TD-SCDMA无线接入网传输解决方案设计(3)

2020-02-20 13:54

2.2 无线网接口

2.2.1 空中接口Uu

控制面信令用户面消息Uu接口边界RRCControlControlControlControlControlL3无线承载PDCPPDCPBMCL2/PDCPL2/BMCRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCL2/RLC逻辑信道MACL2/MAC传输信道物理层图 0-Uu接口

L1

无线接口从协议结构上可以划分为三层:物理层(L1)、数据链路层(L2)、网络层(L3) 1、L2分为控制平面(C-平面)和用户平面(U-平面)。在控制平面中包括媒体接入控制MAC和无线链路控制RLC两个子层;在用户平面除MAC和RLC外,还有分组数据会聚协议PDCP和广播/多播控制协议BMC。

2、L3也分为控制平面(C-平面)和用户平面(U-平面)。在控制平面上,L3的最低层为无线资源控制(RRC),它属于接入层(AS),终止于RAN。移动性管理(MM)和连接管理(CM)等属于非接入层(NAS),其中CM层还可按其任务进一步划分为呼叫控制(CC)、补充业务(SS)、短消息业务(SMS)等功能实体。接入层通过业务接入点(SAP)承载上层的业务,非接入层信令属于核心网功能。

3、RLC和MAC之间的业务接入点(SAP)提供逻辑信道,物理层和MAC之间的SAP提供传输信道。RRC与下层的PDCP、BMC、RLC和物理层之间都有连接,用以对这些实体的内部控制和参数配置。

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UTRA RRC Connected ModeURA_PCH out of service in serviceCELL_PCH out of service in serviceUTRA:Inter-RATHandoverGSM:HandoverGSMConnectedModeCELL_DCHCELL_FACH out of service in serviceGPRSPacketTransferModeCell reselectionRelease oftemporaryblock flowInitiation oftemporaryblock flowRelease RRConnectionEstablish RRConnectionRelease RRCConnectionEstablish RRCRelease RRCConnectionConnectionEstablish RRCConnectionGPRS Packet Idle Mode1Camping on a UTRAN cell1Camping on a GSM / GPRS cell1Idle Mode 图 0- RRC状态转移图

(1)UE的状态基本是按照UE使用的信道来定义的。 ? CELL_DCH状态是UE占有专用的物理信道。

? CELL_FACH状态是UE在数据量小的情况下不使用任何专用信道而使用公共信道。上行

使用RACH、下行使用FACH。这个状态下UE可以发起小区重选过程,且UTRAN可以确知UE位于哪个小区。

? CELL_PCH状态下UE仅仅侦听PCH和BCH信道。这个状态下UE可以进行小区重选,

重选时转入CELL_FACH状态,发起小区更新,之后再回到CELL_PCH状态。网络可以确知UE位于哪个小区。

? URA_PCH状态和CELL_PCH状态相似,但网络只知道UE位于哪个URA区。

CELL_PCH和URA_PCH状态的引入是为了UE能够始终处于在线状态而又不至于浪费

无线资源。 2.2.2 Iub口

Iub接口是RNC和Node B之间的接口,完成RNC和Node B之间的用户数据传送、用户数据及信令的处理和Node B逻辑上的O&M等。它是一个标准接口,允许不同厂家的互联。 功能:管理Iub接口的传输资源、Node B逻辑操作维护、传输操作维护信令、系统信息管理、专用信道控制、公共信道控制和定时以及同步管理。 2.2.3 Iur口

Iur接口是两个RNC之间的逻辑接口,用来传送RNC之间的控制信令和用户数据。它是一个标准接口,允许不同厂家的互联。

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功能:Iur口是Iub口的延伸。它支持基本的RNC之间的移动性、支持公共信道业务、支持专用信道业务和支持系统管理过程。 2.2.4 Iu口

Iu接口是连接UTRAN和CN的接口,也可以把它看成是RNS和核心网之间的一个参考点。它将系统分成用于无线通信的UTRAN和负责处理交换、路由和业务控制的核心网两部分。

(1)结构:一个CN可以和几个RNC相连,而任何一个RNC和CN之间的Iu接口可以分成三个域:电路交换域(Iu-CS)、分组交换域(Iu-PS)和广播域(Iu-BC),它们有各自的协议模型。

(2)功能:Iu接口主要负责传递非接入层的控制信息、用户信息、广播信息及控制Iu接口上的数据传递等。

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三、TD-SCDMA无线接入网络规划及总体方案介绍

3.1 频率和码规划

TD-SCDMA系统占用15MHz频谱,其中2010MHz~2025MHz为一阶段频段,干扰小,划分为3个5MHz的频段。每个载频占用带宽为1.6MHz,因此对于5M、10M、15M带宽,分别可支持3、6、9个载频,可以同频组网或异频组网。同频组网频谱利用率高,邻小区同频干扰大,需损失一定容量换取性能改善;异频组网能有效减少邻小区同频干扰的影响,改善系统性能,但频谱利用率较低,需要更多的频率资源。目前TD系统的频率规划多采用N频点方案,即每扇区配置N个载波,其中包含一个主载频、N-1个辅载频。公共控制信道均配置于主载频,辅载频配置业务信道。主载频和辅助载频使用相同的扰码和mi-damble码。N频点方案可以降低系统干扰,提高系统容量,改善系统同频组网性能。TD-SCDMA系统使用具有对应关系的下行导频码、上行导频码、扰码和Midamble码。TD-SCDMA系统128个基本扰码按编号顺序分为32个组,每组4个,每个基本扰码用于下行UE区分不同的小区。在码规划中,首先确定每个逻辑小区下行导频码在32个可选码组中的对应序号,然后根据所处的序列位置在对应的4个扰码中为小区选择一个合适的扰码。基本Midamble码与扰码一一对应,可随着扰码的确定而确定。相比于WCD-MA的512个码字,TD-SCDMA系统码资源相对较少,因此TD扰码规划较WCDMA网络要求更高。

