第一个HS-SICH或在两个HS-SCCH间存在一段时间的空闲时（空闲时间由网络侧配置），此时HS-SICH的发射功率仍然使用开环功控计算初始发射功率。

上行同步：上行HS-SICH的同步控制实际上也就是UE侧响应Node B下发HS-SCCH中同步控制命令字SS 。 由于HS-SCCH的不连续性，要求NodeB合理处理SS，在不连续的时候可以参考伴随DCH，或者不调整。

HSDPA 物理层改动介绍—HS-SICH

HS-SICH与HS-PDSCH的时序关系：UE在读取HS-PDSCH数据后，根据协议的规定UE必须在收到HS-PDSCH的下下个子帧中的HS-SICH中将ACK/NACK、CQI等信息返回给NODEB。

lastHS-PDSCH HS-SICH

Sub-Frame #n Sub-Frame #n+1 Sub-Frame #n+2

.....

nHS-SICH

HSDPA引入的传输信道

HS-DSCH：High Speed Downlink Shared Channel，高速下行共享传输信道。它作为专门为HSDPA新增的一条传输信道，其上层可以对应DCCH和DTCH等逻辑信道，下层映射到HS-PDSCH。它在协议栈层次上位于MAC-hs之下，也就是说它仅存在与NodeB和UE之间。由于是共享信道所以它的特点和DCH不太一样，下面通过一张表来说明一下HS-DSCH的特殊性。

24（固定）16（可配置）CRC大小

TurBo（固定）TurBo（可配置）信道编码

1（固定）最大为6（可配置）TbNum

可以随时调整336 （可配置）TbSize

5ms(固定)20ms（可配置）TTI

HS-DSCHDCH（PS64K）

HSDPA引入的传输信道

由上表可以看出，HS-DSCH的很多传输信道属性都是在协议中规定死的。如：

TTI：5ms

信道编码采用：Turbo码，编码率为1/3

CRC 部分大小：24bit

TB Number：1

HS-DSCH中传输的是MAC-d PDU.一个HS-DSCH的传输块可以由多个优先级相同（大小可以不同）的MAC-d PDU组成。

HSDPA介绍

HSDPA概述

HSDPA物理层原理

HSDPA用户面介绍

HSDPA控制面信令

HSDPA用户面介绍

MAC改动介绍

FP改动介绍

HSDPA用户面—UE侧MAC层架构C a rr ie r 1

T o M A C -d

M A C -h s

M A C C o n tro l

H A R Q C a rr ie r 1

R e o rd in g q u e u e d is t r ib u t io n

D is a s s e m b ly D is a s s e m b ly

R e o rd in g R e o rd in g

H A R Q C a rr ie r n

H S -D S C H H S -D S C H A s s o c ia te d d o w n lin k s ig n a ll in g

A s s o c ia te d d o w n lin k s ig n a ll in g

A s s o c ia te d u p l in k

s ig n a l l in g

A s s o c ia te d u p l in k

s ig n a l l in g

C a rr ie r 1 C a rr ie r n

UE侧的MAC-HS主要有两个功能HARQ以及Recoding。HARQ:功能主要是向网络侧返回ACK或是NACK，以及推荐的调制方式等信息。Recoding是指UE侧根据收到的数据包的TSN将数据排序后向高层发送，对于不同的优先级队列均有一个不同的重排序的实体来进行管理

HSDPA用户面—UTRAN侧MAC层架构

MAC-hs

MAC – Control

HS-DSCH

TFRC selection

Priority Queue distribution

Associated Downlink Signalling

Associated Uplink Signalling

MAC-d flows

HARQ entity(Carrier 1)

Priority Queue distribution

Priority Queue

Priority Queue

Priority Queue

Priority Queue

Scheduling/Priority handling

HARQ entity (Carrier n)

Associated Uplink Signalling

HS-DSCH Associated Downlink Signalling

TFRC selection

HSDPA用户面—UTRAN侧MAC-Hs功能

UTRAN侧MAC-HS具有四个功能：

流控：由于是多个用户共享底层的物理信道为了防止MACD无限制的将数据包发送到NODEB从而造成拥塞。所以必须在MAC-HS实现流控，MAC-HS的流控和Macd的流控结合在一起就可以完成IUB口的流控功能。对于每个具有单独优先级的MAC-d数据流，流控是独立的。IUB的流控主要通过HS-DSCH FP 的一系列过程来完成。

调度/优先级处理：协调数据流和HARQ之间的资源，根据信道和ACK/NACK反馈情况决定新发送还是重传，设置优先级和序列、数据块的编号等。

HARQ:处理HARQ过程。

TFRI selection:这个功能模块主要是为HS-DSCH选择合适的传输格式，并填写HS-SCCH的信息。

HSDPA用户面—Macd-flow

MAC-d flow：MAC-d子流，HSDPA引入的新概念。由于HS-DSCH终结于NODEB的，那么在RNC和NODEB之间就不再存在传输信道，因此RNC和NODEB之间的用户面就产生了MAC-d 子流这样一个概念。在IUB用户面，每个MAC-d子流对应一个FP。

优先级队列：每个MAC-d子流可以有不同的优先级队列。每个优先级队列具有不同的优先级，NodeB在调度时根据UE间的优先级。

MAC-d PDU： MAC-d从RLC获取到数据包后加上CT头即为MAC-d的PDU。MAC-d PDU即对应MAC-hs的SDU。对于不同的优先级队列，它的MAC-d PDU的优先级也不相同。在协议中规定在一个MAC-hs中所包含的MAC-d PDU必须是相同的优先级并且来自相同的MAC-d 子流。

HSDPA用户面介绍

MAC改动介绍

FP改动介绍

HSDPA用户面—FP协议改动

HSDPA的IUB口用户面使用新加入的HS-DSCH FP来承载。不过与DCH等不同的是，HS-DSCH FP上承载的并非是传输信道，而是MAC-d flow。HSDPA的传输信道是位于MAC-hs以下的。而MAC-d flow可以看作逻辑信道的延伸。对于优先级相同且MAC-d flow length 相同的RB子流，可以共用一条MAC-d flow。

RLC

Logical Channels

C/T Mux

UE x UE yRB w RB zRB v RB m RB n

MAC -d

FP

Iub interface

FPMAC -hs

Transport bearer

MAC -hs functionality

Transport Channels

RNC

Node B

HSDPA用户面—FP协议改动

当RNC收到NodeB传来的HS-DSCH CAPACITY ALLOCATION Control Frame 或者在以前的NBAP信令过程中NodeB已经配置了HS-DSCH initial capacity allocation， 则RNC可以通过数据帧将一个或多个MAC-d PDU 发给NodeB。需要注意的是，只有长度和优先级都相等的MAC-d PDU才可以同时在一个数据帧中传输。

CRNCNode B

HS-DSCH DATA FRAME

HSDPA用户面—FP协议改动

RNC通过该过程向NodeB申请资源。RNC会在该消息中指明对应相应的优先级，用户在缓存中有多少等待传输的数据。RNC可以在一段时间内没有收到CAPACITY ALLOCATION的情况下发起该过程。

帧结构中主要包括两步分：优先级和对应该优先级，用户有多少数据要传。

Node B CRNC

CAPACITY REQUEST

1

User Buffer Size

User Buffer Size ( cont)

CmCH -PI Spare bits 7-4

Spare Extension

Payload

1

0-32

1

Number of Octets

7 0

HSDPA用户面—FP协议改动

该过程由NodeB发起，可以作为HS-DSCH CAPACITY REQUEST的相应，也可以在任何时候发起。NodeB通过该过程来告知RNC该MAC-d flow可以使用的资源。该功能其实可以看作IUB口的流控，NodeB通过该过程来控制IUB口的流量。对于DCH，是RNC来决定是否发（有数据就发），而对于HS-DSCH，则是由NodeB来决定发不发，和发多少。

Node B CRNC

CAPACITY ALLOCATION

HSDPA用户面—FP协议改动

Maximum MAC-d PDU Length：指出了可以传输的最大MAC-d PDU长度。

HS-DSCH Credits：指出了RNC 在一个HS-DSCH Interval中可以传输的MAC-d PDU的个数。

HS-DSCH Interval：指出了传输间隔。在一个间隔内，RNC 可以传的MAC-d PDU数目由上面的HS-DSCH Credits给出。第一个间隔在收到该消息后立刻开始。后一个间隔紧接着前面一个开始。这个值支队HS-DSCH传输信道有效。

HS-DSCH Repetition Period：指示RNC可以传多少个HS-DSCH Interval，可以理解为该消息的有效时间。它的值的单位是HS-DSCH Interval。

HS-DSCH Interval

HS-DSCH Credits (cont)

Maximum MAC-d PDU Length

Maximum MAC-d PDULength (cont)

