TDSCDMA HSDPA UTRAN高级设计说明书07.docx
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TDSCDMAHSDPAUTRAN高级设计说明书07
TD-SCDMAHSDPAUTRAN
高级设计说明书
目录
1概述6
1.1文档目的6
1.2文档读者6
1.3文档背景6
1.4文档说明6
1.4.1文档定位6
1.4.1文档范围7
1.4.2输入文档7
1.4.3下属指导文档7
2参考文档7
3术语及缩略语8
4HSDPAUTRAN技术概述9
5HSDPAUTRAN需求规格9
5.1规范需求9
5.2业务需求9
5.3支持的业务类型10
5.4用户HS-DSCH配置11
5.5用户上下行业务配置需求11
5.5.1下行业务11
5.5.2上行业务11
5.5.3支持的上下行业务组合11
5.6载扇配置需求11
5.6.1载扇业务配置11
5.6.2载扇信道配置11
5.7移动性需求12
5.7.1UTRAN支持以下几种类型的服务HS-DSCH小区的改变：
12
5.7.2UTRAN还可以支持以下几种类型的切换：
12
5.8其它需求12
5.8.1对N频点R4的兼容性12
5.8.2测量需求12
6HSDPAUTRAN架构设计12
6.1Layer2、layer3层协议架构12
6.2载扇信道配置13
6.2.15个时隙配置为HS-DSCH信道13
6.2.24个时隙配置为HS-DSCH信道14
6.2.33个时隙配置为HS-DSCH信道14
6.2.42个时隙配置为HS-DSCH信道15
6.2.51个时隙配置为HS-DSCH信道15
6.3流程说明16
6.3.1小区配置16
6.3.2HSDPA链路建立17
6.3.3移动性18
6.3.3.1本小区内的重配方式19
6.3.3.2NodeB内服务小区改变20
6.3.3.3RNC内NodeB间服务小区改变22
6.3.3.4RNC之间服务小区改变23
7HSDPA关键算法24
7.1算法相关的测量24
7.1.1Uu口需要的测量24
7.1.2NBAP口需要的测量24
7.2RRM部分24
7.2.1用户接纳控制24
7.2.2小区内用户数量变化情况下的资源更新（动态信道分配）25
7.2.3HSDPA资源释放和重建25
7.3MAC-hs调度25
7.4流控25
8附录26
8.1关于HS-DSCH信道最大传输速率的计算方法26
8.2上行DCH信道理论最大速率的计算方法26
TD-SCDMAHSDPAUTRAN高级设计
1概述
文档目的
此文档的目的从UTRAN系统级的角度完成HSDPA的设计。
重点关注的部分在于业务类型、业务配置、各种情况下的载扇配置以及移动性下的各个流程，同时简单介绍了一些关键的算法中需要注意的问题；
此文档用于指导网元级的架构设计。
文档读者
此文档的读者是UTRAN系统架构设计人员、RNC和NodeB的需求分析和架构设计人员、测试人员、产品管理人员。
文档背景
本文档最终参考的标准为CCSA的R5标准，但是由于CCSA的标准还没有出来，本文档是参考3GPP的R5版本而形成的高级设计。
当CCSA的R5标准最终形成，本文档需要根据CCSA的标准进行修正。
文档说明
文档定位
此文档在TD-SCDMA项目文档体系中属UTRAN级系统设计文档。
1.4.1文档范围
本文档主要描述HSDPA的高级设计，包括HSDPA的需求，小区的配置、RRC的流程等。
2参考文档
1.TC5-WG9-2005-072C-MII-WCDMA-HSDPA-设备规范-v0.7.doc
2.TC5-WG9-2005-073C-MII-WCDMA-HSDPA-设备测试-v0.5.doc
3.HSDPA调度算法研读报告.doc
4.3GPPTS 25.401:
"UTRANOverallDescription".
5.3GPPTS25.433:
"UTRANIubinterfaceNBAPsignalling".
