TD-SCDMA单载频小区信道容量计算
结构。每个时隙被分成了4个域:2个数据域、1个训练系列域(Midamble)和1个用作时隙保护的空域(GP)。
1.3数据域
数据域对称地分布于Midamble码的两端,每域的长度为352chip,所能承载的数据符号数取决于所用的扩频因子。每一数据域所能容纳的数据符号数S与扩频因子SF的关系为:S×SF=352。在TD-SCDMA系统中,上行方向SF可取的值为:1、2、4、8、16,其对应的S值为:352、176、88、44、22,而在下行方向,SF可取的值仅为1和16两种,对应的S值为352和22。
数据域用于承载来自传输信道的用户数据或高层控制信息,除此之外,在专有信道和部分公共信道上,数据域的部分数据符号还被用来承载3种类型的物理层信令:TFCI、TPC和SS,详见参考文献1。
2 TD-SCDMA单载频小区容量
2.1信道与BRU
在TD-SCDMA系统中,现有规范规定1个小区对应1个载频,1个信道就是载波、时隙、扩频码的组合,也叫1个资源单位。其中,1个时隙内由1个16位扩频码划分的信道有16个,它是最基本的资源单位,即BRU。1个信道占用的BRU个数是不一样的,1个RU(RUSF1)占用了16个BRU,1个RUSF8则占用2个BRU,通常1个语音业务信道需占用2个BRU,而在1个载波上,所能提供的BRU的最大个数是固定的。在每个RU中,即在1个常规时隙中含有2个数据符号字段,其中每个数据符号字段有352chip,则在1个RU中有352×2=704chip。当扩频因子为16时(对应1个BRU),在1个RU中所包含的数据符号数为704/16=44bit。如果采用QPSK调制方式,则在1个码道中所包含的数据比特数为44×2=88 bit;如果采用8PSK调制方式(此种调制方式一般应用于2M的业务),则在1个码道中所包含的数据比特数为44×3=132 bit。因为1个子帧的长度为5 ms,因此,当采用QPSK调制方式时,1个BRU的速率为88 bit/5 ms=17.6 kbit/s;当采用8PSK调制方式时,1个BRU的速率为132 bit/5 ms=26.4 kbit/s。
2.2多码道传输与单码道传输
在TD-SCDMA中,OVSF码的使用使得信道可以传输各种速率的数据:对于低速的数据可以采用较大的扩频因子(扩频增益大);而高速的数据可以用较小的扩频因子(扩频增益小)。这样对于1个高速的(需要多个资源单元)承载业务,可以有2种信道分配方式:一是为该业务分配多个码道,其中每个码道都采用较大的扩频因子(较低的单信道数据速率),进行多码道传输,以达到较高的数据速率(如分配2个SF=16的码道);二是仅为该业务分配1个(或者较少)码道,并使用较小的扩频因子(较高的单信道数据速率,如分配1个SF=8的码道)。
2.3时域集中分配与码域集中分配
对于多码道传输,也有2种不同的码道分配方式需要考虑:"码域集中分配"和"时域集中分配",当然,也可以采用两者的结合。码域集中分配是首先将1个时隙内的多个码道集中分配给用户,如果该时隙内可用码道不够,再考虑分配其他时隙内的码道;而时域集中分配是同时将多个时隙分配给用户,但每个时隙可能分配更少的BRU给该用户。码域集中分配减少了每个时隙内的平均用户数,但由于在同一时隙可能同时需要多个码道,阻塞概率将高于时域集中分配原则。如下行128k数据业务,既可以使用每子帧1个时隙,每个时隙分配16个BRU(码域集中分配,简称方案一),也可以采用每个子帧2个时隙,每个时隙8BRU(偏向于时域集中,简称方案二)。假设系统能满码道工作,采用方案一,每个时隙平均可能有2个用户,而方案二则只可能有1个用户。同样,在系统不进行资源整合时,每个时隙有1个小业务量用户(譬如话音业务),则128k业务采用方案一的资源分配策略将被阻塞,而采用方案二则不会。同时,采用方案二,由于同一时隙支持的用户数较多,因此在空间上可以隔离,结合智能天线的波束赋形,小区内干扰较低,基于干扰的接纳控制时,方案二被阻塞的概率也降低了。从系统性能来看,时域集中分配总体上优于码域集中分配,但对RRM算法的要求和终端的设计要求也更高。因此,在覆盖受限的业务可以考虑时域集中分配,将所需的BRU分散到不同时隙,增大小区覆盖,而其他业务则主要考虑码域集中分配,降低RRM调度的复杂性。
2.4BRU需求量计算
在2G系统中,根据无线信道呼叫阻塞率指标和预测的话务量数据,可以直接查找ErlangB、ErlangC或PoissoN表得到所需的话音频道数。对应于TD-SCDMA系统,借助于爱尔兰呼损公式及计算表,也可以得到系统BRU的需求量,但计算相对复杂。下面通过1个实际的例子,介绍一下TD-SCDMA系统BRU需求量的计算方法。假设某城市支持的业务,同一种业务类型的不同速率有不同的业务ID,按不
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