HS-DSCH Credits

HS-DSCH Repetition Period

CmCH-PISpare bits 7-4

07

Spare Extension

HSDPA分析

HSDPA特性介绍

HSDPA物理层改动介绍

HSDPA信令改动介绍

HSDPA典型流程介绍

HSDPA信令改动介绍

IUB接口信令改动介绍

UU接口信令改动介绍

物理共享信道重配置

小区级的过程，用于在NodeB内分配HS-DSCH相关资源。可以理解为在小区内建立HS-PDSCH 相关资源的资源池。以后当有用户使用HSDPA时，NodeB会从资源池中选择相应的资源配给UE。

该过程中可以配置HS-PDSCH的功率、时隙、码资源等具体信息以及与之对应的HS-SCCH和HS-SICH的相关信息。

对于多载频的情况，可以选择一次建立一个载频的HSDPA资源或者一次建立多个载频的HSDPA资源。

CRNC Node BPHYSICAL SHARED CHANNELRECONFIGURATION REQUEST

PHYSICAL SHARED CHANNELRECONFIGURATION RESPONSE

物理共享信道重配置

HS-PDSCH 相关信息：HS-PDSCH所用频率信息、该频率内的时隙、Midamble 码信息、信道码、HS-PDSCH and HS-SCCH Total Power （相应时隙内最大功率）等信息。

HS-SCCH相关信息：HS-SCCH ID 、频率信息、时隙、 Midamble 码、信道码（两个）、HS-SCCH最大发射功率、以及对应的HS-SICH信息（每个HS-SCCH与一个HS-SICH对应）。

HS-SICH相关信息： HS-SICH ID 、时隙、 Midamble 码、信道码

同时，可以修改或删除已经配置的HS-SCCH。

如果发生失败，则可以在失败消息中分载频的指明失败原因。也就是说对于一次建立多个载频HSDPA资源的情况，可以允许部分建立成功，部分建立失败。

无线链路建立请求

无线链路建立消息中也加入了HSDPA相关部分，主要有 HS-DSCH信息、HS-DSCH-RNTI、HS-PDSCH RL ID。

HS-DSCH信息主要可以分为四部分。

① MAC-d Flows 信息：一个UE可以有多个MAC-d Flow(一个RB对应一个)。对于每个MAC-d Flow将给出MAC-d Flow ID以及相应的传输层地址信息。同时也将给出Priority Queue信息、MAC-d PDU大小信息以及该MAC-d Flow对应的RLC的模式信息。

Priority Queue信息包括：Priority Queue ID、Associated HS-DSCH MAC-d Flow（与该优先级队列绑定的MAC-d Flow ）、Scheduling Priority Indicator（0－15，0＝最低、15＝最高）、T1、Discard Timer（NodeB在依据它丢弃过时的MAC-d PDU）、MAC-hs Window Size、MAC-hs Guaranteed Bit Rate（NodeB只是在调度资源时会考虑该值，并不是一定要满足）。多个Priority Queue可以绑定在同一个MAC-d Flow上，但是每次在MAC-d Flow上传送的数据必须是属于相同优先级队列的。

无线链路建立请求

② UE能力信息：出要由HS-DSCH Physical Layer Category和NumberofSupportedCarriers组成。其中Physical Layer Category 指的是UE的无线接入能力。NumberofSupportedCarriers指的是UE在多载频时，同时对多个载频的支持情况（是否能够同时在多个载频上收发信息，目前都只支持One-one carrier）。

③ MAC-hs Reordering Buffer Size for RLC-UM：将UE的RLC UM缓存信息告知NodeB，NodeB调度的时候将考虑UE的缓存能力。对于RLC AM模式，由于AM模式自身就有流控功能，有发送窗口来保证不会出现缓存溢出。

④ TDD ACK NACK Power Offset：HS-SICH的ACK和NACK的功率偏差。对于ACK和NACK可以以不同的功率发射。因为在接收失败的时候，可能链路信号比较差，此时可能要加大发射功率来发射NACK。

另外HS-DSCH-RNTI是使用HSDPA用户的表示，在小区内唯一。而HS-PDSCH RL ID表示了HSDPA资源与RL的绑定关系，可以在RL同步重配置时修改该映射关系完成HSDPA资源的切换而不用重建MAC-d Flow的资源。

无线链路建立相应

无线建立相应消息中也加入了相应部分

① 由于UE使用的HS-SCCH和HS-SICH是由NodeB在UE所在小区的资源池内选取的。所以，NodeB将在无线链路响应消息中给出HS-SCCH和HS-SICH的信息（频率、时隙、码道、Midamble码等）。

② 由于HARQ实体也是在NodeB侧建立的，所以在响应消息中还要携带HARQ内存的分配方式。有平均分和显式指出两种。该信息属于传输信道级别的信息，将会带给UE。这就使得在切换时可能会出现传输信道重配置过程。

③ 对于MAC-d Flow，也要在响应消息中给出其传输层承载信息（Binding ID、和Transport Layer Address）。以及初始能力分配HS-DSCH Initial Capacity Allocation，用于指出FP发送第一个包的能力，该能力只对发送的第一个数据包有用。

无线链路同步重配置

RL重配置新增加功能可分为以下4种① HS-DSCH Setup:只要在重配置准备消息中携带了IE HS-DSCH

Information，则NodeB就会进行HS-DSCH SETUP相关操作。具体步骤与RL SETUP时相同

② Intra-Node B Serving HS-DSCH Radio Link Change:该过程可以看作是为同一NodeB内的切换准备的。如果RADIO LINK RECONFIGURATION PREPARE消息中携带了HS-PDSCH RL ID IE，该IE制定了新的RL 的ID. NodeB会将原先RL上的HS-PDSCH相关资源释放并为新的RL分配相关资源，并将HARQ Memory Partitioning 和 HS-SCCH相关信息在相应消息中带给RNC。

③ HS-DSCH Modification:如果在重配置消息中含有HS-DSCH Information To Modify IE，则NodeB会进行HS-DSCH修改操作。在HS-DSCH Information To Modify中给出的IE均可被修改。

无线链路同步重配置

④ HS-DSCH MAC-d Flow Addition/Deletion:如果在重配置准备消息中包含了HS-DSCH MAC-d Flows To Add或者HS-DSCH MAC-d Flows To Delete IEs, 则NodeB会根据该消息添加或删除MAC-d flow。如果一个MAC-d flow被删除，则与其关联的优先级队列也会被删除。

如果一个NodeB中的与该NodeB通信上下文相关的所有MAC-d flow都被删除了，则NodeB会删除HS-DSCH配置和与其相关的HS-PDSCH资源。对于新建的MAC-d flow，NodeB可以携带HS-DSCH Initial Capacity Allocation（optional），MAC-hsGuaranteed Bit Rate（optional），Discard Timer IE（optional），HARQ Memory Partitioning等信息在ready消息中给RNC。

无线链路同步重配置

在重配置中，有两个问题需要注意一下：

① 在重配置准备消息中，如果存在HS-DSCH Information IE且该NodeB中配置了一调HS-DSCH，则NodeB会回失败。也就是说在一个NodeB中一个NodeB通信上下文只能对应一条HS-DSCH.由于目前我们对一个UE在同一个NodeB中切换时，会新分配一个CRNC上下文，而NodeB侧也会新分配一个NodeB上下文，所以此处对我们实现没有大的影响。否则会使得切换流程复杂化。

② 在重配置准备消息中，HS-DSCH Information IE和HS-DSCH Information To Modify IE, HS-DSCH MAC-ds Flows To Add IE ，HS-DSCH MAC-d Flows To Delete IE等不能同时存在。也就是说建立和修改不能同时进行。

无线链路参数更新

当NodeB察觉到HS-DSCH相关的RL 参数需要更新的时候就会发起该过程。目前主要更新的就是HS-SCCH。

RNC收到该过程后将判决是否发起无线链路重配置过程来给NodeB更新HS-SCCH的机会。决定权还是在RNC手里的。

当有一个已经准备好的重配置存在时，NodeB不会触发该过程。

CRNC Node B

RADIO LINK PARAMETER UPDATE INDICATION

HSDPA信令改动介绍

IUB接口信令改动介绍

UU接口信令改动介绍

RRC改动分析

RRC的相关消息中增加支持HSDPA的信息，影响到的消息包括：

• CELL UPDATE CONFIRM

• RADIO BEARER SETUP

• RADIO BEARER RECONFIGURATION

• RADIO BEARER RELEASE

• PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION

• TRANSPORT CHANNEL RECONFIGURATION

另外，UE无线接入性能方面，需要加以补充，增加关于UE能支持HS-DSCH的指示。在IE “UE radio access capability ”中的“Physical channel capability ”中，增加支持HS-DSCH能力的指示。增加该指示所影响到的消息包括

• UE CAPABILITY INFORMATION，

• RRC CONNECTION SETUP COMPLETE

RRC改动分析

对于RB 建立、重配、释放、物理信道重配置、传输信道重配置、小区更新证实等消息，加入IE比较类似，主要是：

H-RNTI：UE使用HSDPA时的标识、小区内有效。

HS-PDSCH信息：载频、HARQ信息（内存分配模式，由NodeB给出）、Midamble信息、以及相关的HS-SCCH信息（最多4个）。

HS-SCCH信息：载频信息、时隙、码道、Midamble码、BLER target、以及相关的HS-SICH信息。

HS-SICH信息：时隙、码道、Midamble码、Ack-Nack Power Offset （功率偏移）、PRXHS-SICH（期望接收功率，用于开环功控） 、TPC step size 。

