袁乃華，肖 健

（鼎橋通信技術(shù)有限公司 北京 100050）

1 概述

TD-SCDMA已經(jīng)在多個(gè)城市成功商用，鼎橋公司的網(wǎng)絡(luò)率先支持HSPA功能，并在現(xiàn)有硬件基礎(chǔ)上通過升級(jí)軟件可以支持HSPA+的功能。在HSPA應(yīng)用中需要為用戶同時(shí)分配上、下行伴隨信道，用于傳送上行同步、下行波束賦形、信令以及上層反饋信息。TD-SCDMA系統(tǒng)的上下行碼道受限，而伴隨信道只能采用QPSK調(diào)制方式，且在用戶沒有數(shù)據(jù)發(fā)送的情況下仍然存在，因此限制了HSPA載波可以同時(shí)承載的用戶數(shù)。在R9版本的HSPA＋中引入了連續(xù)分組連接（CPC）技術(shù)，在連續(xù)分組連接應(yīng)用中可以取消用戶的伴隨信道配置，這樣便去除了必須分配上下行伴隨信道的限制，從而可以提高HSPA載波承載的用戶數(shù)。

連續(xù)分組連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)了半持續(xù)調(diào)度（SPS）和非連續(xù)接收（DRX）功能。連續(xù)分組連接初始引入時(shí)主要是針對(duì)VoIP應(yīng)用，但從系統(tǒng)目前的實(shí)現(xiàn)情況、半持續(xù)調(diào)度的應(yīng)用容量增益、業(yè)務(wù)特性和性能損失來看，半持續(xù)調(diào)度技術(shù)可以用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。半持續(xù)調(diào)度是指按照配置指定的格式使用HSDPA和HSUPA資源。對(duì)于半持續(xù)調(diào)度資源，不需要再通過物理控制信道HS-SCCH和E-AGCH動(dòng)態(tài)調(diào)度分配授權(quán)就可以使用，所以這種技術(shù)也稱為HS-SCCH-less、E-AGCH-less，這樣可以節(jié)省部分HS-SCCH和E-AGCH資源。另外，當(dāng)用戶長時(shí)間沒有數(shù)據(jù)需要傳送或者物理信道環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，通過HS-SCCH和E-AGCH重配置方式可以修改或者刪除半持續(xù)調(diào)度資源，從而能夠更充分地利用碼道資源。HSPA＋連續(xù)分組連接標(biāo)準(zhǔn)中定義了下行HS-DSCH SPS和上行E-DCH SPS技術(shù)，在實(shí)際中可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景靈活采用。針對(duì)上行E-DCH SPS技術(shù)，在應(yīng)用中網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以根據(jù)終端能力、網(wǎng)絡(luò)資源等信息分配終端的E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源，用于承載上行信令或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

在現(xiàn)有HSPA＋連續(xù)分組連接E-DCH半持續(xù)調(diào)度設(shè)計(jì)中，用戶初始接入時(shí)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)無法知道終端的信道質(zhì)量，從而無法較精確地計(jì)算分配給終端的E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源。如按照固定的調(diào)制方式計(jì)算和分配E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)資源，則分配的授權(quán)資源可能不合適，后續(xù)將根據(jù)終端上報(bào)的調(diào)度信息（SI）重新計(jì)算，此時(shí)可能需要通過E-AGCH重配置E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源。這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生過多的E-AGCH控制信令交互，造成信道資源的浪費(fèi)，且會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)干擾。為減少E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源初次授權(quán)不準(zhǔn)確需通過E-AGCH修改的次數(shù)，本文提出了HSPA＋E-DCH半持續(xù)調(diào)度的初始鏈路適配方案，通過提高分配給終端的E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)資源計(jì)算的準(zhǔn)確性，達(dá)到提高系統(tǒng)的碼道利用率和網(wǎng)絡(luò)性能的目的。

