HSDPA引入策略

第1页中国移动通信集团设计院无线通信研究所第2页课题研究内容▪HSDPA背景介绍▪HSDPA技术性能研究及网络建议▪HSDPA网络规划▪HSDPA承载业务特点分析及建议▪HSDPA组网策略建议▪HSDPA成本分析HSDPA引入策略√第3页HSDPA的标准与技术▪HSDPA演进的3个阶段：第一阶段HARQ、AMC、HSDSCH等10.8Mbps产品实现有5码字、10码字、15码字三种情况5码字3.60Mbps10码字7.20Mbps15码字10.8Mbps第二阶段MIMO技术的应用30.0Mbps标准化已完成第三阶段OFDM技术的应用30.0Mbps标准化研究中2006年底商用2006年底商用已商用√第4页HSDPA背景BasicWCDMATechnologyHSDPA增强HSDPA引入HSDPA扬弃AMCH-ARQTTI=2msAdvancedPSSHOPCVariableSFMulti-codeoperation第5页课题研究内容▪HSDPA背景介绍▪HSDPA技术性能研究及网络建议▪HSDPA网络规划▪HSDPA承载业务特点分析及建议▪HSDPA组网策略建议▪HSDPA成本分析HSDPA引入策略√第6页HSDPA的技术性能特点▪链路级性能–AMC链路性能–HARQ链路性能–系统峰值吞吐量性能▪系统级性能▪网络级性能√第7页链路级性能－AMC▪AMC－自适应调制编码▪根据ULHS-DPCCH的CQI反馈，基站判断选择适合的CQI，并在HS-SCCH下发给UEEnvelopeCorrelation00.10.20.30.40.50.60.70.80.91051015202530Time(msec)Correlationfd=5Hzfd=10Hzfd=30Hzfd=50Hz多普勒频移Fd=5HZFd=10HzFd=30HzFd=50Hz移动速度V=2.7km/hV=5.4km/hV=16.2km/hV=27km/h相关性0.950.820.10.1第8页正交因子对多码传输的影响第9页HARQ性能比较重传方式第一次传输/增益第二次传输/增益第三次传输/增益第四次传输/增益Chase合并9.5－6.92.65.44.14.35.2增量冗余IR9.5－4.45.12.27.30.78.8IRVS.Chase---2.5-3.2-3.6▪相比与chase合并重传方式，增量冗余重传可以带来更大的增益▪IR所需缓存更大，实现更复杂▪合并方式的选择与终端有关第10页HSDPA系统的峰值吞吐量性能▪仿真条件吞吐量能力终端(QPSK/5码)终端(QPSK/16QAM/5码)终端(QPSK/16QAM/10码)终端(QPSK/16QAM/15码)VA31.6Mbps1.95Mbps2.7Mbps3.1MbpsPA31.6Mbps2.9Mbps5.1Mbps7.1Mbps视距1.8Mbps3.6Mbps7.2Mbps12.5Mbps▪仿真结果仿真条件取值接收机传统RAKE接收机物理层重传技术IR信道估计CPICH信道估计信道环境VA-3kmph/PA-3kmph/AWGN（视距）终端能力QPSK/5码；QPSK/16QAM/5码；QPSK/16QAM/10码；QPSK/16QAM/15码第11页网络建议▪链路自适应(AMC/HARQ)技术在室内以及室内到室外这样的步行环境条件下能够充分发挥HSDPA系统的优势。▪当终端移动速度较高、多普勒频移较大，或者多径分量较多时，HSDPA系统的优势发挥受到限制。▪然而，相比于R99系统，它仍然能够提供更高的系统吞吐量。第12页HSDPA技术性能特点▪链路级性能▪系统级性能–不同调度算法性能–每TTI调度策略–小区吞吐量及用户吞吐量性能▪网络级性能√第13页不同调度算法性能第14页网络建议（调度算法）▪从运营商每赫兹带宽投资回报的角度考虑，最大的小区吞吐量可以带来最大利润回报，那么最大C/I调度算法似乎是优先选择的调度算法。