盧恒??

【摘要】TD-SCDMA，是我國的3G產(chǎn)物，其主要知識產(chǎn)權(quán)屬于我國，在國際上享有廣泛贊譽。然而，TD-SCDMA在發(fā)展中存在許多不足，尤其是時隙配置方面。本文主要從TD-SCDMA系統(tǒng)下的時隙分配原則和典型3G用戶資源占用情況方面進行分析，研究TD-SCDMA擴大容量的方法時隙分配優(yōu)化的優(yōu)化手段。

【關(guān)鍵詞】TD-SCDMA；時隙配置；HSDPA；CS；PS

TD-SCDMA slot configuration and typical business resource occupancy analysis

Lu Heng

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】TD-SCDMA， is China's 3G products， its main intellectual property belongs to our country， in the international community enjoy wide acclaim. However， TD-SCDMA in the development of many deficiencies， especially in the slot configuration. This paper mainly analyzes the TD-SCDMA system's time slot allocation principle and the typical 3G user resource occupancy situation， and studies the optimization method of TD-SCDMA to optimize the capacity allocation.

【Key words】TD-SCDMA；Slot configuration；HSDPA；CS；PS

1. 前言

TD-SCDMA（以下均簡寫為TD）系統(tǒng)采用了多種物理層技術(shù)，相對WCDMA和cdma2000系統(tǒng)，從技術(shù)上具有更高的頻譜利用率。但現(xiàn)網(wǎng)實際情況是，不同業(yè)務(wù)占用不同的碼資源會導(dǎo)致TD系統(tǒng)對系統(tǒng)的干擾還未達到極限，由于碼資源受限而出現(xiàn)了系統(tǒng)容量受限的情況。作為碼資源非常受限的系統(tǒng)，TD應(yīng)盡快通過開啟HSUPA和擴載波、開啟空分復(fù)用等技術(shù)方式，增大系統(tǒng)的容量以解決此問題。

2. TD設(shè)備上下行時隙配置原則說明

（1）多數(shù)情況下，TD系統(tǒng)上下行時隙配置及HSDPA配置原則是每個小區(qū)都在第二塊載波配置HSDPA載波。如每小區(qū)有4或3塊載波，則根據(jù)業(yè)務(wù)需求量大小在第2塊和第3塊載波上開啟HSDPA功能，若小區(qū)共2塊載波，則第2塊載波開啟HSDPA。每塊載波開啟3個HSDPA時隙。主載波、輔載波碼道配置如圖1、2、3所示。圖1為主載波碼道占用情況，說明如圖1：

（2）其中TS0時隙的第16/0和16/1一般固定由PCCPCH信道占用。16/2～16/5分配給SCCPCH信道使用，16/6和16/7分配給PICH信道使用，16/8分配給PFACH信道使用?？赏瑫r支持15個AMR12.2kbit/s的話音電話；剩余的DPCH碼道可以用于支持R4的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可提供34×8=272kbit/s的帶寬。需要注意的是R4載波業(yè)務(wù)的承載能力計算。一個SF=16的碼道，采用QPSK調(diào)制方式，其空口峰值速率為：單碼道空口峰值速率=（數(shù)據(jù)符號chip數(shù)/SF×調(diào)制比特TPC&SS&TFCI占用比特數(shù)）×每秒子幀數(shù)= （704/16×2-8）bit/subframe×200subframe/s=15.2kbit/s

（3）在R4階段，一般采用1/2、1/3編碼，再加上上層重傳，SF16單碼道承載能力在8kbit/s。單時隙承載能力為128kbit/s。圖2是R4載波的碼道占用情況，說明如下：

（4）由于TD系統(tǒng)的一副天線無法同時完成收發(fā)信息，同一扇區(qū)（使用同一副天線）內(nèi)所有小區(qū)的上下行時隙應(yīng)該是一致的。這樣R4載波在上述配置情況下可以同時支持16個AMR12.2kbit/s的話音電話。剩余的下行TS3、4最大可以提供256kbit/s的帶寬。圖3為第二輔載波（HSDPA載波）。HSDPA碼道占用情況，說明如下：

（5）在上行速率設(shè)置為64kbit/s的情況下，每個64kbit/s業(yè)務(wù)需占用8個SF=16的碼道。為此上行業(yè)務(wù)支持3個用戶；而下行由于每個H用戶需占用兩個SF=16的碼道（在不開啟幀分復(fù)用的情況下）的伴隨信道，所以下行支持6個用戶。綜合來看支持只能3個用戶。如果上行設(shè)置為32kbit/s的話，則可以支持6個用戶。