2 E-DCH半持續(xù)調(diào)度技術(shù)分析和授權(quán)資源計(jì)算

在HSPA＋連續(xù)分組連接應(yīng)用中，基站通過審計(jì)響應(yīng)或者資源狀態(tài)指示消息告知RNC其本地小區(qū)對(duì)E-DCH半持續(xù)調(diào)度的支持能力。終端如支持半持續(xù)調(diào)度能力，則在接入時(shí)通過能力上報(bào)告知網(wǎng)絡(luò)側(cè)。RNC在終端發(fā)送建立無線鏈接請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)終端的半持續(xù)調(diào)度支持能力、基站中小區(qū)/載波的半持續(xù)調(diào)度支持能力、資源池配置和無線資源的使用情況，確定是否讓終端準(zhǔn)入HSPA＋連續(xù)分組連接的載波，如準(zhǔn)入則為其分配E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源。RNC在Iub口建立無線鏈路時(shí)，將攜帶E-DCH半持續(xù)調(diào)度相關(guān)信息，其中包括重復(fù)周期列表、E-DCH邏輯信道指示、是否需要基站響應(yīng)半持續(xù)調(diào)度配置信息指示、E-DCH半持續(xù)調(diào)度相關(guān)的E-HICH號(hào)和簽名序列等信息。由于E-DCH半持續(xù)調(diào)度應(yīng)用取消了上行伴隨信道，因此RNC需要配置上行信令對(duì)應(yīng)的邏輯信道到E-DCH半持續(xù)調(diào)度的映射。基站在建立無線鏈路時(shí)使用RNC配置的E-HICH號(hào)和簽名序列，從重復(fù)周期列表中選擇相應(yīng)的重復(fù)周期和重復(fù)長度。基站根據(jù)已接入用戶占用的時(shí)隙碼道資源、干擾等信息計(jì)算分配給E-DCH半持續(xù)調(diào)度的初始授權(quán)資源，授權(quán)資源信息中包含時(shí)隙資源指示（TRRI）、功率授權(quán)指示（PRRI）、碼道資源指示（CRRI）和 E-DCH 上行控制信道符號(hào)數(shù)（NE-UCCH）。

基站在分配E-DCH半持續(xù)調(diào)度的初始授權(quán)資源時(shí)沒有終端的信道質(zhì)量信息，為提高終端的第一次數(shù)據(jù)發(fā)送成功率，基本不會(huì)采用16QAM調(diào)制方式，而是采用QPSK調(diào)制方式。計(jì)算終端側(cè)E-PUCH的初始發(fā)射功率PE-PUCH的公式如下：

式中，Pe-base為歸一化授權(quán)功率為零時(shí)對(duì)應(yīng)的期望接收功率，QPSK調(diào)制方式下的Pe-base由RNC根據(jù)仿真指定；L為路損；βe為網(wǎng)絡(luò)分配給終端的對(duì)應(yīng)碼率的授權(quán)功率。

初始分配的E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源用于傳送信令數(shù)據(jù)和調(diào)度信息。根據(jù)終端上報(bào)的物理層能力等級(jí)，查詢終端的傳輸塊大小表獲取可以承載數(shù)據(jù)的傳輸塊大小索引，k=arg min (Lk≥Ldata)，k是滿足傳輸塊長度Lk大于等于Ldatak的最小長度索引。初次傳輸為提高傳輸帶寬，可以采用SF4/QPSK調(diào)制方式。采用QPSK調(diào)制和選擇對(duì)應(yīng)傳輸塊時(shí)的碼率λe,QPSK可用下列公式計(jì)算得到：

式中，Se是選擇的傳輸集（E-TFC）對(duì)應(yīng)的傳輸塊大小，Re,QPSK是采用QPSK調(diào)制方式時(shí)物理信道可以承載的比特?cái)?shù)。

根據(jù)配置的QPSK編碼碼率 （λ）和參考授權(quán)功率（Reference β）映射表，獲取對(duì)應(yīng)的QPSK調(diào)制方式的授權(quán)功率 βe,QPSK。