同时，由于有增加了HS-DSCH, 所以在RB映射的传输信道中Downlink transport channel type信元增加了HS-DSCH或者DCH+HS-DSCH选项。

在RB MAPPING INFO中增加了对应的MAC-d Flow的ID号

RRC改动分析

传输信道信息中，Downlink transport channel type增加HS-DSCH的选项

信元Downlink information common for all radio links中增加了一个指示MAC-hs是否需要复位的指示位。MAC-hs reset indicator,其值为TRUE表示MAC-hs需要reset 。该IE主要在切换时使用。

RRC改动分析

UE radio access capability也做了相应的改动：

Physical channel capability中增加了HSDPA相关的信息

DL capability with simultaneous HS-DSCH configuration ：该IE指出了使用HSDPA时，还可以同时使用多大的DCH（32k－384k）。

HS-DSCH physical layer category ：表明了UE支持的HS-DSCH相关TBS。

目录

HSDPA介绍

HSUPA介绍

HSPA无线资源管理

HSUPA介绍

HSUPA概述

HSUPA物理层原理

HSUPA用户面

HSUPA控制面

HSUPA概要介绍

HSUPA也就是Enhanced Uplink，增强型上行链路。它类似于HSDPA，旨在通过先进的技术提高上行链路的效率，以有效的支持像web浏览、视频、多媒体信息和其他基于IP的业务。它的主要特点采用了HARQ、高阶调制和NodeB控制的调度

增强上行链路数据将承载在新的专用传输信道E-DCH上。E-DCH承载在专用的CCTrCH上，每个UE最多只有一条E-DCH类型的CCTrCH，每条CCTrCH中只能复用一条E-DCH。E-DCH在一个TTI中承载一个MAC-e传输块。E-DCH的TTI为5ms。

HSUPA引入了3条新的物理信道，分别是E-AGCH、E-HICH、E-PUCH。其中E-AGCH是调度信道类似于HSSCCH，E-HICH为HARQ的反馈信道类似于HSSICH，而E-PUCH为数据传输信道类似于HSPDSCH。

HSUPA的主要架构大家可以参考下面两篇文档

25.319 V7.2.0 （Enhanced uplink Overall description Stage 2 ）

25.827 V7.0.0（ 1.28 Mcps TDD Enhanced Uplink Physical Layer Aspects）

HSUPA概要介绍

E-DCH根据是否采用E-AGCH调度可以分为两种工作模式：基于调度的和不基于调度的。

对于基于调度的，其每次传输使用的资源均由NodeB在E-AGCH中指出，传输时刻由NodeB控制，当需要传输数据时需要先向NodeB申请。对于不基于调度的，其每次传输使用相同的资源，当SRNC配置了非调度传输时，UE可以在任何时间发送E-DCH而不需要从NodeB中获得调度授权。这可以减少信令负荷和调度延迟。使用非调度传输的典型业务是SRBs和GBR业务。

非调度与调度均是以MAC-d flow为单位配置的，非调度的MAC-d flow的数据传输不能使用调度获得的资源，反之调度的MAC-d flow的数据也不能使用非调度的资源。

HSUPA概要介绍

在RNC侧增加了MAC层实体MAC-es，NodeB侧增加了MAC层实体MAC-e。而UE侧MAC-es和MAC-e是不区分的。

PHY PHY

EDCH FP EDCH FP

IubUE NodeBUu

DCCH DTCH

TNL TNL

DTCH DCCH

MAC-e

SRNC

MAC-d

MAC-e

MAC-d

MAC-es / MAC-e

MAC-es

Iur

TNL TNL

DRNC

HSUPA介绍

HSUPA概述

HSUPA物理层原理

HSUPA用户面

HSUPA控制面

HSUPA物理层原理—整体架构

E-DCH

(CCTrCH)

Coded Composite Transport Channel

E-UCCH TPC

Phy CH

ACK/NACK CQI TPC

Physical ChannelData Streams

Demultiplexing /Splitting

Coding and multiplexing

Phy CH

.....

Phy CH Phy CH

E-RUCCH

物理信道

HSUPA引入了3条新的物理信道，分别是E-AGCH、E-HICH、E-PUCH 。E-DCH总是与一组E-AGCH信道和一组E-HICH指示信道相关。NodeB调度器通过E-AGCH信道分配E-DCH传输资源（时隙/码/功率），在E-AGCH信道上同时会指示本次使用的E-HICH信道号；E-HICH通过同步定时机制确认最近一个E-DCH TTI的传输

物理信道－E-AGCHE-AGCH:E-DCH Absolute Grant Channel ,下行物理信道，E-DCH的授权信道，由NodeB发给UE用来指示UE将要使用的E-PUCH。其作用类似于HSDPA中的HS-SCCH。它具有以下特点

E-AGCH采用1/3卷积编码使用两条SF16的码道，E-AGCH1使用时隙格式5，其携带的SS/TPC将用于E-PUCH的同步和功控。E-AGCH2使用时隙格式0

E-AGCH包括如下内容：PRRI (5 bits)：Power Resource Related Information ，给出了E-PUCH上允许使用的最大功率,每个时隙上的最大功率应该是一样的（0－31dB）。CRRI (5 bits) ：Code Resource Related Information，给出了E-PUCH所使用的物理码道信息（0－30）TRRI (5bits) ：Timeslot Resource Related Information ，给出E-PUCH所使用的时隙信息，5个bit分别对应时隙1－5RDI (3 bits Optional)：Resource Duration Indicator，可以连续使用的TTI数，3bit表示的具体含义见后。

物理信道－E-AGCHEI (2 bits) ：E-HICH Indicator，指出那个E-HICH将被用来携带上行的反馈信息，EI与E-HICH的对应关系由上层配置。

ECSN (3 bits) ：序号，用来供UE判断是否收全了E-AGCH,E-AGCH开环功控时使用。

ENI (3 bits) ： E-UCCH Number Indicator，NodeB在授权时指示本次传输E-UCCH的重复实例属，基于E-UCCH的可靠性传输考虑，3bits。

187

446

245

144

423

222

121

110

TTI spacingTTIs allocated RDI (3 bits)

物理信道－E-AGCH由E-AGCH的内容可以看出，一次UE可以使用多个时隙，但是每个时隙中使用的上行码需要是一样的，而且一个时隙只能使用一个码

物理信道－E-HICHE-HICH：E-DCH Hybrid ARQ Acknowledgement Indicator Channel，下行物理信道，用于向UE反馈数据的接收情况，使用SF16的一个码，采用时隙格式0，一个用户最多配置4个E-HICH。

调度业务和非调度业务使用不同的E-HICH信道。与现有信道不同的是，E-HICH上的1比特信息使用80比特长的正交码（称为签名序列）进行扩频，E-HICH最多承载80个签名序列。 ACK/NACK信息占用1bits，1 bits使用一个80bits长的签名序列进行扩频，多个用户的签名序列合并后进行传输信道处理。理论上一条E-HICH信道最多承载80个调度用户，实际中由NodeB决定一条E-HICH信道上承载多少个调度用户的ACK/NACK信息。每个确认指示的功率值由NodeB单独设置。

物理信道－E-HICH

UE根据在E-PUCH上的发送情况选择对应的签名序列接收E-HICH上的ACK/NACK信息

签名序列选择公式为：

( )0

00161)1(16Q

qtr −+−=

R: 签名序列的编号（0－79）

t0 UE E-PUCH使用的编号最高的时隙号 (1,2,..,5)

q0 UE E-PUCH在t0时隙所使用的编码最低的码道号 (1,2,…, Q0)

Q0 UE E-PUCH在t0时隙的q0码所对应的扩频码

物理信道－E-HICH在非调度业务中，E-HICH除了用于携带HARQ确认信息外，还用于携带E-PUCH的同步和功控命令。将80个签名序列分成20组，高层为每一个非调度用户分配一组签名序列. 每组包含4个签名序列，在4个签名序列中，第一个序列用于指示ACK/NACK，其余3个序列和他们的反序（极性反转）共有6个序列，用于指示TPC/SS组合值 。其中索引=2*A+B（A=0,1,2；B=0,1），A是3个所选序列的相对索引，当使用反转序列时B=1。

‘Do Nothing’‘UP’5

‘Do Nothing’‘DOWN’4

‘UP’‘UP’3

‘UP’‘DOWN’2

‘DOWN’‘UP’1

‘DOWN’‘DOWN’0

SS commandTPC commandindex

物理信道－E-PUCHE-PUCH：Enhanced Uplink Physical Channel ，增强的上行物理信道，用于承载E-DCH传输信道和伴随的上行控制信道E-UCCH。 一个UE在一个时隙中只能有一个E-PUCH传输，同时，UE在该时隙使用E-PUCH时，不能在该时隙同时使用别的上行物理信道。