▪但是，无线资源分配的公平性也就决定了用户可获得的服务质量（QoS），而QoS保障在一定程度上也会影响用户数的增长，因此我们也必须结合考虑调度算法的公平性。▪综合考虑调度算法公平性以及有效性两个方面，我们建议在实际网络运营中选择比例公平调度算法。第15页每TTI调度用户数▪规范定义，每用户最多可以监听4个HS-SCCH信道▪当设置多于1个HS-SCCH信道时，需要预留更多的功率和码资源每TTI调度用户数用户平均吞吐量90％概率条件下保证吞吐量平均小区吞吐量平均BLER平均码树占用率每小区分配HSDPA码字数平均HSDPA码字占用率11234219689.9%30.3%597%214349229210%51.3%1082.1%第16页小区及用户吞吐量性能▪与无线环境相关▪与调度策略相关▪与业务类型及业务模型相关▪与接入用户数相关第17页小区及用户吞吐量性能用户数/小区5075100125150用户吞吐量kbps8980696057扇区吞吐量kbps8061198143517061919中断概率－all0.0070.0070.0200.0570.092中断概率－nrtv0.0090.0670.1460.2710.439中断概率－wap0.0000.0000.0000.0000.001中断概率－web0.0000.0020.0230.0890.162中断概率－ftp0.0000.0080.0220.1340.171给定业务模型条件下的业务中断概率性能第18页小区及用户吞吐量性能用户数/小区5075100125150用户平均吞吐量-all9279665548kbps用户平均吞吐量-nrtv6564635954kbps用户平均吞吐量-wap1.31.31.31.31.3kbps用户平均吞吐量-web262222200158133kbps用户平均吞吐量-ftp385280234174154kbps扇区吞吐量8061198143517061919kbps给定业务模型条件下各种业务平均吞吐量性能第19页HSDPA技术性能特点▪链路级性能▪系统级性能▪网络级性能–信道转换–功率以及码资源的预留策略比较–HSDPA用户对R99用户的影响–影响HSDPA容量的因素–混合组网条件下HSDPA容量与R99容量的关系–混合组网与单独组网的技术差异√第20页信道转换功能▪HSDPA是R99的增强▪HSDPA功率受限系统▪在混合载频组网条件下，保证R99服务优先，必然需要HS-DSCH到DCH/FACH的信道转换▪目前所有厂家的设备都支持从HSDPA信道到DCH或FACH信道的切换。▪数据中断时延要小性能要求：•最大PS连接中断时间从HS-DSCH至DCH要小于190ms•最大PS连接中断时间从DCH至HS-DSCH要小于190ms•一个PS连接从FACH至HS-DSCH的信道转换时间小于2s第21页功率分配和码资源分配策略比较▪静态分配VS.动态分配▪动态功率分配需要设置的最大值以及最小值时间HS-DSCH+HS-SCCH功率DCH功率小区最大发射功率第22页HSDPA用户对R99上行信道的影响▪R99DCH吞吐率下降▪下行方向DCH功率降低，所需PCheadroom降低▪上行方向，DCH可用功率降低，仅在同时发起HSDPA业务和R99业务)log(10LOSS22222hsdcdc第23页上行下行HSDPA用户对R99上行信道的影响IP包头TCP包头应用数据46～1500字节20字节20字节IP包头TCP包头应用数据46～1500字节20字节20字节IP包头TCP包头应用数据46～1500字节20字节20字节5字节PPP包头IP/PPP协议最小开销为45/1505≈3%3.6Mbps－108Kbps14.4Mbps－432KbpsHSDPA系统中应同时具备TCP/IP字头压缩和选择性确认的能力。