（6）綜合以上時隙碼道規(guī)劃，可看出目前在以3個載波的配置情況下，能提供31路AMR12.2kbit/s的話音用戶。小區(qū)開啟HSDPA的載波理論上可以提供1.68Mbit/s的帶寬。在這里，一個下行HSDPA時隙，SF=1，采用16QAM調(diào)制方式，一個子幀的長度為5ms，其空口峰值速率為：單時隙空口峰值速率=（數(shù)據(jù)符號chip數(shù)/SF×調(diào)制比特TPC&SS&TFCI占用比特數(shù)）×每秒子幀數(shù)=

（704/1×4-0）bit/subframe×200subframe/s=563.2kbit/s

三個時隙理論峰值速率為： 563.2kbit/s×3=1689.6kbit/s=1.68Mbit/s

（7）實際的空口承載能力（即小區(qū)容量）和UE所處位置的無線環(huán)境、小區(qū)中UE個數(shù)、小區(qū)半徑等有較大關(guān)系，變化較大。根據(jù)外場測試，在單H載波3個HSDPA業(yè)務(wù)時隙情況下，12個UE并發(fā)，系統(tǒng)吞吐量在1.1～1.3Mbit/s，平均每個HSDPA時隙速率在360～430kbit/s。endprint

3. 時隙優(yōu)化配置的建議

3.1對于TD容量規(guī)劃的要求。

（1）目前在“重點發(fā)展移動寬帶業(yè)務(wù)和基于雙模終端的話音業(yè)務(wù)”的市場定位下，TD全網(wǎng)將采用2：4（上行：下行）時隙配置，以便充分發(fā)揮TD網(wǎng)絡(luò)在非對稱時隙配置下增強下行承載業(yè)務(wù)能力的優(yōu)勢。

（2）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點區(qū)域配置原則：

當(dāng)小區(qū)配置3載頻時開啟2個載頻的HSDPA功能，相應(yīng)配置6個HS-PDSCH時隙。

當(dāng)小區(qū)載頻配置4個時，開啟3個載頻的HSDPA功能，相應(yīng)配置9個HS-PDSCH時隙。

3.2TD信道規(guī)劃情況。

實際規(guī)劃時，由于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，仍以語音業(yè)務(wù)與視頻電話為主，可以暫時不按以上原則進行實施，全網(wǎng)小區(qū)統(tǒng)一設(shè)置為只開通1個HSDPA載頻，配置3個HS-PDSCH時隙。

3.3目前時隙碼道配置存在的問題及解決建議。

3.3.1CS業(yè)務(wù)資源不足。

從以上的分析可以看出，目前的時隙碼道配置原則下，3個載波最大可以支持31路AMR12.2kbit/s的話音用戶。當(dāng)用戶發(fā)起視頻電話VP業(yè)務(wù)后，將在上行占用8個SF=16的碼道，這樣當(dāng)VP業(yè)務(wù)多起來的時候，會發(fā)現(xiàn)將會占用大量的碼道，支持話音用戶的數(shù)量將銳減。按照上面的碼信道配置，最多支持7個VP業(yè)務(wù)。另外對于用戶上R4的PS業(yè)務(wù)，碼資源也得不到保證。

3.3.2PS業(yè)務(wù)資源嚴重不足。

（1）根據(jù)理論和在現(xiàn)網(wǎng)實際測試情況來看，各類業(yè)務(wù)對碼資源的占用情況如表一。（注：一個BRU指的是單個SF=16的資源。）

（2）按上面的信道碼資源配置情況，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)試驗，對于3個載波的小區(qū)，最多支持2個用戶使用384kbit/s的下行R4數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（需占用6個下行時隙）。

（3）而對于使用HSDPA業(yè)務(wù)的用戶，在上行使用64kbit/s的情況下，最多支持3個上行64kbit/s下行HSDPA的用戶，其中需要有一個或兩個SF=16的上行碼道，用于傳上行控制信道的HS-SICH。

3.4結(jié)論。

TD系統(tǒng)是一個碼資源受限的系統(tǒng)。3個載波的小區(qū)，最大支持7個視頻電話、3個HSDPA用戶（上行64kbit/s）和6個AMR12.2kbit/s的話音用戶。

現(xiàn)網(wǎng)的情況也是如此，當(dāng)已經(jīng)有三個HSDPA的用戶在線時，第四個HSDPA用戶就無法接入，主要是上行碼資源受限的原因。