E-PUCH使用的码资源由NodeB在E-AGCH中指出，由于E-PUCH可能包含E-UCCH，所以它采用特殊的时隙格式（时隙格式具体定义在25.221中给出）。E-PUCH上采用的调制方式由UE自行选择，并在伴随的E-UCCH中给出。当E-DCH使用的时隙数为N、E-UCCH实例数为M时，一个TS突发内的E-UCCH个数可以表示为：

S ＝ M/N的整数部分 ＋ 1 （E-PUCH index小于M/N的余数时）

S ＝ M/N的整数部分 （E-PUCH index大于M/N的余数时）

物理信道－E-UCCHE-UCCH：E-DCH Uplink Control Channel (TDD only) ，E-DCH上行链路控制信道 ，映射到E-PUCH中用来承载HARQ相关信息。E-UCCH总与TPC一起出现，其中TPC用于E-AGCH的闭环功控。在一个E-DCH TTI内至少有一个E-PUCH信道用来承载E-UCCH 。

E-UCCH信道特征：

32bits长；

映射到E-PUCH的数据域；

使用E-AGCH授权的扩频码CRRI；使用QPSK调制方式

E-UCCH的内容主要包括：

HARQ process ID（3bits）：HARQ进程的IDRSN （ 2bits） ：Retransmission Sequence Number ，暗含了重传版本

等信息

E-TFC （5bits）：选择的传输块大小，从传输块大小中还可以得到UE选用的调制模式和所用的时隙、码道。

E-RUUCH：E-DCH Random Access Uplink Control Channel，E-DCH的随机接入上行控制信道， E-RUCCH用来在没有E-PUCH资源可用时向NodeB发送E-DCH的上行控制信令，也就是说当用户第一次要传数据时，需要使用E-RUCCH。E-RUCCH映射到PRACH上的，和PRACH共用物理资源。E-RUCCH采用时隙格式SF16时是0，SF8时是10（SF8时只用一个子帧，SF16时要连续发两个子帧），使用1/3的卷机码。

物理信道－E-RUUCH

物理信道－E-RUUCH

E-RUCCH中包括以下类容：物理层信息

SNPL（5bit）：Serving and Neighbour Cell Pathloss ，UE提供测量到的路损信息供NodeB计算功率时使用。NodeB通过该值进行功率预算，并在E-AGCH中把算出的E-PUCH的功率信息告诉UE。对应取值含义可查25.224。UPH（5bit）：UE Power Headroom ，UE的当前已使用功率与UE的最大功率的比，也就是反应了UE还剩下多少功率资源可以用。

缓存区信息TEBS（5bit）：Total E-DCH Buffer Status ，指出了UE缓存的占用量，以Byte为单位，采用映射表的方式来表示，反应了UE有多少数据要传。缓存包括RLC控制PDU与数据PDU。HLBS（4bit）：Highest priority Logical channel Buffer Status ，HLID对应的逻辑信道的数据缓存大小HLID（4bit）：Highest priority Logical channel ID ，指明当前有数据要传的优先级最高的逻辑信道的逻辑信道ID。

E-RNTI（16bit）：E-PUCH Radio Network Identifier，标识UE。

SNPL协议中定义了两种上报类型SNPL reporting type 1：

SNPL reporting type 2：

∑=

=Φ N

n n

servL

L1

1

( )serv

nNn

L

L..1

min==Φ

物理信道－E-RUUCH

E-PUCH可以使用开环功控或闭环功控

当E-PUCH使用开环功控时：

PE-PUCH = PRXdes_base + L

当E-PUCH使用闭环功控时：

PE-PUCH = Pe-base + L + Betae + KE-PUCH

PE-PUCH ：E-PUCH的发射功率

Pe-base： Pe-base在第一次时等于期望接收功率，后面根据E-AGCH的TPC的调整而变化。对于非调度模式，该值根据E-HICH进行闭环调整。

Betae：增益因子，他取决与用户选择的E-TFC TB Size，分配的物理信道以及采用的调制方式。

PRXdes_base：功率基准，类似于期望接收功率

L：路损

KE-PUCH：由高层配置的一个常量，与QOS要求有关

调度模式下，E-PUCH的同步由E-AGCH上的SS完成。非调度模式时，E-PUCH的同步由E-HICH完成。

功控/同步－E-PUCH

E-RUCCH使用开环功控

PE-RUCCH = LPCCPCH + PRXE-RUCCHdes + (iUpPCH-1) * Pwrramp

PE-RUCCH ：E-RUCCH的发射功率

LPCCPCH： 路损

PRXE-RUCCHdes ：E-RUCCH的期望接收功率。

iUpPCH：UpPCH进行尝试的次数（功率爬坡次数）

Pwrramp ：随机接入功率爬坡步长

E-RUCCH的同步同PRACH，通过随机接入过程完成。如UE发送E-RUCCH后超时没有响应，则重新发起该过程。

功控－E-RUCCH

E-AGCH的初始功率由NodeB决定，之后由UE通过E-PUCH中的TPC来调整。E-AGCH的最大功率由RNC配置。

UE调整E-AGCH功率的主要依据是E-AGCH中的ECSN域，通过判断其连续性来派断是否有没有收到或解错的E-AGCH，并根据这个结果来调整E-AGCH功率。

E-HICH功率由NodeB控制。由于80bit扩频带来的增益，E-HICH信道所需的功率较小，因而没有必要采用闭环功率控制，而是采用网络决定的因素进行功率控制。

功控－E-AGCH&E-HICH

时序关系－E-AGCH

nE-AGCH： UE接收到E-AGCH和与开始传输E-DCH TTI的第一个时隙之间的最小时间间隔，用于保证UE有足够的内部处理时间，该值单位是时隙，协议中规定nE-AGCH>=6。UE接收到E-AGCH后应使用当前E-AGCH时隙偏移6个时隙后的第一个E-DCH资源分配实例，该资源可能在当前帧、也可能在下一帧内

时序关系－E-HICH

nE-HICH： 传输E-DCH TTI内的最后一个时隙和UE通过E-HICH反馈ACK/NACK的起始时隙之间也需要定义一个最小时间间隔。该值单位是时隙，由RNC配置，范围在4和15之间 。UE完成一个E-DCH TTI传输后，应该在当前E-DCH TTI内的最后一个时隙偏移nE-HICH后的第一个E-HICH配置实例上接收确认信息

Sub-Frame #n Sub-frame #n+1

nE-HICH

LastE-PUCH

Sub-Frame #n

nE-HICH

LastE-PUCH E-HICH

E-HICH

时序关系－HARQ调度

E-AGCH

E-DCH

uplink signalling

i i+T1

E-HICH

RSN=0

i+T1+T2

NACK

i+T1+T2+T3 i+T1+T2+T3+T1

T1

T2

T3 T1

RSN=1

时序关系－HARQ调度

HARQ基于异步重传机制：

设置8个HARQ进程（4个用于调度传输；4个用于非调度传输）；

如果UE在帧（i）中接收到绝对授权，那么它将在（i+T1）上发送数据块；

对一个在（i+T1）帧上发送的数据块，UE将在(i+T1+T2)上接收确认信息；

如果在(i+T1+T2)帧上收到了NACK消息，如果有合适的授权资源，UE将重传数据；否则UE将等待绝对授权到来之后再重传数据（对非调度传输，UE等到下一个资源实例到来的时候进行重传或传输）；

接收NACK和接收到重传的绝对授权之间的时间间隔为T3，该值是可变的，取决于NodeB的调度；

如果在(i+T1+T2)帧上收到了ACK消息，那么UE将丢弃此数据块，腾出相关的HARQ进程，可以重新分配给新的数据块使用

HSUPA介绍

HSUPA概述

HSUPA物理层原理

HSUPA用户面

HSUPA控制面

HSUPA用户面改动概述

HSUPA用户面改动主要集中在MAC和FP。

MAC层的改动在于引入了新的实体MAC层实体MAC-e和MAC-es。

UE侧引入新的MAC实体（MAC-es/MAC-e），位于MAC-d之下，负责HARQ重传、MAC-e PDU复用和E-TFC选择。 。

UTRAN侧-SRNC：引入新的MAC实体（MAC-es），负责MAC-es PDU的重排序（用于MAC-d PDU的顺序传递） 。一个使用E-DCH的UE在SRNC侧拥有一个MAC-es实体

UTRAN侧-NodeB：引入新的MAC实体（MAC-e），负责HARQ重传、调度和MAC-e PDU解复用。一个使用E-DCH的UE在NodeB侧拥有一个MAC-e实体。MAC-e实体与MAC-es实体间由MAC-d flow相连。

本章节后面部分将分别描述MAC层和FP层相关实体在UTRAN和UE侧的具体功能。

HSUPA用户面介绍

MAC改动介绍

FP改动介绍

UE侧MAC-es/MAC-e结构

MAC-d Flows

MAC-es PDU MAC-e header

DCCH DTCH DTCH

HARQ processes

Multiplexing

DATA

MAC-d DATA

DATA

DDI N Padding (Opt)