6.3GPPTS 25.435:
"UTRANIubInterface:
UserPlaneProtocolsforCommonTransportChannelDataStreams".
7.3GPPTS25.222:
"Multiplexingandchannelcoding（TDD）".
8.3GPPTS25.331:
"RRCProtocolSpecification".
9.3GPPTS25.321:
MediumAccessControl（MAC）protocolspecification
10.3GPPTS25.308:
HighSpeedDownlinkPacketAccess（HSDPA）:
OverallUTRANDescription
11.3GPPTS 34.108:
"CommonTestEnvironmentsforUserEquipment（UE）ConformanceTesting"
12.3GPPTS 25.306"UERadioAccessCapabilities"
3术语及缩略语
（英文缩写）
（英文全称）
（中文全称）
HSDPA
HighSpeedDownlinkPacketAccess
HS-DSCH
HighSpeedDownlinkSharedChannel
HS-SCCH
SharedControlChannelforHS-DSCH
HS-SICH
SharedInformationChannelforHS-DSCH
4
HSDPAUTRAN技术概述
HSDPA主要是为了提高在3G系统通信中下行链路的业务速率而引入的新技术，通过重新设计部分物理层、Layer2、layer3和接口的框架结构和功能来实现。
为了支持AMC以及HARQ，TD-SCDMA的物理层配置了HS-DSCH用于传输下行分组，HS-SCCH用于配置下行物理和链路层信令，HS-SICH用于反馈CQI以及重传要求。
为了减小HARQ重传时延以及相关无线资源调度，UTRAN在NodeB中引入了MAC-hs层。
围绕这这种MAC层和物理层结构的变更，引发了RRC以及Iub接口的相关更新。
需要增加或改变以下流程：
1．修改小区建立；
2．修改RL建立和重配
3．增加HSDPA的FP流控；
4．修改切换；
5．增加对HSDPA的操作维护；
6．增加HSDPA测量；
从接口逻辑上而言，HSDPA针对于RL4版本UTRAN有了一下一些变化。
1.增加了新的物理信道与传输信道。
2.更新的速率匹配与交织实现。
3.更新的物理层过程。
4.更新的调制方式。
5.增加了新的MAChs实体。
6.增加了新的FP消息。
7.更新的NBAP消息与过程。
5HSDPAUTRAN需求规格
定义UTRAN支持的功能和性能要求。
遵循规范。
由于R5的行标还没有出来，本文档主要参照当前3GPP标准。
最终的设计以R5行标为准。
规范需求
Ø本设计参照2GPP的R5标准；
Ø仅支持1.28McpsTDD模式
Ø仅支持单载波方式
Ø不支持Iur接口
Ø如果R5行标发布，最终的设计以R5行标为准。
业务需求
表1：
UE接入类型
条目
每时隙最大HS-DSCH码道数目
每TTI最大HS-DSCH时隙个数
每TTI传输信道最大比特数
软信道bit数
实现的最大数据速率（Mbps）
1
12
5
7016
28160
1.4
2
12
5
7016
56320
1.4
3
12
5
7016
84480
1.4
4
16
5
7016
28160
1.4
5
16
5
7016
56320
1.4
6
16
5
7016
84480
1.4
7
12
5
10204
40912
2.0
8
12
5
10204
81824
2.0
9
12
5
10204
122736
2.0
10
16
5
10204
40912
2.0
11
16
5
10204
81824
2.0
12
16
5
10204
122736
2.0
13
16
5
14056
56320
2.8
14
16
5
14056
112640
2.8
15
16
5
14056
168960
2.8
参见25.306协议。
注：
在RL5-2005-9版本中，这个表中的值有一些变化。
