TD-SCDMA系統(tǒng)中N頻點(diǎn)及多載波HSDPA應(yīng)用

同3GPP以前的版本類似，3GPP LTE技術(shù)路線同樣存在FDD和TDD之分。相較而言，TDD模式下頻譜分配更加靈活。其中，多載波TD-SCDMA作為T(mén)DD模式演進(jìn)的主要方向之一，強(qiáng)調(diào)了兼容性，是TD-SCDMA系統(tǒng)的平滑演進(jìn)方案。

TD-SCDMA的N頻點(diǎn)特性

TD-SCDMA系統(tǒng)綜合采用了聯(lián)合檢測(cè)、智能天線和上行同步等先進(jìn)技術(shù)，系統(tǒng)內(nèi)的多址和多徑干擾得到了極大減少，從而有效地提高了頻譜利用率，進(jìn)而提高了整個(gè)系統(tǒng)的容量，但是由于在廣播信道上沒(méi)有進(jìn)行波束賦型，缺少了波束賦型帶來(lái)的賦型增益，因此覆蓋范圍相對(duì)較小；另外在同頻組網(wǎng)的情況下，由于廣播信道全向發(fā)射，載波間廣播信道的干擾也很?chē)?yán)重，也導(dǎo)致了系統(tǒng)效率的降低。為了靈活配置頻率資源和碼資源，并提高熱點(diǎn)地區(qū)的系統(tǒng)容量覆蓋，在TD-SCDMA系統(tǒng)中引入了N頻點(diǎn)的特性。即每個(gè)小區(qū)配置多個(gè)載頻，其中，承載P-CCPCH的為主載頻，不承載P-CCPCH的載頻為輔載頻。一個(gè)N頻點(diǎn)小區(qū)可以配置一個(gè)主載頻、N-1個(gè)輔載頻。

根據(jù)行標(biāo)中的描述，支持N頻點(diǎn)的小區(qū)主要特性包括：每個(gè)小區(qū)有且僅有一個(gè)主載頻；主輔載頻使用相同的擾碼和基本Midamble碼；同一UE所占用的上下行時(shí)隙配置在同一頻點(diǎn)上；主載頻和輔載頻的時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)建議配置相同；僅在主載頻上發(fā)送DwPTS和TS0信息，輔載頻的TS0不使用。

對(duì)于N頻點(diǎn)小區(qū)，所有公共信道均配置于主載頻，輔載頻僅配置業(yè)務(wù)信道和有條件地配置部分公共信道。

N頻點(diǎn)特性對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的影響

由于N頻點(diǎn)特性中，公共信道只在主載頻發(fā)送，降低了對(duì)發(fā)射機(jī)功率的要求，并且降低了在同頻組網(wǎng)的情況下載頻間的干擾，由于采取N頻點(diǎn)特性之后，系統(tǒng)容量大幅度提升，在同一個(gè)地理區(qū)域、同等業(yè)務(wù)量的條件下，系統(tǒng)負(fù)荷減輕，也減輕了系統(tǒng)的干擾，提高了系統(tǒng)的效率。

但是同時(shí)，由于輔載頻上沒(méi)有公共信道的廣播信息，在原來(lái)TD-SCDMA系統(tǒng)中的無(wú)線資源管理算法等方面造成了影響。

資源分配：由于主載頻才有廣播和公共信道，用戶只能從主載頻發(fā)起呼叫，而系統(tǒng)可以在該小區(qū)的N個(gè)載頻上進(jìn)行接納嘗試。除了時(shí)隙、擴(kuò)頻碼等資源的分配之外，還要考慮頻率資源的分配，首先考慮選擇哪個(gè)頻點(diǎn)，然后再在這個(gè)頻點(diǎn)上選擇哪個(gè)時(shí)隙。載頻的優(yōu)先級(jí)順序可以按負(fù)荷輕重（即占用碼道數(shù)的多少）來(lái)確定，優(yōu)先分配負(fù)荷較輕的載頻上的資源。

切換：由于輔載頻上沒(méi)有信標(biāo)信道，因此UE無(wú)法直接獲取輔載頻的強(qiáng)度信息，這將會(huì)對(duì)切換判決產(chǎn)生不利影響。另外，對(duì)于硬切換的情況，UE在目標(biāo)小區(qū)的上行同步的建立需要使用UpPCH、FPACH等信道，而在同一個(gè)扇區(qū)中，只有主載頻上有這些信道為各個(gè)載頻所共用，因此，UE需要首先在主載頻上進(jìn)行工作。所以，必須將UE的業(yè)務(wù)首先轉(zhuǎn)移到主載頻上，此時(shí)切換時(shí)延會(huì)增大，并且中間的信道調(diào)整和頻點(diǎn)轉(zhuǎn)換將增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)。

DCA：在信道優(yōu)先級(jí)排隊(duì)時(shí)，應(yīng)保證一個(gè)用戶的所占資源分配在一個(gè)載頻上，需要先選擇一個(gè)載頻，然后在這個(gè)載頻上再選擇時(shí)隙，進(jìn)而選擇碼道。

小區(qū)重選：一個(gè)扇區(qū)使用N頻點(diǎn)就需要為這個(gè)UE選定一個(gè)駐留頻點(diǎn)，UE駐留在這個(gè)扇區(qū)的主載頻上，當(dāng)發(fā)起呼叫的時(shí)候在主載頻上完成接入過(guò)程，例如同步、開(kāi)環(huán)功率控制，然后再在FACH信道上通知這個(gè)UE所在的業(yè)務(wù)頻點(diǎn)，這時(shí)，UE可以轉(zhuǎn)到此載頻上承載業(yè)務(wù)。

