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TD-SCDMA终端无线资源管理(RRM)的研究与测试方法完善
来志京 魏然
2010-03-23 00:00:00 来源:[电信网技术]

摘要 结合TD-SCDMA无线资源管理的关键技术对于终端在无线资源管理中需要完成的功能进行了分析,并切合现阶段TD-SCDMA的情况,阐述了终端测试规范中对于无线资源管理部分的完善内容。

1、引言

  无线资源管理(RRM)是对移动通信系统的空中接口资源的规划和调度,涉及到一系列与无线资源分配有关的内容。TD-SCDMA无线资源管理包括对频率、时隙、码子、功率和空间角度等的管理。无线资源管理主要是通过监测系统中所有无线资源的使用情况,根据业务需求、信令需求以及各种测量报告,进行无线资源的调整,并且能够通过一些算法对通信的性能和质量进行优化和控制。

  本文将从以下两个方面介绍TD-SCDMA无线资源管理:

  (1)TD-SCDMA终端在无线资源管理中需要完成的功能;

  (2)TD-SCDMA终端测试规范中无线资源管理部分的完善。

2、TD-SCDMA终端在无线资源管理中的关键技术

  无线资源管理的目标是在有限无线资源的条件下,灵活分配和动态调整系统的可用资源,最大限度地提高无线频谱利用率,防止网络阻塞和保持尽可能小的信令负荷,同时又为网络内无线用户终端提供业务服务质量(QoS)保证。TD-SCDMA终端无线资源管理的关键技术包括功率控制技术、接入控制技术以及DCA技术等。

  (1)功率控制

  TD-SCDMA系统是一个干扰受限系统,由于“远近效应”,它的系统容量主要受限于系统内各移动台和基站间的干扰,功率控制就是为了克服“远近效应”而采取的一项技术。TD-SCDMA功率控制技术可分为开环功率控制、内环快速功率控制和外环功率控制3种类型。

  开环功率控制是根据接收到的链路的信号衰落情况,估计自身发射链路的衰落情况,从而确定发射功率。终端应该能够通过从广播信道接收到的网络侧的相关信息计算得到开环功率控制过程中的发射功率。也就是根据P-CCPCH信道的接收功率得到路径损耗后设定UpPCH和PRACH以及DPCH信道的初始发射功率。

  上行内环功率控制是终端接收基站发出的功率控制命令控制本端的发射功率,基站的功率控制命令的产生是通过测量终端的发射信号的功率和信干比,与预置的目标功率或信干比相比,产生功率控制命令以弥补测量值与目标值的差距。TD-SCDMA中在上、下行的专用信道使用内环功率控制,每一子帧(5ms)进行一次,功率控制频率为200Hz,功率控制步长为1,2和3dB。

  内环功率控制虽然可以解决路径损耗以及远近效应的问题,使接收信号保持固定的信干比(SIR),但是却不能保证接收信号的质量,这就需要进行外环功率控制,根据信道环境的变化,调整接收信号的SIR目标值。

  这3种功率控制中,开环功率控制和内环快速功率控制,在终端的射频测试部分设计有测试用例对于相关功能进行验证;而外环功率控制在RNC中进行,间接影响系统的用户容量和通信质量,因此终端的测试中没有涉及相关的内容。

  (2)接入控制

  采用CDMA技术的移动通信系统中,由于存在多址干扰(MAI),当大量的用户接入系统时,由于采用闭环功率控制而会导致“天花板效应”,引起更为严重的干扰,也会增加对相邻小区的干扰,影响已接入用户的通信质量(Eb/No),造成系统性能的下降。引入接入控制的目的为保证CDMA系统的稳定性和已接入用户的QoS,这部分内容反映到TD-SCDMA终端侧来看,最关键的就是终端联合检测算法性能问题。

  目前,TD-SCDMA终端普遍采用的联合检测算法是一种线性叠代的多用户联合检测算法MMSE,由于其计算复杂度比较高,尤其是当扩频系数较大时(比如64,128)计算量非常庞大,因此设备实现上比较困难。TD-SCDMA系统扩频系数较低(最大只有16),有利于采用联合检测技术。从实现来看,联合检测又分为单小区联合检测、多小区联合检测两种。其中单小区联合检测指对本小区范围内的用户信号进行联合检测,多小区联合检测则是同时针对多个小区(包括本小区和若干邻小区)的信号进行检测以降低甚至消除同频小区间的干扰。为提高终端性能,多小区联合检测已被普遍采用,但由于TD-SCDMA仅有16个码道,而且码道是成对使用的,16个码道最多对应8个用户,因此TD-SCDMA终端最多只能同时对8个用户进行叠代计算,如果多于8个用户,则需更多的叠代计算时间和计算量。

  这部分内容反映到测试上就是RRM部分的小区重选(针对公共信道的联合检测)、切换(业务信道的联合检测)。

  (3)动态信道分配(DCA)

  由于采用TDD模式,TD-SCDMA的帧结构允许通过DCA(动态信道分配)策略进行灵活的资源分配,满足未来用户对非称性Internet业务、多媒体业务的需求。DCA分配的无线资源的基本单位为RU(Resource Unit),单载频单业务时隙下的一个码道就称为一个RU,引入智能天线后,RU还包括空间信息。

  这部分功能是由RNC和智能天线完成的,终端侧只需要按照系统的分配进行工作即可,所以在测试方面没有体现。

  TD-SCDMA终端无线资源管理的关键技术还涉及同步技术(TD-SCDMA中的“S”就是“同步”,可见同步的重要性)和信道估计技术等,由于篇幅限制在此不一一分析。

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