表2RLC和MAC-hs参数
HS-DSCHcategory
MaximumnumberofAMRLCentities
MinimumtotalRLCAMandMAC-hsbuffersize[kBytes]
Category1
6
50
Category2
6
50
Category3
6
50
Category4
6
50
Category5
6
50
Category6
6
50
Category7
6
50
Category8
6
50
Category9
6
50
Category10
6
50
Category11
6
50
Category12
6
50
Category13
6
100
Category14
6
100
Category15
6
100
支持的业务类型
不支持语音业务和流业务；
支持交互式业务和后台式业务；
用户HS-DSCH配置
一个用户的HS-DSCHMAC-dFlow最多同时只能有一个优先级；
用户上下行业务配置需求
下行业务
UE下行HS-DSCH配置支持的最大速率与UE的能力有关。
注：
参见25.306协议的5.2.2CombinationsofUERadioAccessParametersforDL。
上行业务
在HS-DSCH配置下，UE的上行DCH配置支持16kbps、32kbps、64kbps；
支持的上下行业务组合
索引
业务组合类型
说明
1
交互或后台/DL：
UE能力支持的最大速率UL:
16/PSRAB+UL:
3.4DL:
3.4kbpsSRBsforDCCH
2
交互或后台/DL：
UE能力支持的最大速率UL:
32/PSRAB+UL:
3.4DL:
3.4kbpsSRBsforDCCH
3
交互或后台/DL：
UE能力支持的最大速率UL:
64/PSRAB+UL:
3.4DL:
3.4kbpsSRBsforDCCH
4
AMR语音+交互或后台/DL：
UE能力支持的最大速率UL:
16/PSRAB+UL:
3.4DL:
3.4kbpsSRBsforDCCH
5
AMR语音+交互或后台/DL：
UE能力支持的最大速率UL:
32/PSRAB+UL:
3.4DL:
3.4kbpsSRBsforDCCH
6
AMR语音+交互或后台/DL：
UE能力支持的最大速率UL:
64/PSRAB+UL:
3.4DL:
3.4kbpsSRBsforDCCH
载扇配置需求
HSDPAUTRAN基于N频点小区UTRAN基础上开发。
对于每个载扇（主载频或者辅载频），可以配置为以下类型。
载扇业务配置
1、载扇可以配置成只支持HSDPA分组业务，不支持语音业务；
2、载扇可以配置成支持HSDPA分组业务，支持语音业务；
3、载扇可以配置成不支持HSDPA分组业务；
载扇信道配置
最多5个时隙，最少1个时隙可以配置为HS-DSCH信道；不同的信道配置下有不同的峰值速率要求和不同的用户容量要求，在文档的后面描述。
移动性需求
UTRAN支持以下几种类型的服务HS-DSCH小区的改变：
1）源HS-DSCH小区和目的HS-DSCH小区位于同一个NodeB；
2）源HS-DSCH小区和目的HS-DSCH小区位于同一RNC下不同的NodeB；
3）源HS-DSCH小区和目的HS-DSCH小区位于不同RNC下的NodeB；
UTRAN还可以支持以下几种类型的切换：
1）RNC决定发起由具有HSDPA能力的小区切换到另一个不具有HSDPA能力的小区，用户从HS-DSCH信道切换到另一个小区的DCH。
2）在UE具备HSDPA能力的情况下，RNC决定发起由不具有HSDPA能力的小区切换到另一个具有HSDPA能力的小区，用户从DCH信道切换到另一个小区的HS-DSCH。
3）RNC决定发起由具有HSDPA能力的小区切换到另一个具有HSDPA能力的小区，用户从HS-DSCH信道切换到另一个小区的HS-DSCH信道。
其它需求
对N频点R4的兼容性
HSDPAUTRAN系统基于N频点系统UTRAN之上进行特性添加，原有N频点系统特性保留。
系统对兼容性要求如下。
HSDPAUTRAN系统兼容N频点R4行标。
要求HSDPARNC支持N频点NodeB的连接，HSDPANodeB支持N频点RNC的连接，这就要求保持Iub接口的兼容性。
