佛朗哥?科劳:
大家好!
HSPA+是确保HSPA演进的一个框架,它是基于WSCDMA单载波5M带宽,这样就保护了HSPA的投资,使得网络能够平滑引进,获得更大的性能提升。HSPA+的改进是两方面的:
第一,无线接口方面的增强。
第二,是网络架构方面的演进。
HSPA+的总体目标是在WCDMA的基础上,以尽量不改变现有网络架构的方式来获得与LTE相接近的性能。
HSPA+是由3GPP的一个研究项目启动的,研究阶段已经由RAN#31通过。它的目标是为HSPA的演进提供一个广泛的框架。它定义了无线和延时方面的一些要求,以及硬件和软件方面的限制和架构的改变。它评估了基于现有的Release 7规定的技术,给出了除现有WI/SI以外的方案来进一步提高性能。HSPA+具有后向兼容性,使得现有的终端和新的终端能在同一个小区/载波上共存。HSPA+的指导原则是,在频谱效率、数据速率和延迟特性上进一步增强,使得HSDPA+和LTE能够平滑组网。能只使用共享信道来运营纯分组网络。当前的研究项目包含以下几个方面:
第一,通过增强的接受分集来增强非HSPA信道的性能。
第二,电路和分组业务都能使用的时延优化方案。
第三,分组数据的用户持续在线性。
第四,在HSPA上实现MIMO技术。
第五,对HSDPA和HSUPA的断续提供支持。
第六,在UMTS的基础上进一步提高性能。
第七,为优化数据业务传输给出一个隧道方案。
HSPA+的指导原则是,进一步提高HSPA的频谱效率、峰值速率和时延特性。为在5M带宽达到和LTE相同的性能,有一些折衷必须要被考虑。而HSPA+应该能和LTE共同组网,并且从一个技术切换到另一个技术,应该是十分容易的。HSPA+将能作为一个纯分组业务网络运营,并且只使用共享信道来完成。而HSPA+应当是后向兼容的,就是说R99和原有的HSPA终端可以和新的HSPA+终端在一个载波上共存,而不会有任何的性能损失。在理想的情况下,现有的基础架构只需要简单的升级软件就可以支持HSPA+。
以下几个方面现在成为了Release7的一部分,MIMO、数据用户的持续在线性、对于高速率数据改进的L2层支持、增强的CELL_FACH状态、64QAM和16QAM、TEI7的一部分(FDPCH增强,对更多RNC-ID的支持----因为网络的架构的扁平化,使得RNC的数目增多)、最后是架构的演进。
下面我们将进一步讨论Release7的一些技术细节。首先是MIMO,MIMO下的HSDPA将具有一个F-DPCH或DPCH,采用2发2收的MIMO,即双发天线阵列。只通过HS-DPCCH来反馈HS-SCCH信令的消息结构。只用一个HS-SCCH对两个数据流同时进行信令指示,而不是用两。因此要使用新的信令格式,但是仍然是采用SCCH分为两块的方式。以使得UE的处理更为容易,这与Release 6是一样的。因为UE id是基于XOR算法的,所以同样的信道化码可以在原有的HS-SCCH和具有MIMO的HS-SCCH中动态地分配使用。HS-SCCH分为两个部分,第一部分里面包括调制方案、数据流的数量、天线的权职和UE的标识。第二个部分包括传输块的大小,冗余版本,新数据指示,最后它是由UE ID来进行掩码的。
MIMO上行报告包括两个部分,一个是PCI预编码信息,它包括数据流的数目和预编码向量。第二部分是CQI,这里我们假设同样的码字被两个数据流同时使用。CQI有两种,Type A可以用于支持两个数据流或单个数据流。Type B是单数据流的,它只是用于支持一个数据流。信息结构方面,只依靠HS-DPCCH来进行反馈。当使用单数据流时,ACK/NACK的编码与之前是一样的。但是当双数据流时将会对两个数据流的ACK/NACK进行联合编码来提升性能。基站将基于调度信息来对格式进行盲检测。MIMO将适用于HSDPA等级15和16,这是一种UE的能力分级。在技术需求方面将在L1层增加新的HS-SCCH格式,用于双数据流或者是单数据流;在L1和L2层将有新的ACK/NACK和CQI的报告模式;在L2层将对高功率下采用新的增益因子。在性能方面, HSDPA 第15级的UE将提供24Mbps的数据速率,HSDPA 第16级的UE将能提供28Mbps的速率。在HSDPA中将可以在下行采用64QAM,相应的研究项目已经在06年的11月份启动,目标完成日期是07年3月,现在已经完成了。其性能要求在07年9月份也已经完成了。64QAM将适用于HSDPA等级 13和14。在技术要求方面,将在L1层增加新的传输块表,在L1、L2层需要新的CQI表。将提供高达17.5Mbps和21Mbps的性能,分别由UE的第13级和14级支持。
上行的16QAM将支持峰值高达11.52Mbps的数据传输,它将采用2ms TTI,需要2个SF2和2个SF4的码道。小区中能支持16QAM的UE位置受限制的。在解调之前需要进行幅度估计。并且可以采用E-DPCCH来作为额外的导频,但这不是强制的。需要对Beta-ed的参数采用新的公式进行计算。
