大唐移动,SCDMA射频芯片率先实现HSDPA高速传输

2019-08-22 18:19栏目:通讯产品
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摘要:TD-SCDMA系统引入HSUPA技术后,将极大地提高对上行分组数据的支持,以及系统承载数据服务的容量,并为高速数据业务提供更好的覆盖。用户将能感受到更好的网络质量、更短的服务反应时间和更可靠的服务。同时,TD-HSUPA 标准化工作的完成于TD后续产品的开发也具有指导和参考作用。

2011年发布于某博客,弃用之后人工搬到简书,内容可能比较旧,仅供参考

【据《国际电子商情》 2007年05月30日报道】鼎芯通讯有限公司日前宣布,其完全自主开发的CMOS TD-SCDMA终端射频收发器CL4020和模拟基带CL4520工程样片,已经在北京天碁科技有限公司的基带平台实现了动态联调测试,并成功验证了对HSDPA功能的支持。这是国内自主研发的TD射频芯片首次通过基带厂商的高端业务测试,这一新突破将进一步推动中国自主3G TD-SCDMA标准的商用化进程。此次测试,鼎芯的CL4020/CL4520搭载T3G的数字基带平台,由T3G技术团队负责完成。测试结果表明, CL4020/CL4520的实测结果满足3GPP规范关于射频芯片在多径衰落信道下的HSDPA业务要求。CL4020/CL4520的设计指标满足2.8Mbps HSDPA业务的要求,根据实验条件,按照3GPP规范定义测试要求,分别进行了16QAM和QPSK调制的多项测试集的吞吐量测试,在3GPP规定的步行速率多径衰落信道和120公里速度的车载速率的多径衰落信道信道条件下,吞吐量大大超过了3GPP规定的技术指标。完全支持单载波HSDPA,接收和发射EVM指标符合指标,其他系统指标也达到客户要求。随着TD-SCDMA的日趋成熟,由初始要求的384Kbps速率向更高速率的HSDPA演进已成为TD-SCDMA产业的发展方向,也已被列入国家信产部、TD-SCDMA产业联盟对中国TD产业2007年布局规划。按照运营商的需求,TD通信系统今年进行网络的建设和终端的招标,HSDPA业务是运营商需要的核心应用。

【据《新浪科技》 2008年03月19日报道】TD-SCDMA的升级版本HSDPA系统设备首批入网许可证已发放,这意味着国产3G标准有望升级到更高速率的HSDPA。首批TD-HSDPA入网许可证发放目前可以确认的是,至少两家厂商已获得由信产部电信研究院颁发的TD-HSDPA首批入网许可证,即中兴通讯和普天。TD系统设备商主要为4家,截止3月18日,普天和中兴通讯都已先后确认该消息,但大唐和鼎桥还没有公布此方面消息。据悉,四大TD-SCDMA系统设备厂商一直在研发HSDPA,由于HSDPA速率远比当初的3G标准制定的384K高,因此,TD-SCDMA在HSDPA方面的进展备受关注。3月18日,中兴通讯和中国普天同时证实,其提供的全面支持TD-SCDMA HSDPA的系列化无线系统设备已经顺利通过相关电信设备入网测试,获得入网许可证。标志着中国普天和中兴通讯的全系列TD-SCDMA HSDPA系统产品已经达到大规模商用水平,也表明在积极有序的商用试验网的验证下,TD技术更加成熟和完善。权威人士透露,本次入网证的获取需要通过严格的室内和外场等多项测试项目。从测试的结果看,中国普天等系统设备商已完全满足大规模商用要求。中兴通讯也表示,TD技术的成熟程度正在迅速向WCDMA靠拢。下行速率可高达2.8MbpsTD-HSDPA是TD-SCDMA系统提高下行容量和数据业务速率的一项重要技术,通过TD HSDPA,在不改变原有3GPP R4版本网络架构的情况下,可以把下行数据业务速率提高到单载波2.8Mbps,适用于高速下行数据业务,如在线点播、实时新闻、赛事直播等。中国普天和中兴通讯均已表示,其已可提供系列化的TD HSDPA产品,包括系列化的光纤拉远基站、宏蜂窝基站、微蜂窝基站、RNC等全套无线系统产品,具有组网灵活、节能环保、兼容性强等特点。另悉,国产3G标准TD-SCDMA另外一项非常重要的后续标准HSUPA也已开始标准制定工作。HSDPA主要是下行速率,而HSUPA主要是提高上行速率。据悉,HSUPA的标准制订工作在中国通信标准化协会的牵头下,已组织四大TD-SCDMA主要系统设备商及其它厂商进行,预计明年6月出台标准。