HSDPAUTRAN系统兼容N频点R4的系统终端正常接入和业务。
测量需求
1、支持MAC-hs测量；
2、支持HSDPA物理层测量；
6HSDPAUTRAN架构设计
Layer2、layer3层协议架构
原则上HSDPA应尽量不改变R99和R4的功能体系结构。
PDCP、RLC和MAC都保留。
和R99、R4不同的是增加了MAC-hs实体，该功能实体包含HARQ和HSDPA的调度功能以及对HS-DSCH的控制功能。
MAC-hs实体位于NodeB中。
不位于RNC中主要是出于接口的延时问题（Iub时延大约为100ms），这样就不能够满足HARQ处理的时间要求。
基于以上的原因，UTRAN侧将MAC-hs功能实体安置于NodeB中。
HSDPA协议结构
载扇信道配置
以下为建议配置。
对于不同的配置，支持的HS-DSCH用户个数是不一样的，这主要是由以下的四个约束条件综合考虑得到：
一、对于HS-DSCH用户，上行ULDPCH的分配至少为每子帧一个时隙2个SF=16码字；
二、下行DLDPCH的分配至少为每子帧一个时隙1个SF=16码字。
三、每个用户至少分配64Kbps速率。
四、理论上每个HS-DSCH时隙的最大数据速率为563Kbps，但实际应用的时候，最大的数据速率要小得多，一般低于280Kbps，这样每个时隙的支持的最大数据速率按照280Kbps来考虑。
但是在考虑每种配置支持的业务组合的时候，出于演示的需要，需要按照理论值来考虑。
上行和下行理论上的最大数据速率的计算方法参考附录。
5个时隙配置为HS-DSCH信道
信道
时隙
数量
说明
HS-SCCH
5、6
2
每个HS-SCCH占用每个时隙的最后两个码字
HS-SICH
1
2
HS-PDSCH
2、3、4、5、6
五个时隙中0－13码字配置为HS-PDSCH
ULDPCH
1
DLDPCH
2、3、4
占用每个时隙的最后两个码字
配置说明：
容量
最大支持6个HSDPA用户
载扇业务配置
支持分组业务；
不支持纯语音业务；
支持分组业务+语音业务
上下行时隙转换点
TS1后
最大速率
2.8Mbps
4个时隙配置为HS-DSCH信道
信道
时隙
数量
说明
HS-SCCH
6
2
HS-SICH
1
2
HS-PDSCH
2、3、4、5
每个时隙中所有码字配置为HS-PDSCH
配置说明：
容量
最大支持6个HSDPA用户
载扇业务配置
支持分组业务；
不支持纯语音业务；
支持分组业务+语音业务
上下行时隙转换点
TS1后
最大速率
2.24Mbps
3个时隙配置为HS-DSCH信道
信道
时隙
数量
说明
HS-SCCH
6
3
HS-SICH
1
3
HS-PDSCH
3、4、5
每个时隙中所有码字配置为HS-PDSCH
配置说明：
容量
最大支持10个HSDPA用户
载扇业务配置
支持分组业务；
支持纯语音业务；
支持分组业务+语音业务
上下行时隙转换点
TS2后
最大速率
1.68Mbps
2个时隙配置为HS-DSCH信道
信道
时隙
数量
说明
HS-SCCH
6
2
HS-SICH
1
2
HS-PDSCH
3、4
每个时隙中所有码字配置为HS-PDSCH
配置说明：
容量
最大支持8个HSDPA用户
载扇业务配置
支持分组业务；
支持纯语音业务；
支持分组业务+语音业务
上下行时隙转换点
TS2后
最大速率
1.12Mbps
1个时隙配置为HS-DSCH信道
信道
时隙
数量
说明
HS-SCCH
6
2
HS-SICH
1
2
HS-PDSCH
4
每个时隙中所有码字配置为HS-PDSCH
配置说明：
容量
最大支持4个HSDPA用户
载扇业务配置
支持分组业务；
支持纯语音业务；
支持分组业务+语音业务
上下行时隙转换点
TS3后
最大速率
0.56Mbps
流程说明
小区配置
1.RNC发送标准NBPA消息，建立一个小区。
2.返回小区建立响应，通知小区建立成功。
3.RNC发送CommonTransportChannelSetupRequest，请求建立公共传输信道；
4.NodeB返回建立公共传输信道响应消息；
5.RNC发送PHYSICALSHAREDCHANNELRECONFIGURATIONREQUEST，请求配置HS-DSCH、HS-SCCH、HS-SICh物理信道；