針對(duì)分配的授權(quán)功率，考慮最大授權(quán)功率、HARQ的功率偏移和擴(kuò)頻因子，限制授權(quán)功率如下：

在基站計(jì)算分配給終端的E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)資源后，將其放在響應(yīng)消息中發(fā)送給RNC。 RNC獲取E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源配置，在建立空口鏈路時(shí)在信令中將配置信息發(fā)送給終端，配置終端側(cè)的初始半持續(xù)調(diào)度參數(shù)。后續(xù)終端上行發(fā)送數(shù)據(jù)，其中攜帶調(diào)度信息，調(diào)度信息包含緩存和信道相關(guān)信息，其中緩存信息的內(nèi)容如下：

·最高優(yōu)先級(jí)邏輯信道ID(HLID)；

·總的E-DCH緩存狀態(tài) (TEBS)；

·最高優(yōu)先級(jí)邏輯信道緩存狀態(tài)(HLIB)。

調(diào)度指示中包含服務(wù)鄰區(qū)的相對(duì)路損信息（SNPL）和終端的剩余功率（UPH）。

MAC-ehs根據(jù)終端反饋的調(diào)度信息，重新計(jì)算E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)功率，確定時(shí)隙、碼道和E-DCH上行控制信道符號(hào)數(shù)，分析是否需要更新終端的上行E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源，如需要?jiǎng)t通過E-AGCH告知終端重配置的E-DCH半持續(xù)調(diào)度信息?；臼褂肊-AGCH類型2控制指令動(dòng)態(tài)重配置E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)信息。終端接收E-AGCH信息，根據(jù)各信息域的內(nèi)容更新E-DCH半持續(xù)調(diào)度的授權(quán)配置。

從上面的E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源授權(quán)分配過程可以看出，終端的E-DCH半持續(xù)調(diào)度初始授權(quán)沒有參考終端的信道質(zhì)量信息，按照QPSK調(diào)制方式計(jì)算和分配初始授權(quán)資源。

在室內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)景或室外基站覆蓋好，終端信道質(zhì)量較好時(shí)，為采用16QAM調(diào)制方式，使用更少的碼道承載信令和數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，接入更多的用戶，將根據(jù)終端反饋的調(diào)度信息，重新計(jì)算E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)資源，通過E-AGCH重配置E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源，這樣會(huì)增加占用E-AGCH信道的次數(shù)，降低了碼道利用率和系統(tǒng)性能。下面介紹使用終端初始接入時(shí)信標(biāo)信道的接收信號(hào)強(qiáng)度和測(cè)量的上行時(shí)隙干擾信息，適配終端初始鏈路質(zhì)量的E-DCH半持續(xù)調(diào)度技術(shù)。

3 E-DCH半持續(xù)調(diào)度初始鏈路適配技術(shù)

3.1 終端側(cè)的接收信號(hào)強(qiáng)度信息上報(bào)和準(zhǔn)入

終端在空閑狀態(tài)時(shí)會(huì)測(cè)試駐留小區(qū)主公共控制信道（PCCPCH）的接收信號(hào)強(qiáng)度（RSCP），在接入時(shí)通過 RACH信道上報(bào)測(cè)量的PCCPCH信號(hào)強(qiáng)度。RNC從收到的RACH數(shù)據(jù)中獲取終端側(cè)PCCPCH的信號(hào)強(qiáng)度，根據(jù)配置的小區(qū)PCCPCH發(fā)射功率計(jì)算終端的路損,根據(jù)終端和基站上報(bào)的能力信息獲取終端和基站是否支持E-DCH半持續(xù)調(diào)度功能，在終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備均支持E-DCH半持續(xù)調(diào)度功能且網(wǎng)絡(luò)資源容許的情況下，使終端準(zhǔn)入到HSPA＋連續(xù)分組連接的載波，并在Iub口建立無線鏈路時(shí)把路損信息發(fā)送給基站。