RLC PDU:

MAC-e PDU:

L1

RLC

DDI N

Mapping info signaled over RRC PDU size, logical channel id, MAC-d flow id => DDI

DATA DATA

MAC-d PDU:

DDI

Header

MAC-es/e

Numbering MAC-es PDU: TSN DATA DATA Numbering Numbering

UE侧MAC-es/MAC-e结构

Scheduling Access Control

MAC-es/e

MAC – Control To MAC-d

HARQ

Multiplexing and TSN setting E-TFC Selection

Associated Scheduling Downlink Signalling

(E-AGCH )

Associated ACK/NACK signaling (E-HICH)

Associated Uplink Signalling E-RUCCH

Associated Uplink Signalling E-UCCH

UE侧MAC-es/MAC-e结构

UE侧MAC-e和MAC-es实体并没有明显的区分，UE侧的MAC-e/MAC-es实体的主要功能有：

HARQ：处理HARQ相关功能。UE内有一个HARQ实体，最多有8个并行HARQ进程 ，其中4个用于调度传输，4个用于非调度传输。

Multiplexing and TSN setting：包复用并设置TSN。该功能主要是将多个MAC-d PDU放入一个MAC-es PDU中，并对于来自不同逻辑信道的每个MAC-es PDU设置TSN。之后，将来自不同MAC-d flow的多个MAC-es PDU组合为一个MAC-e PDU。

E-TFC selection：根据来自NodeB的授权信息（E-AGCH上传递的）来选择不同的E-TFC。在选择E-TFC时，选择绝对授权允许的最大传输速率。对每一个传输块长度，UE都会决定使用哪种扩频因子和调制方式。选择的原则是，传输码率需落入RRC配置的最大和最小码率范围内（最大最小码率由RNC配置）。如果对某个SF和传输块长度，使用QPSK和16QAM得到的码率都在最大和最小码率范围内，那么需要根据功率最小原则来选择合适的调制方式。

UE侧MAC-es/MAC-e结构

Scheduling Access Control：组织E-RUCCH和E-UCCH上的信息，向NodeB申请物理层资源。

当UE没有授权，缓冲区数据量由0变为非0时，UE将通过E-RUCCH触发调度信息的上报

当UE具有授权，经过逻辑信道复用后的MAC-e PDU的padding数大于23bits时，调度信息将会填充在这些padding中，而不管缓冲区状态如何。为了避免在有授权的情况下长时没有调度信息的上报，提供定时器机制，一旦在定时器的时间范围内没有调度信息的上报，UE将主动上报调度信息。

当UE从有授权变为无授权，而缓冲区依然有数据待传时，高层配置一个延时时间T-WAIT，超过该延时时间，UE将通过E-RUCCH上报调度信息。

UTRAN侧MAC-es结构

M AC -es

M A C – C ontro l

F rom M A C -e in

N odeB

T o M A C -d

D isassem bly

R eordering Q ueue D is tribu tion

R eordering Q ueue D is tribu tion

D isassem bly

R eordering

D isassem bly

R eordering R eordering

M A C -d flow #1 M A C -d flow #n

UTRAN侧的MAC-es实体位于SRNC上，对于每个使用E-DCH的用户，在SRNC侧有一个MAC-es实体，其主要功能有：

Reordering Queue Distribution：将不同的MAC-es PDU根据不同的DDI分发到不同的reordering buffer中。

Reordering：将收到的MAC-es PDU根据TSN进行排序，将收到的TSN连续的MAC-es PDU送到Disassembly功能实体中。每个逻辑信道有一个Reordering进程。

Disassembly：去掉MAC-es PDU的头，将其中的若干MAC-d PDU分解出来传递给上层。

UTRAN侧MAC-es结构

MAC-es PDU

MAC-d PDU MAC-d PDU MAC-d PDU

MAC-es SDUMAC-es SDUTSN1 N1 DDI1 MAC-es SDU

MAC-d PDUs coming from one Logical Channel

N1 MAC-es SDUs of size and LCh indicated by DDI1

MAC-es PDU1

MAC-es PDU由若干个MAC-d PDU组成。来自一个逻辑信道的大小相同的MAC-d可以组成一个MAC-es PDU。一个逻辑信道一个TTI内只能有一个MAC-es PDU。

当DCCH、DTCH映射到E-DCH时，不需要特别的MAC头（MAC-d PDU 等于MAC SDU）。

UTRAN侧MAC-e结构

MAC – Control

E-DCH Scheduling

MAC-e

E-DCH Associated Downlink Signalling

Associated Uplink

Signalling E-UCCH

MAC-d Flows

De-multiplexing

HARQ entity

E-DCH Control

Associated Uplink Signalling (E-UCCH

Associated Uplink Signalling E-RUCH

UTRAN侧MAC-e结构

UTRAN侧的MAC-e实体位于NodeB上，对于每个使用E-DCH的用户，在NodeB侧有一个MAC-e实体，其主要功能有：

E-DCH Scheduling：E-DCH调度功能，在该小区中的若干使用E-DCH的UE间进行资源的调度。

E-DCH Control：E-DCH控制功能。接收来自UE的资源调度请求（E-RUCCH/E-UCCH），并根据E-DCH Scheduling功能的调度结果向UE发送资源授权信息（E-AGCH）。

De-multiplexing：解复用。根据MAC-e头中的DDI信息将MAC-e PDU拆分成若干个MAC-es PDU，并将这些MAC-es PDU发向对应的MAC-d flow。

HARQ：处理HARQ相关功能，传递ACK/NACK等HARQ相关信息。HARQ进程默认是8个，4个用于调度业务、4个用于非调度业务

MAC-e PDU

DDI1 N1 DDI2 N2

DDI1 N1 DDI2 N2 DDIn Nn DDI0(Opt)

MAC-es PDU1 MAC-es PDU2 MAC-es PDUn

MAC-es PDU2MAC-es PDU1 DDIn Nn MAC-es PDUn

MAC-e PDU

SI (Opt)

Padding (Opt)

来自不同逻辑信道的MAC-es PDU可以组合为一个MAC-e PDU。其中每个MAC-es均有一个对应的DDI和N值。

DDI（6bits）： Data description indicator，指出了该MAC-es PDU所对应的逻辑信道、MAC-d flow以及MAC-d PDU SIZE。该值的对应关系由高层信令配置。DDI0标识SI是否存在，SI为调度信息，包括缓冲区信息、物理层信息（SNPL、UPH、TEBS、HLBS、HLID）。如果UE需要传输数据且有授权时，调度信息将通过MAC-e PDU发给NodeB。

N（6bits）： Number of MAC-d PDUs，指出了一个MAC-es PDU中包含的MAC-d PDU的个数。

Mac-es PDU:

Reordering queue distribution

Reordering queue distribution

DCCH DTCH DTCH

MAC-d Flows

HARQ

Demultiplexing

DATA Header

MAC-d

MAC-e

DATA

DATA

DATA DATA

MAC-e PDU:

RLC PDU:

L1

RLC

Reordering

MAC-es

Reordering Reordering

Disassembly Disassembly Disassembly

MAC-d PDU:

Mapping info signaled to Node B DDI => MAC-d PDU size, MAC-d flow ID

TSN

MAC-e header

DDI N Padding (Opt)

DDI N DATA DATA DDI

Transport block:

DDI N Iub FP:

UTRAN侧MAC-e/MAC-es数据流

UTRAN侧MAC-e/MAC-es数据流

L1将接收到的MAC-e PDU送入MAC实体，经过HARQ处理后，MAC-e PDU被解复用为多个MAC-es PDU。MAC-es PDU通过Iub接口传输送入MAC-es实体，并被送入相应逻辑信道的重排序队列中，经过重排序处理，MAC-es被解复用为MAC-d PDU送入MAC-d和RLC中

HSUPA用户面介绍

MAC改动介绍

FP改动介绍

Uplink Data Transfer procedure

SRNCNode B

E-DCH UL DATA FRAME

当NodeB收到MAC-e PDU后，会根据其中的DDI选择不同的MAC-d flow使用 E-DCH UL DATA FRAME将数据传给RNC.

E-DCH只能使用silent模式，只有在NodeB成功收到MAC-e PDU的情况下才会使用 E-DCH UL DATA FRAME进行数据传输。

7 0FT

Header CRC cont FSN Spare Number of Subframes

CFN Spare N of HARQ Retransm 1st Subframe number

N of MAC-es PDUs First DDIFirst DDI cont First N

Last DDI Last NLast N cont Pad

Spare N of HARQ Retransm Last Subframe number

N of MAC-es PDUs First DDIFirst DDI cont First N

Last DDI Last NLast N cont PadSpare

First MAC-es PDU of first Subframe

SpareSecond MAC-es PDU of first Subframe

SpareLast MAC-es PDU of first Subframe

SpareFirst MAC-es PDU of last Subframe

SpareSecond MAC-es PDU of last Subframe

SpareLast MAC-es PDU of last Subframe

Spare extension Payload CRC Payload CRC cont

Header CRC

Payload

Header

Optional

E-DCH UL DATA FRAME structure

当NodeB收到MAC-e PDU后，会根据其中的DDI选择不同的MAC-d flow使用 E-DCH UL DATA FRAME将数据传给RNC.