实际系统应根据测试结果来选择采用哪种机制第24页影响HSDPA容量的因素▪终端移动速度终端移动速度（km/h）3205080小区容量（Mbps）1.6131.0091.0270.944相对容量100%62.6%63.7%58.5%每用户平均吞吐量（kbps）161.8101.4103.796.3第25页影响HSDPA容量的因素▪多径环境第26页影响HSDPA容量的因素▪小区结构静止、多径环境好的环境中能够更加充分地发挥HSPDA系统的优势第27页影响HSDPA容量的因素▪HSDPA功率HS-DSCH的功率占基站功率的比例FTP应用层吞吐量（Mbps）70％2.8850％2.3335％2.3110％1.8•上述结果针对峰值速率为3.6Mbps的6类终端•分配给HS-DSCH的功率从35％增加一倍到70％时，吞吐量仅增加24.7％在目前终端能力约束下，我们不建议混合组网情形下分配过多的基站功率给HSDPA系统第28页HSDPA容量与R99容量的关系▪功率资源预留与终端能力有关从频谱利用率的角度来看，此时给HSDPA分配7~8W的功率是最优的5码，16QAM调制第29页影响HSDPA容量的因素▪复用方式在终端能力有限条件下，当HSDPA与R99混合组网时，不建议给HSDPA分配超过5个信道码第30页影响HSDPA容量的因素▪HS-SCCH功率控制HSDPA网络设备应该具有对HS-SCCH进行功率控制的能力PCOFFPCON用户平均吞吐量90％概率条件下所达吞吐量小区平均吞吐量16用户/扇区1个用户/TTI123kbps135kbps42kbps47kbps1968kbps2158kbps16用户/扇区2个用户/TTI143kbps170kbps49kbps69kbps2292kbps2714kbps第31页混合组网与单独组网的技术差异▪基站可用功率与小区容量的差异从系统的角度，HSDPA单独频率组网比混合组网的频谱利用率更高！第32页混合组网与单独组网的技术差异▪用户发起并发业务的差异当HSDPA与R99共载频时，用户可以同时发起数据业务和话音业务当HSDPA与R99分载频的情形下，用户在同一时刻只能发起一种业务第33页课题研究内容▪HSDPA背景介绍▪HSDPA技术性能研究及网络建议▪HSDPA网络规划▪HSDPA承载业务特点分析及建议▪HSDPA组网策略建议▪HSDPA成本分析HSDPA引入策略√第34页HSDPA覆盖范围根据取定的标准，结合工程师的经验，可以划定HSDPA的覆盖区域。HSDPA的覆盖应结合其具体情况，对数据业务进行细致的分析，确定适用于自身的标准，确定真正有数据业务需求的区域，进行HSDPA的覆盖。HSDPAHSDPAHSDPAHSDPA第35页HSDPA链路预算特点▪下行方向特点链路预算差异HSDPAR99快衰落余量不考虑（无功控）考虑干扰余量Mi增加－Rb（信息速率）考虑重传无重传Eb/N0多次重传合并值无重传切换增益类似于硬切换的增益软切换增益考虑（链路自适应技术的优势）不考虑txp第36页举例链路方向下行链路上行链路－64K业务HSDPA-68.5KR99-CS64KHSDPAR99功率配比75％50％30％－－－容许最大路损（dB）136.96135.2132.98135.61130.15130.78覆盖半径（km）0.740.660.570.680.520.54考虑实际工程因素，HSDPA网络具有与R99网络相近的覆盖范围第37页HSDPA规划步骤ULlinkbudgetStartDone!LsaorPDCHtoolargeLsaorPCCHtoolarge步骤1LsaCPICHlinkbudget步骤2PCCH,LsaDLlinkbudget步骤3PCCH,PDCH,Lsa,HSDPAdimensioning步骤4NOYes!第38页影响Iub带宽需求的因素CDF(kbps)0.10.20.30.40.50.60.70.80.9Macro/VA329046069094013001800240033003500Micro/PA310002300350052007