6.NodeB返回PHYSICALSHAREDCHANNELRECONFIGURATIONRESPONSE，通知HSDPA配置成功；
HSDPA链路建立
当用户发起分组业务，RNC确定为用户分配HSDPA资源。
1.RNC通过RLSetup请求，命令NodeB建立相关无线资源。
消息中包含了3.4kbps信令链路建立的RL（和发起话音业务时相同）。
2.NodeB配置好RLSetupRequest消息中配置的DCH。
返回RLSetupResponse消息。
3.此处建立3.4kbps信令信道的FP连接；
4.发起传输信道同步。
5~6.RNC在空口建立和UE的RRC连接；在UE返回的RRC建立完成消息中包含了UE的能力信息，包括是否支持Rel5，以及支持的最大数据速率等；
7：
RNC发送RLReconfigureRequest，请求建立DCH＋HS-DSCH连接，消息中包括了CommunicationContextID；
8：
NodeB根据收到的消息，初始化此MAC-hs实体；建立从RNC到NodeB之间的HSDPAMAC-dFlow的FP连接；配置上行专用物理信道和上行传输信道；返回RLReconfigureResponse消息。
9：
RNC通过RBSetup消息直接为UE配置DSCH资源。
10：
UE返回RBSetupCommplete消息。
通知RNC准备好接收HSDPAData。
11、12：
RNC和NodeB之间容量申请；
13、14、15：
HSDPA数据发送。
移动性
在HSDPAUTRAN中，支持的切换类型包括
本小区主频点到辅频点的切换。
不同小区辅频点之间的切换，不同小区主频点到辅频点之间的切换，不同小区主频点之间的切换。
切换时需要的测量和判决算法和N频点系统中保持一致。
注：
RadioLinkAddition过程需要参考最新的3GPPR6版本，其中增加了HS-DSCH的配置；
本小区内的重配方式
1：
RNC向NodeB发送RLReconfigurationPrepare，
如果是主频点的HS-DSCH到辅频点的HS-DSCH间的切换：
需要设置“HS-DSCHInformationToModify”IE。
如果是HS-DSCH信道到DCH信道间的切换：
“HS-DSCHMAC-dFlowsToDelete”IE中删除所有的MAC-D流；
如果是DCH到HS-DSCH间的切换：
“HS-DSCHInformation”IE中作相应的配置；
2：
NodeB返回RLReconfigurationReady，在HS-DSCHTDDInformationResponse中包含更新的HS-SCCH和HS-SICH配置；
3：
RNC发送RLReconfigurationCommit
4：
RNC向UE在主频点发送RB／TransportChannel／PhysicalChannelReconfiguration。
”Downlinkinformationcommonforallradiolinks”IE中的“MAC-hsresetindicator”设置见下面的注意事项。
5：
如果重配成功，UE通过辅频点返回重配成功消息；
如果重配失败，UE通过主频点返回重配失败消息；
应用场景：
本小区内的重配主要有几种方式：
主频点的HS-DSCH到辅频点的HS-DSCH间的切换；
无论有没有频点变化，HS-DSCH信道到DCH信道间的切换；
无论有没有频点变化，DCH到HS-DSCH间的切换；
关于“MAC-hsresetindicator”设置的注意事项：
如果是主频点的HS-DSCH到辅频点的HS-DSCH间的切换，如果这两个频点由同一块信道板上支持，“RadioLink/TransportChannel/PhysicalChannelReconfiguration”消息中的“MAC-hsresetindicator”设置为FALSE。
如果这两个频点由不同的信道板上支持，“MAC-hsresetindicator”仍需要设置为T
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