功率控制：對(duì)于N頻點(diǎn)系統(tǒng)，由于在主載頻上完成開(kāi)環(huán)功控過(guò)程，UE轉(zhuǎn)到輔載頻上承載業(yè)務(wù)時(shí)，由于傳輸損耗會(huì)有頻選性衰落的問(wèn)題以及各頻點(diǎn)的干擾不同，開(kāi)環(huán)過(guò)程計(jì)算的發(fā)射功率可能會(huì)不準(zhǔn)確。

TD-SCDMA多載波HSDPA的應(yīng)用

雖然N頻點(diǎn)能加強(qiáng)熱點(diǎn)地區(qū)的系統(tǒng)容量覆蓋，但是UE同時(shí)只能接收一個(gè)載波上的數(shù)據(jù)，峰值速率比較低。因此在N頻點(diǎn)特性的基礎(chǔ)上，提出了多載波的技術(shù)方案，以提高TD-SCDMA單站的容量和峰值速率。

簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，TD-SCDMA多載波方案就是指一個(gè)UE可以同時(shí)接收多個(gè)載波的數(shù)據(jù)。和N頻點(diǎn)特性相結(jié)合后，得到一種優(yōu)化的方案，即在一個(gè)小區(qū)內(nèi)提供多個(gè)連續(xù)的載波，主載波上提供BCH、UpPCH、DwPCH以及其他信道，用于系統(tǒng)信息廣播和終端接入，而在輔載波上，只提供業(yè)務(wù)信道。UE在通過(guò)主載波接入之后，由系統(tǒng)的接納控制功能根據(jù)各個(gè)載波資源的情況，統(tǒng)一配置資源。

以3載波的系統(tǒng)為例，在Carrier0上，發(fā)送導(dǎo)頻及廣播信息，而在輔載頻上的TS0及導(dǎo)頻信道時(shí)隙為空，3個(gè)載頻的上行、下行時(shí)隙，根據(jù)資源配置情況，靈活地配置給接入的UE。

TD-SCDMA HSDPA（High Speed Downlink Packet Access）作為T(mén)D-SCDMA的增強(qiáng)型無(wú)線技術(shù)，支持高速不對(duì)稱數(shù)據(jù)服務(wù)，可以滿足用戶日益增長(zhǎng)的對(duì)高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，也提升了TD-SCDMA系統(tǒng)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持方面的競(jìng)爭(zhēng)力。

對(duì)于FDD，HSDPA理論峰值速率可達(dá)14.4Mbps，對(duì)于TD-SCDMA，目前3GPPHSDPA使用單個(gè)載波，采用5msTTI，最多使用5個(gè)下行時(shí)隙的全部資源，1.6MHz帶寬上理論峰值速率是2.8Mbps。因此，與FDD HSDPA相比，TD-SCDMA HSDPA的頻譜效率基本相當(dāng)，但是單個(gè)載波上可提供的下行峰值速率偏低，很難直接滿足運(yùn)營(yíng)商對(duì)高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。

多載波技術(shù)的引入，使得TD-SCDMA系統(tǒng)中的HSDPA技術(shù)支持的理論峰值速率大大提高，理論上N個(gè)載頻的多載波HSDPA方案可以獲得N倍于2.8Mbps的峰值速率，如3載頻的HSDPA方案理論的峰值速率可以達(dá)到8.4Mbps；同時(shí)，多載波HSDPA允許一個(gè)用戶同時(shí)使用多個(gè)載頻上的HSDPA資源，因此，對(duì)一個(gè)用戶而言，也大大提高了高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力，同樣，理論上，一個(gè)用戶的高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持能力可達(dá)N倍于2.8Mbps。因此在TD-SCDMA系統(tǒng)引入多載波HSDPA技術(shù)，對(duì)于無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，可以提高一個(gè)小區(qū)的高速下行分組業(yè)務(wù)容量，同時(shí)也可以提高一個(gè)用戶的高速下行分組業(yè)務(wù)能力。

在多載波系統(tǒng)中，將主載頻作為T(mén)D-SCDMA載頻，而將輔載頻作為T(mén)D-SCDMA HSDPA載頻，利用TD-SCDMAN頻點(diǎn)小區(qū)特性，將這兩個(gè)頻點(diǎn)作為一個(gè)邏輯小區(qū)，在這個(gè)邏輯小區(qū)內(nèi)，不同載頻采用不同的資源分配方式：話音業(yè)務(wù)優(yōu)先分配到TD-SCDMA載頻，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先分配到TD-SCDMA HSDPA載頻。通過(guò)這種方式，可以在簡(jiǎn)化TD-SCDMA HSDPA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)一步提高資源利用率。

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為了靈活地利用資源、增加系統(tǒng)容量，TD-SCDMA系統(tǒng)引入了多載波特性，多載波方案在降低系統(tǒng)干擾、提高容量的同時(shí)也對(duì)于TD系統(tǒng)的無(wú)線資源管理等算法提出了新的要求。多載波的引入，大大提升了TD-SCDMA HSDPA的數(shù)據(jù)支持能力，使得多載波HSDPA成為3GPP LTE TDD模式的重要發(fā)展方向之一。目前，多載波HSDPA的技術(shù)方案仍需要進(jìn)一步細(xì)化。