4. 信道碼資源優(yōu)化建議

（1）主載波或第一輔載波的TS3/TS4兩個時隙可以考慮用作MBMS通道，如圖4所示。

圖4TS3/4時隙可用作MBMS通道

（2）對于使用HSDPA的用戶，建議上行不使用64kbit/s而采用32kbit/s，主要考慮是目前HSDPA數(shù)據(jù)卡如果使用64kbit/s業(yè)務(wù)類型，則整個HSDPA載波最多支持3個用戶，而上行如果采用32kbit/s，則可以支持6個用戶使用HSDPA業(yè)務(wù)（各類業(yè)務(wù)對碼資源占用情況見表1）。

（3）由于沒有確切的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用模型，如果隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量上來后，建議除主載波外，其他載波都要開啟HSDPA功能，否則依靠R4載波進行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載，將極大消耗碼資源，對CS話音用戶資源占用太大。另外在技術(shù)成熟的情況下，盡快部署HSUPA，避免目前由于上行碼道受限，導(dǎo)致只有3個用戶上HSDPA業(yè)務(wù)的情況。

（4）如果用戶在占用TD小區(qū)發(fā)生上行資源受閑置時，啟動話音業(yè)務(wù)到GSM的轉(zhuǎn)移。

5. 各類業(yè)務(wù)占用資源的分析

3GPP共定義了四類業(yè)務(wù)流等級，分別是會話類（ConversationalServices）、流類（StreamingServices）、交互類（InteractiveServices）和背景類（Background services）。針對3G常用的承載業(yè)務(wù)，分析各類不同業(yè)務(wù)占用時隙碼道資源的情況。

5.1短信業(yè)務(wù)。

目前短信業(yè)務(wù)直接由3.4kbit/s的SRB（信令無線承載）進行業(yè)務(wù)承載。收發(fā)短信時短信業(yè)務(wù)占用一個SF=16的碼道。

5.2AMR12.2K的話音業(yè)務(wù)。

目前對于12.2kbit/s的話音業(yè)務(wù)，占用連續(xù)的兩個SF=16的碼道。對于目前主載波，由于時隙配比是2：4，除去PCCPCH等公共信道所占用的碼道，最多支持15個AMR用戶。

5.3視頻電話VP業(yè)務(wù)。

視頻電話由于需要64kbit/s的帶寬資源，所以單個視頻VP電話，需要8個SF=16的碼道資源。在時隙配比為2：4的情況下，TD只能同時支持3個視頻電話用戶。

5.4R4下的分組域無線接入承載業(yè)務(wù)。

（1）目前我們使用的彩信，流媒體電視等業(yè)務(wù)都承載在R4下的分組域下。用戶使用這些業(yè)務(wù)時，根據(jù)用戶簽約信息，核心網(wǎng)將分頻相應(yīng)的資源。

（2）對于彩信業(yè)務(wù)，使用PS交互/背景類64/64kbit/s資源，這樣上下行將占用8個SF=16的碼道資源。而流媒體電視使用PS交互/背景類128/384kbit/s資源，這樣上行占用單個時隙，16個SF=16的碼道資源；下行占用三個時隙和48個下行碼道。

5.5HSDPA業(yè)務(wù)。

對于使用HSDPA業(yè)務(wù)，它支持32kbit/s、64kbit/s、128kbit/s和384kbit/s等各類業(yè)務(wù)承載。如果上行沒有開啟HSUPA的情況下，上行各類業(yè)務(wù)占用資源的情況和R4下的分組域情況類似，而下行則占用所設(shè)置的HS-PDSH碼資源，具體占用情況取決于終端申請的速率。目前比較典型的業(yè)務(wù)是G3上網(wǎng)本使用的各類上網(wǎng)業(yè)務(wù)。

6. 總結(jié)

（1）在TD系統(tǒng)中，時隙碼道是一個很大的受限條件。按照目前時隙2：4的配置情況下，要求很多PS業(yè)務(wù)承載在TD網(wǎng)絡(luò)上，否則會極大浪費時隙碼道資源。

（2）話音業(yè)務(wù)要求是成對的資源。而目前按照表一的各類業(yè)務(wù)占用碼道情況，對于單載波，最多只能支持一個384業(yè)務(wù)的用戶，碼資源無法在多用戶下共享。除非開啟DCCC算法等算法來動態(tài)調(diào)整用戶占用資源情況。目前還沒有HSUPA部署，網(wǎng)絡(luò)最多只能支持3個64kbit/s的用戶。要能承載更多的用戶的話，必須采取上行降速的辦法，如上行速率采用32kbit/s?？傊?，TD系統(tǒng)是一個碼資源非常受限的系統(tǒng)，應(yīng)盡快開啟HSUPA和通過擴載波、開啟空分復(fù)用等技術(shù)方式才能增大系統(tǒng)的容量。比如采用2倍空分復(fù)用技術(shù)，在相同頻率、時隙、碼道資源情況下，可以提升吞吐量的一倍。

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