一、概述

大唐移动,SCDMA射频芯片率先实现HSDPA高速传输。LTE(Long Term Evolution,长期演进)是3G向4G逐渐演进直至完全达到4G标准的技术,可以从其名称看出来。3GPP LTE项目改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用技术)和MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出)作为其无线网络演进的唯一标准。

随着3GPP HSDPA标准化的完成,3G系统对下行分组数据业务的支持能力有了很大的增强。这自然就引发了一个考虑,HSDPA采用的关键技术是否可以应用于上行分组业务的优化,进而对覆盖、吞吐量以及时延等上行性能进行改善。于是,3GPP启动了针对HSUPA技术的研究,最早是建立了WCDMA上行增强可行性分析的研究项目。随后,TDD厂家也提出并建立了TDD上行增强研究项目,对基站快速调度、AMC、HARQ等技术进行评估。作为3GPP标准重要组成部分的TD-SCDMA,也在HSUPA方面做了很多研究和评估工作。

3GPP LTE项目的主要性能目标包括:在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率;改善小区边缘用户的性能;提高小区容量;降低系统延迟,用户平面内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms;支持100Km半径的小区覆盖;能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务;支持成对或非成对频谱,并可灵活配置1.25 MHz到20MHz多种带宽。

二、四项关键技术提高峰值速率

从LTE制定的目标需求可以看出,100Mbit/s的传输能力已远不是3G所能比的,那么其使用的技术也必将有较大的提高。在方案的征集过程中有6个选项,按照双工方式可分为FDD(Frequency Division Duplexing,频分双工)和TDD(Time Division Duplexing,时分双工)两种;按照无线链路的调制方式或多址方式主要可分为CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)和OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交频分多址)两种。下面对6种方案作简单介绍(UL means Up Link,DL means Down Link):

上行增强技术的主要目的是显著提高分组数据的峰值传输速率,以及上行分组数据的总体吞吐率,同时减少传输延迟和误帧率。在TD系统中,与HSDPA相似,HSUPA主要考虑的技术包括AMC、HARQ、Node B快速调度,以及用户终端如何共享上行信道资源。

(1)FDD UL采用SC-FDMA、FDD DL采用OFDMA
该提案使用了目前频谱效率很高的OFDM技术作为下行链路的主要调制方式,实现高速数据速率传送。上行链路则采用FDMA(单载波频分多址),主要的好处就是降低了发射终端的峰均功率比,减小了终端的体积和成本。其主要特点包括频谱带宽灵活分配、子载波序列固定、采用循环前缀对抗多径衰落和可变的传输时间间隔(TTI)等。
365bet亚洲官方网站,(2)FDD UL/DL采用OFDMA
该提案与上一方案非常类似。所不同的主要是上行链路,这里采用的也是OFDM技术,这就要求终端能够实现比较高的峰均功率比,但数据传输效率更高。
(3)FDD UL/DL采用MC-WCDMA
该提案实际上就是多载波的WCDMA方案,上下行采用与HSDPA/HSUPA相似的技术,例如自适应调制方式、NodeB调度、层2快速重传和快速小区切换等,然后利用多载波复用的方式提高数据速率。
(4)TDD UL/DL采用MC-TD-SCDMA
该提案主要由大唐公司提出,是TD-SCDMA标准的演进。其主要特点是尽可能继承TD-SCDMA的系统特点,例如相同的子信道带宽、信道结构,Space、Time、Code多域复用等,在此基础上通过多载波的方式扩展数据速率,满足LTE的需求。
(5)TDD UL/DL采用OFDMA
(6)TDD UL采用SC-FDMA,TDD DL采用OFDMA
这两种提案同前两种是非常类似的,不同的是双工方式。