E-DCH只能使用silent模式，只有在NodeB成功收到MAC-e PDU的情况下才会使用 E-DCH UL DATA FRAME进行数据传输。

E-DCH UL DATA FRAME structure

Subframe Number ：接收到数据的子帧号，取值为0－1。

NHR：Number of HARQ Retransmissions，NodeB成功收到该数据时重传的次数。

Number of Subframes ：TDD系统该值设置为1

Number of MAC-es PDUs ：该帧中包含了多少个MAC-es PDU

FSN ：Frame Sequence Number ,0-15,，每发一次增加一，用来判断是否发生丢包等。

TNL Congestion Indication procedure

SRNCTNL CONGESTION INDICATION

Node B 该过程提供一种SRNC调整IUB口拥塞的手段。SRNC在察觉到E-DCH对应的IUB口承载发生拥塞时，发起该过程通知NodeB。

NodeB收到该消息后，如果指示的是“TNL Congestion –detected by frame loss ”、“TNL Congestion –detected by delay build-up ”那么NodeB需要减少IUB口的传输流量 ；如果指示的是“No TNL Congestion ”，那么NodeB将逐步恢复到正常的流量。

Payload

7 0

1

0 - 32

Number of Octets

Spare Extension

Spare Congestion Status

HSUPA介绍

HSUPA概述

HSUPA物理层原理

HSUPA用户面

HSUPA控制面

HSUPA信令改动介绍

IUB接口信令改动介绍

UU接口信令改动介绍

物理共享信道重配置

物理共享信道重配置被用来配置HSUPA中的E-PUCH、E-AGCH、E-HICH以及E-RUCCH将使用的SYNC_UL等信息。

对于E-PUCH的配置信息有：

LTGI Presence ：Long Term Grant Indicator，表明对于E-DCH是否采用长期的授权（E-AGCH中的RDI是否存在）。

SNPL-Reporting-Type：SNPL的报告类型

E-PUCH-Timeslot-InfoLCR：包括时隙信息、码道信息以及Midamble 码等信息。

对于E-AGCH的配置信息有：

E-AGCH-Id：E-AGCH的ID

TimeSlotLCR、MidambleShiftLCR、first-TDD-ChannelisationCode、second-TDD-ChannelisationCode：E-AGCH所采用的时隙、码道Midamble码等信息

e-AGCH-MaxPower：E-AGCH所能使用的最大功率，为PCCPCH的相对功率。

物理共享信道重配置

对于E-HICH的配置有：

E-HICH-ID-TDD：E-HICH的ID

TimeSlotLCR、TDD-ChannelisationCode、MidambleShiftLCR：E-HICH所使用的时隙、码道以及Midamble码等信息

e-HICH-MaxPower：E-HICH可以使用的最大功率，为PCCPCH的相对功率。

对于SYNC_UL Partition的配置有：

eRUCCH-SYNC-UL-codes-bitmap：以bitmap的形式给出那些上行同步码会被UE在E-RUCCH进行随机接入时使用，1为可被E-RUCCH使用。

其中对于E-AGCH与E-HICH均是采用类似HS-SCCH的资源池的方式配置的，可以对单个的E-AGCH、E-HICH进行添加、删除、修改等操作；对于E-PUCH的配置类似与HS-PDSCH，是采用一种全集的配置方式。

无线链路建立

无线链路建立消息中加入了E-DCH相关的信元E-DCH-LCR-Information，其中包括E-PUCH-LCR-Information、E-TFCS-Information-TDD、E-DCH-MACdFlows-Information-TDD、E-DCH-Non-Scheduled-Grant-LCR-Info、E-DCH-LCRTDD-Information等信元，后面将分别描述各个信元的含义和作用：

E-PUCH-LCR-Information：其中指出了E-PUCH的相关信息

minCR、maxCR：最小最大码率，码率是传输块长度与信道比特的比值。

harqInfo：HARQ信息，指出HARQ是只采用RV0还是采用基于RSN的RV表

pRXdes-base：E-PUCH功控使用的初时值，其作用可参考前面的描述。

e-PUCH-TPC-StepSize：E-PUCH的功控步长

e-AGCH-TPC-StepSize：E-AGCH的功控步长

E-TFCS-Information-TDD：其中指出了E-TFCS的相关信息

E-DCH-QPSK-RefBetaInfo、E-DCH-sixteenQAM-RefBetaInfo：分别给出了在QPSK、16QAM情况下的由不同E-TFC所引起的功率偏移。

– E-DCH-RefBeta-Item：具体给出了每种码率所对应的功率偏移值。每个E-DCH-RefBeta-Item定义了一组refCodeRate和refBeta。

无线链路建立

E-DCH-MACdFlows-Information-TDD：E-DCH对应的MAC-d flow信息，包含多个E-DCH-MACdFlow-InfoTDDItem。 E-DCH-MACdFlow-InfoTDDItem包含如下信元。

E-DCH-MACdFlow-ID：MAC-d flow id

AllocationRetentionPriority：资源分配优先级

TnlQos、BindingID、TransportLayerAddress（可选）：MAC-d flow承载相关的传输层信息，其中TnlQos在使用IP传输时有效。

PayloadCRC-PresenceIndicator：是否包含Payload CRC

Maximum-Number-of-Retransmissions-For-E-DCH：E-DCH的最大重传次数0－15次

E-DCH-HARQ-PO-TDD：E-DCH HARQ Power Offset TDD ,E-DCH HARQ的功率偏移，0－6db。

E-DCH-MACdFlow-Multiplexing-List：指示了来自那些MAC-d flow的MAC-d PDU可以和本MAC-d flow 上的MAC-d PDU映射到一个MAC-e PDU中。携带该LIST的MAC-d flow上的MAC-d PDU将在映射时排在第一个。是一个8bits的bitstring，第一个bit对应MAC-d flow 0 ,第二个对应MAC-d flow 1。

E-DCH-Grant-TypeTDD：支持授权模式是scheduled还是non-scheduled

无线链路建立

E-DCH-LogicalChannelInformation：逻辑信道信息的数组，描述了该MAC-d flow承载的逻辑信道的相关信息。

– LogicalChannelID、SchedulingPriorityIndicator、MACesGuaranteedBitRate（可选）：等逻辑信道基本信息

– SchedulingInformation：该逻辑信道是否包含调度信息。

– E-DCH-DDI-Value：对应的DDI值。一个DDI值唯一确定了一个MAC-d flow与一个MAC-d PDU SIZE的绑定关系。当一个逻辑信道拥有多个MAC-d PDU SIZE时，其他的MAC-d PDU SIZE对应的DDI以本配置的DDI为起点进行累加。也就是说第二个MAC-d PDU SIZE对应的DDI为E-DCH-DDI-Value ＋ 1

– E-DCH-MACdPDU-SizeList：该逻辑信道对应的MAC-d PDU size的列表。

E-DCH-LCRTDD-Information：

E-DCH-LCRTDD-PhysicalLayerCategory：UE的E-DCH能力等级

E-DCH-Processing-Overload-Level：E-DCH过载等级。取值为连续的TTI个数，含义为如果NodeB收到E-PUCH后连续n个TTI后都没有完成解码，则NodeB认为过载，触发Radio Link Failure过程通知RNC。

E-DCH-PowerOffset-for-SchedulingInfo：当E-PUCH单独传递调度信息时计算功率使用。

无线链路建立

E-DCH-Non-Scheduled-Grant-LCR-Info：采用非调度授权模式时的信息

E-DCH-TimeslotResourceLCR：使用的时隙，5bis，分别对应5个时隙

E-DCH-PowerResource：UE采用非调度模式时可以使用的最大功率，相对与Pe-base ，取值为1到16，单位是db。

RepetitionPeriod、RepetitionLength、subframeNumber、TddE-PUCH-Offset：循环周期、循环长度、子帧号（0、1）以及E-PUCH Offset。其中E-PUCH Offset为一个相对于CFN的偏移，表示非调度数据传输的起始时间。

TDD-ChannelisationCode：采用的信道码，仍然只能用一个。

N-E-UCCHLCR：用来传递TPC、TFCI的时隙数（1到5）。传递的时隙为连续时隙，从第一个使用的时隙开始。

E-HICH-LCR-Information：所采用的E-HICH信息，包括TimeSlotLCR、TDD-ChannelisationCode、MidambleShiftLCR等相关部分。

无线链路建立响应

引入E-DCH后在无线链路响应中也加入了E-DCH-Information-Response信员。E-DCH-Information-Response主要包括以下几部分：

E-DCH-TDD-MACdFlow-Specific-InformationResp：包括了MAC-d flow IUB口承载相关的E-DCH-MACdFlow-ID、BindingID、TransportLayerAddress等信元。每条建立的MAC-d flow均包括一组响应信息。