3.2 时隙规划

TD-SCDMA系统可以灵活配置上下行时隙转换点,来适应不同业务上下行流量的不对称性。合理配置上下行时隙转换点是提高系统频谱利用率的有效手段。在具体进行时隙比例规划时,可以根据业务发展状况灵活配置,根据上下行承载所占BRU比例进行时隙比例的计算。业务发展初期,适应语音业务上下对称的特点可采用3∶3(上行∶下行)的对称时隙结构;数据业务进一步发展时,可采用2∶4或1∶5的时隙结构。 时隙灵活配置在提高资源利用率的同时,可能带来相邻小区之间由于上下行时隙分配比例不一致造成的干扰。因此在网络规划与组网时,可对上下行时隙比例的分配采取如下原则,对干扰进行适当规避:(1)尽量避免任意分配上下行时隙比例,而应按照不同区域上下行业务流量要求,对大片区域采用统一的上下行时隙比例,使得这种干扰只在两个不同区域交界处发生;(2)在不同时隙比例的交界处,对于上下行时隙交叠的时隙,上行时隙容量损失比下行时隙严重,所能承载的用户较少,因此,不同时隙比例的交界处应选在有较多上行容量空余的区域;(3)应该避免相邻基站上下行时隙比例差异过大(如1∶5和5∶1相邻);(4)上下行时隙比例通常作为小区参数来配置,对于同一个扇区下的所有小区的上下行时隙比例应一致,同一基站内的多个扇区的时隙比例也最好相同。特

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殊情况下可以通过动态信道调整、空间隔离、避免基站天线正对和牺牲容量等方式来规避干扰。 网络规划是无线网络建设运营前的关键步骤,主要根据无线传播环境、业务、社会等多方面因素,从覆盖、容量、质量三方面对网络进行宏观配置。TD-SCDMA系统采用时分码分结合多址方式、智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配等一系列新型关键技术和无线资源算法,提高系统性能,为网络规划带来很多新特点,如不同业务的覆盖具有一致性、小区呼吸效应不明显、上下行信道配置灵活等。

3.3 覆盖规划

TD-SCDMA系统覆盖性能主要取决于两方面,一是上下行时隙转换保护长度对覆盖的限制,二是链路预算。TD-SCDMA在下行导频时隙和上行导频时隙之间有96个码片宽的保护带,限制了小区覆盖范围不能超过11.25km。如果通过DCA锁住第一个上行时隙,基站理论覆盖距离可进一步扩大。链路预算是TD-SCDMA网络覆盖规划的关键,分为上行和下行。下行链路预算复杂,且一般基站的发射功率远大于手机发射功率,因此一般通过计算上行链路来确定小区覆盖半径,然后从覆盖受限方面估计出基站数目。 TD-SCDMA链路预算指标受其独特的帧结构、TDD双工方式、智能天线、联合检测和接力切换等关键技术影响。根据TD-SCDMA独特的帧结构,要分别考虑导频信道、BCH信道等公共信道和业务信道的功率分配、干扰储备和天线增益。 实际工程设计中,TD-SCDMA系统的链路预算应根据具体无线网络传播环境、网络设计目标、厂家设备性能、具体工程参数设定等进行具体调整。

3.4 容量规划

TD-SCDMA系统采用多种关键技术使得小区内和小区外的干扰基本被抑制,因此具有更大的频谱利用率和容量。TD-SCDMA系统容量特点主要有:各种业务基本同径覆盖、小区呼吸效应不明显、接力切换没有宏分集、切换比较容易控制、上下行容量与时隙比例和最大发射功率有关。多种干扰抑制技术的采用,使TD-SCDMA系统中的容量受限呈现出多样性(即功率受限、码资源受限和干扰受限),但以码资源受限为主。在密集城区和复杂环境中会表现为干扰受限,在一般城区、郊区、农村等环境和区域中表现为码资源受限,因此TD-SCDMA系统容量规划应针对不同环境区别对待。目前TD系统的容量估算方法主要有以下三种:公式法、BRU法和坎贝儿法。BRU法和坎贝尔法引入了基本资源单元、业务资源强度等概念,适用于TD-SCDMA这种资源受限系统,不适用于WCDMA这类干扰受限系统。WCDMA系统容量规划一般采用基于干扰受限的公式法,但计算公式和 TD-SCDMA有所不同。

3.5 分布式覆盖方案介绍

在2G系统的室内覆盖中,比较多的采用分布式系统来进行覆盖,在3G中,由于2G频

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