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)在多個城市成功商用，鼎橋公司的網(wǎng)絡率先支持HSPA功能，并在現(xiàn)有硬件基礎上通過升級軟件可以支持HSPA+的功能。在HSPA應用中需要為用戶同時分配上、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主要是針對VoIP應用，但從系統(tǒng)目前的實現(xiàn)情況、半持續(xù)調(diào)度的應用容量增益、業(yè)務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。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，當用戶長時間沒有數(shù)據(jù)需要傳送或者物理信道環(huán)境發(fā)生變化時，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)分組連接標準中定義了下行HS-DSCH SPS和上行E-DCH SPS技術(shù)，在實際中可以根據(jù)應用場景靈活采用。針對上行E-DCH SPS技術(shù)，在應用中網(wǎng)絡側(cè)可以根據(jù)終端能力、網(wǎng)絡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)度設計中，用戶初始接入時，網(wǎng)絡側(cè)無法知道終端的信道質(zhì)量，從而無法較精確地計算分配給終端的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)終端上報的調(diào)度信息（SI）重新計算，此時可能需要通過E-AGCH重配置E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源。這個過程會產(chǎn)生過多的E-AGCH控制信令交互，造成信道資源的浪費，且會增加網(wǎng)絡干擾。為減少E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源初次授權(quán)不準確需通過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)資源計算的準確性，達到提高系統(tǒng)的碼道利用率和網(wǎng)絡性能的目的。

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

在HSPA＋連續(xù)分組連接應用中，基站通過審計響應或者資源狀態(tài)指示消息告知RNC其本地小區(qū)對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，則在接入時通過能力上報告知網(wǎng)絡側(cè)。RNC在終端發(fā)送建立無線鏈接請求時，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，確定是否讓終端準入HSPA＋連續(xù)分組連接的載波，如準入則為其分配E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源。RNC在Iub口建立無線鏈路時，將攜帶E-DCH半持續(xù)調(diào)度相關(guān)信息，其中包括重復周期列表、E-DCH邏輯信道指示、是否需要基站響應半持續(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號和簽名序列等信息。由于E-DCH半持續(xù)調(diào)度應用取消了上行伴隨信道，因此RNC需要配置上行信令對應的邏輯信道到E-DCH半持續(xù)調(diào)度的映射?；驹诮o線鏈路時使用RNC配置的E-HICH號和簽名序列，從重復周期列表中選擇相應的重復周期和重復長度?；靖鶕?jù)已接入用戶占用的時隙碼道資源、干擾等信息計算分配給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，基本不會采用16QAM調(diào)制方式，而是采用QPSK調(diào)制方式。計算終端側(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)功率為零時對應的期望接收功率，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)絡分配給終端的對應碼率的授權(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)終端上報的物理層能力等級，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)制和選擇對應傳輸塊時的碼率λe,QPSK可用下列公式計算得到：

式中，Se是選擇的傳輸集（E-TFC）對應的傳輸塊大小，Re,QPSK是采用QPSK調(diào)制方式時物理信道可以承載的比特數(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，獲取對應的QPSK調(diào)制方式的授權(quán)功率 βe,QPSK。

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

在基站計算分配給終端的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)先級邏輯信道ID(HLID)；

·總的E-DCH緩存狀態(tài) (TEBS)；

·最高優(yōu)先級邏輯信道緩存狀態(tài)(HLIB)。

調(diào)度指示中包含服務鄰區(qū)的相對路損信息（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，重新計算E-DCH半持續(xù)調(diào)度授權(quán)功率，確定時隙、碼道和E-DCH上行控制信道符號數(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，如需要則通過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)制方式計算和分配初始授權(quán)資源。

在室內(nèi)應用場景或室外基站覆蓋好，終端信道質(zhì)量較好時，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信標信道的接收信號強度和測量的上行時隙干擾信息，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)的接收信號強度信息上報和準入

終端在空閑狀態(tài)時會測試駐留小區(qū)主公共控制信道（PCCPCH）的接收信號強度（RSCP），在接入時通過 RACH信道上報測量的PCCPCH信號強度。RNC從收到的RACH數(shù)據(jù)中獲取終端側(cè)PCCPCH的信號強度，根據(jù)配置的小區(qū)PCCPCH發(fā)射功率計算終端的路損,根據(jù)終端和基站上報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)絡側(cè)設備均支持E-DCH半持續(xù)調(diào)度功能且網(wǎng)絡資源容許的情況下，使終端準入到HSPA＋連續(xù)分組連接的載波，并在Iub口建立無線鏈路時把路損信息發(fā)送給基站。

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

基站在無線鏈路建立時，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嗜肱渲脼镋-DCH半持續(xù)調(diào)度的終端，計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，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，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)選擇的傳輸集對應的傳輸塊大小 （Se,QPSK和Se,16QAM）計算采用QPSK和16QAM調(diào)制方式時的編碼速率。λe,QPSK可以采用SF4、QPSK承載方式計算，λe,16QAM可以采用SF8、16QAM承載方式計算。

基站測量該載波上行時隙的干擾值，通過平滑處理獲取各上行時隙的干擾平均值，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，獲取對應的授權(quán)功率βe,QPSK和βe,16QAM，然后進行如下比較。

如滿足上述條件，則根據(jù)βe,QPSK計算E-DCH控制信道符號數(shù)和信噪比，在滿足E-DCH控制信道符號數(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，網(wǎng)絡側(cè)接收到的終端發(fā)射信號功率分別為RSCPQPSK和RSCP16QAM。

基站根據(jù)RSCPQPSK和RSCP16QAM計算用戶的接收帶寬總功率（RTWP），估算上行授權(quán)終端接收時的信噪比，判斷采用QPSK和16QAM調(diào)制方式時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計算E-DCH控制信道符號數(shù)?？梢酝ㄟ^算法開關(guān)設定授權(quán)計算是采用功率優(yōu)先或者吞吐量優(yōu)先，根據(jù)計算得到的信噪比、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)資源計算判斷方法

根據(jù)上面的分析可以看出，網(wǎng)絡側(cè)根據(jù)終端上報的PCCPCH信號強度信息獲取終端的路損信息，參照信令數(shù)據(jù)量和基站測量的上行時隙平均干擾，計算終端上行E-DCH半持續(xù)調(diào)度的授權(quán)功率，確定調(diào)制模式、時隙、碼道和E-DCH控制信道符號數(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，實現(xiàn)了鏈路的初始自適應。

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)的基礎上，針對終端在E-DCH半持續(xù)調(diào)度資源初始分配時存在的問題，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。