3.2 初始E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)資源計(jì)算

基站在無線鏈路建立時(shí)，根據(jù)RNC的Iub口是否攜帶E-DCH半持續(xù)調(diào)度信息來選擇無線鏈路信令的承載方式?；緦?duì)準(zhǔn)入配置為E-DCH半持續(xù)調(diào)度的終端，計(jì)算分配給終端的上行初始半持續(xù)調(diào)度授權(quán)資源：MAC-ehs分配初始E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源時(shí)，根據(jù)終端建鏈需要交互的信令數(shù)據(jù)塊的大小、可能包含的調(diào)度信息和終端的物理層等級(jí)，查詢終端的傳輸塊大小表獲取終端的傳輸塊大小索引。根據(jù)選擇的傳輸集對(duì)應(yīng)的傳輸塊大小 （Se,QPSK和Se,16QAM）計(jì)算采用QPSK和16QAM調(diào)制方式時(shí)的編碼速率。λe,QPSK可以采用SF4、QPSK承載方式計(jì)算，λe,16QAM可以采用SF8、16QAM承載方式計(jì)算。

基站測(cè)量該載波上行時(shí)隙的干擾值，通過平滑處理獲取各上行時(shí)隙的干擾平均值，根據(jù)該干擾平均值調(diào)整終端的初始Pe-base值。

MAC-ehs調(diào)度器根據(jù)配置的QPSK和16QAM調(diào)制方式下的碼率λe,QPSK/λe,16QAM，參考QPSK和16QAM調(diào)制方式下的碼率和參考授權(quán)功率的映射關(guān)系參考表，獲取對(duì)應(yīng)的授權(quán)功率βe,QPSK和βe,16QAM，然后進(jìn)行如下比較。

如滿足上述條件，則根據(jù)βe,QPSK計(jì)算E-DCH控制信道符號(hào)數(shù)和信噪比，在滿足E-DCH控制信道符號(hào)數(shù)和信噪比要求的情況下，采用QPSK調(diào)制方式，配置SF4；否則進(jìn)行如下比較。

如滿足上述條件，則表明采用QPSK和16QAM調(diào)制方式都可以滿足要求。采用QPSK和16QAM調(diào)制方式時(shí)的授權(quán)功率分別為βe,QPSK和βe,16QAM，則終端的發(fā)射功率如下：

采用QPSK和16QAM調(diào)制方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收到的終端發(fā)射信號(hào)功率分別為RSCPQPSK和RSCP16QAM。

基站根據(jù)RSCPQPSK和RSCP16QAM計(jì)算用戶的接收帶寬總功率（RTWP），估算上行授權(quán)終端接收時(shí)的信噪比，判斷采用QPSK和16QAM調(diào)制方式時(shí)的信噪比是否滿足要求，并分別根據(jù)QPSK和16QAM調(diào)制方式的授權(quán)功率βe,QPSK和βe,16QAM計(jì)算E-DCH控制信道符號(hào)數(shù)。可以通過算法開關(guān)設(shè)定授權(quán)計(jì)算是采用功率優(yōu)先或者吞吐量優(yōu)先，根據(jù)計(jì)算得到的信噪比、授權(quán)功率（βe,QPSK和βe,16QAM）以及算法開關(guān)，確定采用的初始E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)的調(diào)制方式和碼道信息。上述過程的具體判斷方法見表1。

表1 初始E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)資源計(jì)算判斷方法

根據(jù)上面的分析可以看出，網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)終端上報(bào)的PCCPCH信號(hào)強(qiáng)度信息獲取終端的路損信息，參照信令數(shù)據(jù)量和基站測(cè)量的上行時(shí)隙平均干擾，計(jì)算終端上行E-DCH半持續(xù)調(diào)度的授權(quán)功率，確定調(diào)制模式、時(shí)隙、碼道和E-DCH控制信道符號(hào)數(shù)等，分配HSPA＋連續(xù)分組連接用戶的初始E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源，實(shí)現(xiàn)了鏈路的初始自適應(yīng)。

4 結(jié)束語

本文在分析現(xiàn)有的TD-SCDMA HSPA＋E-DCH半持續(xù)調(diào)度技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)終端在E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源初始分配時(shí)存在的問題，提出了E-DCH半持續(xù)調(diào)度初始鏈路適配技術(shù)，從而提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率和終端的數(shù)據(jù)速率，提高了系統(tǒng)容量并減少了干擾。