E-AGCH-Specific-InformationRespListTDD：该用户所使用的E-AGCH列表，列表中由E-AGCH-Id表示出使用的E-AGCH。

E-RNTI：该用户将使用的E-RNTI。

Scheduled-E-HICH-Specific-Information-ResponseLCRTDD：数组（最大4个），用户将使用的E-HICH信息。除了E-HICH-ID-TDD外还包括EI（0－3），EI为一个编号，NodeB会在E-AGCH中通过EI指示使用那个E-HICH。

HSUPA信令改动介绍

IUB接口信令改动介绍

UU接口信令改动介绍

RRC信令改动

引入E-DCH后，下列RRC消息收到了影响

CELL UPDATE CONFIRM

PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION

RADIO BEARER RECONFIGURATION

RADIO BEARER RELEASE

RADIO BEARER SETUP

RRC CONNECTION SETUP

TRANSPORT CHANNEL RECONFIGURATION

后面以RADIO BEARER SETUP建立消息为例子描述一下该消息中各个E-DCH相关IE的作用与使用场景。

RRC信令消息改动

RB建立消息的改动主要集中在以下几部分

UL-EDCH-Information-r7：E-DCH专用信息

E-RUCCH-Info：其中包含t-RUCCH、n-RUCCH、t-WAIT等E-RUCCH随机接入时会使用的几个参数，均为可选项。

t-RUCCH： 该定时器超时后如果UE还没有收到E-AGCH的授权信息，则UE重发E-RUCCH的调度信息

n-RUCCH：调度信息在E-RUCCH上的重传次数。

t-WAIT：当UE察觉到有数据传但是没有授权时，过t-WAIT后在E-RUCCH上发送调度信息

E-PUCH-Info：

snpl-ReportType：snpl报告类型，一共有两种

prxBASEdes：类似于期望接收功率的一个功率基准

beaconPLEst：指出UE是否可以使用从PCCPCH（灯塔信道）计算出的路损。

tpc-StepSize、ul-SynchronisationParameters：E-PUCH的功控步长以及同步步长和频率等。

e-PUCH-TS-ConfigurationList：E-PUCH配置的时隙以及Midamble码配置

minimum-Allowed-Code-Rate、maximum-Allowed-Code-Rate：E-PUCH允许的最大最小码率

RRC信令消息改动mac-es-e-resetIndicator：MAC-e/es实体的复位标志

DL-InformationPerRL-r7：RL信息中加入了E-AGCH和E-HICH的相关信息

E-AGCH-Information-r7：

rdi-Indicator：RDI标识,指明在E-AGCH中RDI域是否存在。

tpc-StepSize：E-AGCH的功控步长

E-AGCH-Set-Config-LCR：E-AGCH信道的具体配置，数组，一个UE最多可以配置8个。其中包括每个E-AGCH包括TimeslotNumber-LCR-r4、firstChannelisationCode、secondChannelisationCode、midambleAllocationMode、midambleConfiguration等基本信息。

e-AGCH-BLER-Target：E-AGCH的BLER目标值，闭环公率控制时使用

E-HICH-Information-TDD128：

n-E-HICH：UE收到E-PUCH后在E-HICH上反馈ACK/NACK的最小时隙间隔。

E-HICH-Information-LCR-List：具体的E-HICH信息列表，一个UE最多听4条。

– Ei：

– timeslotNumber、channelisation-Code、midambleAllocationMode、midambleConfiguration：E-HICH所采用的时隙、码道、Midamble码等基本信息

RRC信令消息改动

UL-LogicalChannelMapping-r6：在映射关系中加入了E-DCH类型

e-dch：当上行映射类型为E-DCH时，包括如下内容

LogicalChannelIdentity：逻辑信道ID

E-DCH-MAC-d-FlowIdentity：E-DCH对应的MAC-d flow 的ID

DDI：对应的DDI，当存在多个RLC SIZE时，其余RLC SIZE对应的DDI由此递增

RLC-PDU-SizeList：RLC SIZE列表

includeInSchedulingInfo：是否包含调度信息

New E-RNTI：新的E-RNTI

RRC信令消息改动

UL-AddReconfTransChInformation-r7：传输信道信息中加入了E-DCH相关的MAC-d flow的描述

harq-Info：固定采用RV0,或采用映射表

E-DCH-AddReconf-MAC-d-FlowList-r7：给出了各个MAC-d flow的具体信息，一个UE最多可以有8个MAC-d flow

E-DCH-MAC-d-FlowIdentity：MAC-d flow ID

E-DCH-MAC-d-FlowPowerOffset： E-DCH HARQ的功率偏移

E-DCH-MAC-d-FlowMaxRetrans： E-DCH的最大重传次数0－15次

E-DCH-MAC-d-FlowRetransTimer： E-DCH的重传定时器

E-DCH-MAC-d-FlowMultiplexingList：含义同IUB口E-DCH-MACdFlow-Multiplexing-List

transmissionGrantType：对于非调度传输的MAC-d flow，还给出了以下信息

– noSlotsForTFCIandTPC：用来承载E-UCCH的时隙个数，从第一个开始的连续时隙

– timeslotResourceRelatedInfo：以bitmap的形式指出那些时隙分配给非调度的E-DCH使用

– powerResourceRelatedInfo：E-PUCH所可以使用的功率信息，相对于PE-BASE的相对值。

– activationTime：激活时间（CFN）

RRC信令消息改动

– sfnNum：子帧号（0－1）

– repetitionPeriod、repetitionLength、codeResourceInfo：循环周期、循环长度以及码道等E-PUCH的资源信息

– e-HICH-Info：包括timeslotNumber、channelisation-Code、midambleAllocationMode、midambleConfiguration等相关信息。

无线资源管理

接纳控制

动态信道分配

拥塞控制

功率控制

切换

116

接纳算法的作用

各种各样

的业务请求

并不是要多

少给多少！

以什么样的原则？

接纳模块

接还是不接？

给多少资源？

117

接纳算法的原则

一般原则：

能满足新增资源请求的QoS需求；

现有用户的QoS需求仍然可以满足；

QoS包括：GBR、MBR、时延、误块率、残留误块率等，接纳算法主要考虑的是GBR能否满足

为了满足特殊原则，有时会违反一般原则的要求。譬如高优先级用户可以抢占低优先级用户、高优先级业务可以抢占低优先级业务。即现有的低优先级用户或业务的QoS需求可能无法再满足。

特殊原则：优先保障切换用户，尤其是有实时业务的切换用户，以降低掉话率

优先保障高优先级用户

优先保障高优先级业务优先级灵活配置！

难点和关键：QOS 和资源需求

的对应关系？！

118

初始信道类型和初始速率的选择

初始信道类型选择的原则：有利于保障用户的QoS；资源利用率较高；

初始信道类型的组合：RACH/FACHDCH/DCHDCH/HS-DSCHE-PUCH/DCHE-PUCH/HS-DSCH

初始速率确定的原则：以较高的初始速率接入，保障用户的感受， 适用于资源使用率不高

的场景

以能保障用户的最小QoS需求先接进去，后续有需求再调整， 适用

于资源使用率较高的场景，以提高接入成功率

确定初始信道类型和初始速率是估计新增的资源需求的前提

自适应的选择合适的速率！

119

接纳需要考虑的资源

无线资源：（传统接纳控制考虑）

码资源（上下行）

下行功率

上行干扰

其它资源：（更广义的接纳控制）

传输资源（主要是Iub口传输

资源）

NodeB处理资源（上下行）

RNC内部资源（控制面、用

户面、内部交换资源等） 通过测量、统计等方式得到

根据用户QOS、位置等信息估

算得到

120

功率、干扰的接纳判决

TD-SCDMA的资源是以频点->时隙->码道的形式组织的

功率、干扰都是以时隙为单位的

为了判断用户接入后系统的功率资源、干扰资源是否足够，通常的思路是必须已经确定用户将要接入哪个频点的哪些时隙，然后在相应的时隙上判断功率、干扰资源是否足够。如果不够呢？那就只能失败了。

为了避免上面的问题，首先根据用户的位置、业务的质量需求等信息综合计算得到各个频点的每个时隙剩余的功率、干扰所能提供的信道数，再结合业务需要的信道数，从而在给用户分配频点、时隙的时候就已经考虑了功率、干扰资源是否足够。

121

功率、干扰的接纳判决(续)

新用户

频点1 频点3频点2

功率=20%

码道占用＝90％

占用

占用

功率=70%

码道占用＝30％

功率=60%

码道占用=60%

占用

占用

占用 ……

..占用

占用

占用

占用

占用

占用

……

..