  1. 上行资源共享

以上这些提案代表了不同的背景和不同集团的利益,在马耳他会议上有了最终的结果。FDD和TDD将尽量采用相同的多址技术,并且绝大多数公司支持的第一种方案将作为以后开展LTE研究的前提条件。同时中国的TD-SCDMA经过多方的不断努力,TD-SCDMA的帧结构在第一种方案中作为一个选项得以保留,并且可以在多载波的演进方面继续开展研究。

在上行资源共享方面,TDD与FDD系统有所不同。在FDD系统中,HSUPA与HSDPA的不同之处在于:HSDPA中,HS-DSCH作为一个共享信道,为多用户共享;而HSUPA中,每个用户都有自己到Node B的数据链路。TDD系统则由于使用cell-specific扰码区分小区,因而上行码道受限,因此,增强技术考虑的出发点还是基于共享资源的考虑,采用共享机制可以缓解资源受限的问题。

LTE采用由NodeB构成的单层结构,这种结构有利于简化网络和减小延迟,实现了低时延,低复杂度和低成本的要求。与传统的3GPP接入网相比,LTE减少了RNC节点。名义上LTE是对3G的演进,但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的变革,逐步趋近于典型的IP宽带网结构。 3GPP初步确定LTE的架构也叫演进型UTRAN结构(E-UTRAN)。接入网主要由演进型NodeB(eNB)和接入网关 (aGW)两部分构成。aGW是一个边界节点,若将其视为核心网的一部分,则接入网主要由eNB一层构成。eNB不仅具有原来NodeB的功能外,还能完成原来RNC的大部分功能,包括物理层、MAC层、RRC、调度、接入控制、承载控制、接入移动性管理和Inter-cellRRM等。Node B和Node B之间将采用网格(Mesh)方式直接互连,这也是对原有UTRAN结构的重大修改。

  1. Node B快速调度

目前,移动无线技术的演进路径主要有三条:一是WCDMA和TD-SCDMA,均从HSDPA演进至HSDPA ,进而到LTE;二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B,最终到UMB(Motorola最近提出的新方案是,CDMA2000也通过一定方式演进到LTE,3GPP2也基本放弃了UMB的计划);三是802.16m的WiMAX路线。这其中LTE拥有最多的支持者,WiMAX次之。

Node B快速调度的主要好处在于减小传输时延和提高吞吐量,这是因为减少了Iub接口上的传输过程以及对重传、UE缓存测量的快速反馈。

除了在时延和吞吐量方面的好处,TD上行增强采用基站调度在资源分配和干扰控制两个方面也都带来了好处。由于TDD上行码道资源受限,对物理资源采用共享形式,并由基站进行快速调度,可以缓解码道资源受限以及快速适应无线环境变化。而且,通过快速控制UE的速率,基站也可以更好地控制空中接口的干扰情况。

  1. AMC

作为链路自适应技术的AMC,通过在信道质量好的情况下采用高阶调制来提高系统容量,其原理与HSDPA中类似。

在上行采用什么样的调制方式,需要从系统性能和对UE功放的影响两方面进行分析。根据仿真结果,采用8PSK和16QAM,相对于仅用QPSK的情况,系统容量可提升54%~56%。

在上行,峰均比也是一个需要注意的问题,因此,对于采用高阶调制后对UE功率回退的影响也进行了分析。结果显示,8PSK的峰均比较QPSK方式略低。对于16QAM,峰均比较QPSK方式高出2.1 dB。

  1. HARQ

类似于HSDPA,HARQ可以对错误数据进行快速重传,并且减少无线链路控制重传以改善用户体验。因此,在上行增强中对HARQ的考虑主要在于减少时延和提高用户及系统的吞吐量。HARQ的采用对物理层和MAC层都将产生影响,在上行增强中引入HARQ,需要慎重考虑Node B、UE存储空间的要求,以及带来的信令负荷、复杂度、UE功率限制等因素。

  1. TD-SCDMA HSUPA 与HSDPA的比较

虽然HSUPA与HSDPA采用的关键技术相同,但是在具体的实现方式上,HSUPA还是与HSDPA有着一些差别。这主要是由于在上行,调度控制在基站,但是数据传输却在UE进行,因此基站需要获得调度相关的信息,并且上行干扰控制也是一个需要慎重考虑的问题。

表1 HSUPA与HSDPA的差异

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