下一个技术是CPC,它的目标是降低分组数据的控制信道带来的上行噪声增加,对应的下行增强也将要被引入标准。CPC适用于在CELL_DCH状态下的无DPCH的HSDPA/HSUPA终端,而对于业务类型没有限制。就是说CPC可以适用于交互式业务或者是VOIP。CPC已经在07年5月份完成了。它主要的特性是一个新的DPCCH的时隙格式,上行的DPCCH断续发送,基站端的非连续发送/非连续接收,HS-SCCH的缩减操作模式,CQI报告次数的减少,可利用F-DPCH作为下行传输功率控制指令。CPC只有当所有在激活集中的基站都支持时才能使用。
上行的DPCCH断续有两种周期,DTX CYCLE 1和DTX CYCLE 2,它们基于以下的三个参数UE_DTX_cycle_1, UE_DTX_cycle_2和UE_DTX_DRX_offset(单位都是子帧数)。基于E-DCH的传输为标准,UE将使用DTX CYCLE 1、DTX CYCLE 2或者是普通的传输周期,而与HS-DPCCH的传输没有关系,断续发送将适用于两毫秒或者是十毫秒的TTI。
DPCCH断续的周期为UE_DPCCH_burst_1 或者UE_DPCCH_burst_2个子帧数。RRC信令的激活/去活/重激活都是由HS-SCCH指令来控制的(HS-SCCH类型2,L1层指令)。
在HS-SCCH缩减操作模式下,第一次HARQ传输时,是不会先发送HS-SCCH的。并且HS-PDSCH的调制方案被限定为QPSK,采用4中预定义的传输块大小。HS-PDSCH的CRC是由24位组成,并且由UE的ID掩码。最多两个连续的预先被定义好的扩频码被被分配给同一个UE的HS-PDSCH(这是半静态的,每个UE可以独立配置,并且多个UE可以共享同样的信道化码)。UE在第一次HARQ传输后,将不会发送ACK指令,但是在之后的同传中会发送ACK或者是NACK指令。HARQ被限制为最多重传两次,并且是使用预定义冗余版本。重传使用HS-SCCH的类型2进行传输格式指示,这与Relase6相同,但是有新的映射方案,用于指示如下部分:
第一,HS-SCCH缩减初次传输的重传标识。
第二,第一次重传还是第二次重传。
第三,所使用的信道化码集合和调制方案。
第四,组合的HARQ信息。
从网络侧来看,在HS-SCCH类型1和类型2之间进行码的重用是可能的。
接下来讲一下HS-DSCH上增强的CELL_FACH状态。它具有灵活的RLC协议数据单元大小,但有最大长度的限制。MAC-d的复用被去除了。MAC-ehs被扩展为包含分段功能。MAC-ehs协议被扩展使得在一个TTI内传输多个不同优先级的数据称为可能。在此逻辑ID将被用于指示逻辑信道的复用。可以指定最多多少个优先级队列可以被复用在一起。每个优先级队列支持多个逻辑信道引入了新的Mac-ehs头格式。高速速率时以8位一组来进行对齐,包括了MAC分段指示来标识MAC SDU是否被分段。
这张幻灯片介绍了增强的F-DPCH。现在功率控制指令的组合要求被放松了,不再要求发送给同一UE的所有无线链接上的F-DPCH信息时间上对齐。引入了新的F-DPCH格式,编号从0到9。在新的F-DPCH上,如果两个UE被分配到同样的F-DPCH偏移(在宏分集状态下),它们可以共享同一个F-DPCH信道,但是使用不同的时隙格式。在UE侧,对处于不同无线链接的采用不同时隙格式F-DPCH的功率控制指令组合成为可能。
下面我们讲一下HSPA+的扁平化的网络架构,在这之前王所长已经介绍了。左图显示增强HSPA的基站,通过SGSN与控制层面链接,通过GGSN与用户层面链接。右图显示了新的HSPA+基站如何与现有网络链接,它在现有网络之间与RNC有一个Iur接口。HSPA+基站与现有网络是完全可以共存的。
下面是将来要被完成的一些任务,首先是上行的L2层增强:在完成下行的增强以后。同样的方式有可能被应用于上行。第二个是在HSPA+网络上来提供语音业务,我们将通过分组信道来提供电路交换业务,这需要在RNC当中加入一些模块使其成为可能。第三是在FDD模式下对CELL_FACH状态进行上行增强。第四个是SRNS重选的增强,这个因为最后在Release7里面最后引入了扁平化的网络架构使得在Release 7里面无法完成。所以我们将在Release8中寻求方法来解决。
一些新的研究项目已经获得了通过:1、在引入了扁平化的网络架构后,如何增强MBMS业务的能力2、上行同步E-DCH的传输方案。在Release 5时3GPP就在研究USTS(上行同步传输方案)。其原则是增强上行信号的正交性,同下行一样,这是通过公用的扰码,但是采用不同的信道化码来实现的。为了增强基站接受信号的正交性,UE的传输时间需要进行的调整,来使得到达基站端的接收信号足够的正交。
最后总结一下,Release7显出HSPA在全世界大范围内建设的展开。所有提到的内容都在标准装中都是可选的,这非常重要。当前工作并没有妨碍LTE的进程。有一些工作仍然在为进一步演进和增强做贡献(Release 8将在明年的11月完成)。
谢谢大家!