系统功率门限=90% ； 码资源门限＝100％

功率

最小

原则

码道不满足功率不满足

同时满足

功率需求=20%

码道需求=30%

码资源均衡原则

综合考虑功率和码道

无线资源管理

接纳控制

动态信道分配

拥塞控制

功率控制

切换

123

动态信道分配算法的作用

当系统中存在新增的资源请求时，给其分配合适的无线资源，包括合适的频点、时隙、码道

当系统中码资源较离散，影响高速业务接入时，对码资源进行调整，使得码资源较集中

Frequency

Time

Powerdensity

(CDMAcodes)

1.6 MHz

0

:

15

TS0

2. Carrier (optional)

3. Carrier (optional)

TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6

DL DL DL DL UL UL UL

5 ms

DwPTS UpPTS

GP

DL

124

动态信道分配的原则

动态信道分配的基本原则

侧重于从让系统的信道

资源更集中，更紧凑，

更连续分布的角度出发

，使得系统在信道资源受

限的场景下系统容量最

大化。

非均衡的原则

补充原则

侧重于从降低整网各

个小区的相互间干扰

以及小区负荷的角

度出发。使得系统

在软资源受限的场景

下系统容量最大化。

均衡的原则

125

动态信道分配的原则（续）

时隙1 时隙2 时隙3

时隙1 时隙2 时隙3

时隙1 时隙2 时隙3

均衡原则

非均衡原则

128K或256K高速PS业务无

法接入

128K或256K等高速PS业务

可以接入

当资源占用率较高时，选择均衡的原则，保证用户的QoS；当资

源占用率较低时，选择非均衡的原则，保证高速业务的接入

126

均衡性原则在选择频点时的体现

当系统资源全部为R4资源配置时，且小区内所有的频点干扰或功率都处于相对较高的水平，R4业务接入则选择干扰和功率最

轻的频点接入用户。

当系统资源配置有HSPA信道资源时，HSPA业务选择吞吐量或

功率最低的频点接入。例如：频点1 频点3频点2

功率=60%

占用

占用

占用

占用

new

功率=40%

功率=70%

占用

占用

占用

……

..

占用

占用

占用

占用

……

..

127

均衡性原则在选择时隙时的体现

基于功率、干扰的均衡：当为R4业务选定一个频点后，系统优先为业务选择一个干扰

或功率水平最低的时隙承载。

基于空间角度的均衡：当各时隙的干扰或功率水平接近，系统会根据用户空间角度信息，将空间角度相近的用户均摊在不同时隙，减小用户间干扰

基于剩余码道的均衡：当各时隙的干扰功率水平接近，且处在不同空间上的用户在各时隙的分布接近平均，系统则优先为业务选择一个码资源最少的时隙进行承载。

128

UE1

TS1

UE3

TS2

UE4

TS3

New User

Select TS1 or

TS2

Not TS3

时隙1

Code1

code2code3

时隙2

Code1

code2code3

时隙3

Code1

code2code3

功率=40% 功率=50% 功率=60%

new

均衡性原则在选择时隙时的体现（续）

基于功率、干扰的均

衡

基于空间角度的均衡

129

非均衡原则的在选择频点时的体现

当系统全部配置为R4资源时，且所有频点的功率和干扰水平较低，R4业务接入时按照非均衡的分配原则分配频点，可以为后续高速PS业务预留出完整的码道。

例如：频点1 频点3频点2

功率=5%

占用

占用

占用

占用

new

功率=20%

功率=0%

占用

占用

占用

……

..

130

非均衡原则在选择时隙时的体现

当系统同时有R4与HSPA资源时，且启用了R4与HSPA资源快速抢占机制时，R4业务接入时启用非均衡原则选择时隙资源，优先选择已经承载了R4业务的时隙。

例如：时隙1 时隙3时隙2

R4

空闲

R4

HS

-DS

CH

HS

-DS

CH

HS-DSCH

空闲

……

HS-DSCH

HS-DSCH

HS-DSCH

NEW

131

动态信道调整

信道调整和整合的目的:

减少码资源碎片以便接纳更多的用户

信道调整和整合的触发原因:

1 接纳失败调整

用户接纳失败时，为接入该用户进行的信道调整

2 周期性调整

防止分配在时隙中的物理信道碎片

3 拥塞触发的调整

拥塞状态下进行的信道调整

动态信道调整举例

此时有64K的用户

申请接入，接纳失败

4个12.2K的语音用户

剩余8个分离的码道

可以接纳64K业务

调整语音用户占用码道

减少了码道碎片

用户1

用户2

用户3

用户4

用户4

用户3

用户2

用户1

132

动态信道调整举例——HSPA业务拥塞触发的调整

用户1用户2

用户3

用户4

用户5

该空闲时隙可以接入HSPA业务

调整了语音用户5占用的码道

释放出一个空闲时隙

用户1用户2

用户3

用户4

用户5

此时有HSPA业务发生拥塞，

需要增加一个HSPA业务时隙

5个12.2K的语音用户

分布在两个时隙中

133

无线资源管理

接纳控制

动态信道分配

拥塞控制

功率控制

切换

135

拥塞控制的作用

接入过程中：当系统资源不足导致新用户无法接入时，通过 a)压缩现有用户的资源；b)释放部分低优先级用户的资源

来腾出足够的资源让新的用户可以接入

保持过程中：在线业务在保持过程资源的需求会不断发生变化，当系统资源占用率比较高时，要保证VIP用户能获得更多的资源从而

得到更好的服务，另一方面，相同优先级的用户有大致相等的服务质量；

当系统内功率干扰等资源恶化时，无法再满足所有在线业务的QoS需求，必需通过一定的手段来降低系统的负荷，从而

保证在线业务的质量；

相当于大家挤一挤，都接进来，虽然质量差了点，但都勉强能用

优先保证VIP用户能够接

入，并且可以获得更好的服务质量

差异化服务的理念贯穿在各个阶段！！

136

拥塞控制基本原理

接入过程中的拥塞控制

在接入请求受限时，可根据一定原则选择其中一种或几种策略

动态信道调整：使R4码资源的分配更集中

资源压缩：将用户超出保障速率外使用的资源进行压缩

资源强拆：高优先级用户强拆低优先级用户

排队等待：具有排队能力的业务排队等待再次接纳

137

拥塞控制基本原理

保持过程中的拥塞控制

某些用户业务量增大期望升速，但系统资源不够时，可以首先降低低优

先级业务的速率，或者降低优先级相同但使用了过多资源的用户。

138

拥塞控制基本原理

保持过程中的拥塞控制

当小区正使用资源受到干扰或功率受限时，可选策略按优先级顺序为：小区时隙/载频资源均衡 资源压缩 资源强切 资源释放；

小区时隙/载频间资源均衡：将负荷重的时隙/载频上的业务，调整到负

荷轻的时隙/载频上；

资源压缩：将用户超出保障速率外使用的资源进行压缩；

资源强切：选择部分用户强制切换到其它小区；

资源释放：选择部分用户释放资源；

无线资源管理

接纳控制

动态信道分配

拥塞控制

功率控制

切换

140

功率控制的作用

功率控制技术是CDMA系统的基础，没有功率控制就没有CDMA系统

Power

f

Power

f

每个用户对于其他用户有

干扰，远近效应严重影响

系统容量

采用功控技术减少了用

户间的相互干扰，提高

了系统整体容量

141

开环功率控制

NodeBUE

没接测到，无响应

检测前缀信号并响应

以设定功率发送前缀

增加一个功率增量重新发射

可能重复多次

根据相应的指示发射数据、信令

开环的本质就是在没有反馈的情况下进行发射功率的调整

检测到前缀，正常响应

142

闭环功率控制

初始功率计算：

根据初始目标信干比、路损、UE能力等信息可以计算得到UE的上

下行初始功率。

内环功率控制：

SIR测量值>SIR目标值，要求对端升功率；反之，则要求对端降功率

外环功率控制：

BLER测量值>BLER目标值，提高SIR目标值；反之则降低SIR目标值

NodeB UE

下发TPC

测量接收信号SIR并比较

内环

设置目标SIR

可以得到BLER稳定的业务数据

测量传输信道上的BLER

外环

RNC

测量接收数据BLER并与目标BLER相比较

设置目标BLER

10-100Hz

200Hz

无线资源管理

接纳控制

动态信道分配

拥塞控制

功率控制

切换

144

切换的作用

基于覆盖的切换，保证业务的连续性

基于移动速度的切换，用于HCS场景下，让高速用户切换到优先级低的宏小区， 减少切换发生的次数；让

低速用户切换到优先级高的微小区，让微小区起到吸收话务量的作用。

拥塞控制导致的切换，通过切换将用户均衡到其它系统或者负荷较轻的系统内小区，以减轻当前小区的负荷

145

基于覆盖的切换

触发条件：

更好的小区出现

判决基准：

TD-SCDMA:PCCPCH RSCP

WCDMA:PCPICH RSCP

GSM:BCCH Carrier RSSI

更好小区满足的条件：

好到一定程度（相对或绝对）

持续一定时间

146

基于移动速度的切换

触发条件：

UE的移动速度

移动速度的定义：

速度快： 一段时间内切换次数超过一个门限值

速度慢： 一段时间内切换次数低于一个门限值

UE1处于宏小区比

较合适，减少切换次数；

UE2处于微小区比

较合适，让微小区吸收更多话务量

Questionand

Answer