TD-SCDMA系统中HSDPA\R4和GSM动态承载控制策略的研究和测试

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摘要　文章指出了td-scdma系统中hsdpa、r4和gsm动态承载控制的必要性，分三个方面描述了其原理，然后对HSDPA、R4和GSM动态承载控制外场测试的目的、环境和终端作了介绍，详述了其测试步骤，最后给出了结论。

关键词　TD-SCDMA　HSDPA　R4　GSM　动态承载控制　RRC

1　前言

在TD-SCDMA系统中，下行增强技术HSDPA引入的目的是为了满足高速数据业务需求，增强数据业务用户体验，充分利用网络资源。由于采用TDD方式，TD网络在现有的基于R4版本中引入HSDPA之后，HS和R4必须采用相同的时隙配比。在现有网络设计和部署中，一方面要考虑到设备方面具体的资源调度算法设计，HS由专用载波承载，即HS与R4分别采用单独载波方式组网；另一方面，要考虑TD与GSM融合组网、提高整体资源利用率的总体原则。所以，如何有效地分配HS、R4和GSM信道资源，实现三者动态资源承载控制策略，成为TD-SCDMA建网的难点和重点。

2　HSDPA、R4和GSM的动态承载控制机制

2.1HSDPA与R4共享载波资源池机制

HSDPA和R4的动态承载控制机制通过共享载波资源池机制实现。如图1所示，当用户终端发起业务，HSDPA与R4资源池机制支持动态和静态配置HSDPA时隙与码道资源分配。当R4 DPCH资源不足时，业务可以抢占HSDPA载波资源，但抢占的资源不能超过HSDPA最小预留资源。当R4业务结束后，可以释放HSDPA载波资源池。R4与HSDPA载波资源共享，保证调度效率的同时提高资源利用率。

2.2HSDPA业务切换机制

针对某项具体TD业务，承载资源的动态控制可以通过HS和DR4载波间业务切换过程实现。

(1)HSDPA同系统间切换过程

HSDPA业务切换方式可分为H2H(HS－HS)和H2D(HS－DCH)。当邻区支持HSDPA，且支持业务速率时，采取H2H的切换方式；当邻区不支持HSDPA时，或邻区虽然支持，但不支持切换业务速率时，采用H2D的切换方式。当H2D切换完成后，会切到HS小区时，仍然可以通过D2H的方式切换，而且只要满足承载选择条件也可以承载在HS上。图2显示出HSDPA切换过程：

(2)基于负载的异系统切换

当前TD网络小区负载超过一定门限后，则判定当前的TD小区负载超标，RNC将通过RRM算法选择该小区以及该小区内的一个终端，并通知切换模块将该TD小区切换至已配置好的GSM邻区中。基于负载的异系统切换在于解决小区由于负荷过载而导致的掉话问题，可以保障小区用户的接入成功率。

2.3HSDPA、R4和GSM的动态承载控制

在现有TD-SCDMA商用网络中，已普遍将上下行时隙配比设置为2：4。随着业务量的增长，尤其是在承载高速数据业务时，会出现由于上行码道资源受限而导致用户无法接入的现象，严重影响了客户感知。因此，HSDPA数据用户不能无限制接入，当接纳的HS业务达到最大同时在线用户数限制时，对新请求的HS业务将启动以下策略：

(1)如果R4载波能准入，则将其接纳至R4载波；

(2)如果R4载波不能准入，则将其重定向至GSM系统。

下面将对TD－SCDMA无线网络资源管理中HSDPA、R4和GSM的动态承载控制策略以及部署的可行性进行研究和验证。

3　HSDPA、R4和GSM的动态承载控制外场测试

3.1测试目的

当系统负载拥塞时，TD-HSDPA PS数据业务应能够承载在HS载波、R4载波或GSM系统上，而不被拒绝。通过现网外场测试研究，重点考察当TD-HSDPA PS业务无法接入TD网络时，系统可以通过RRC重定向承载到GSM网络中。HSDPA PS业务RRC异系统间重定向策略如图3所示：

3.2测试环境

测试用例基于TD-SCDMA现网中某室内分布系统的定点测试环境。测试终端静止均匀分布在被测小区的良好覆盖区内。测试小区配置2个HSDPA载波和1个R4载波，2：4上下行时隙配置。每个HSDPA载波中，HS-PDSCH单独占用2个时隙，HS-SCCH／HS-SICH配置两组。

3.3测试终端

测试所用终端基于目前三款主流芯片，采用TD－GSM双模单待和HSDPA数据卡，支持“三新”机制，采用最新软件版本。在测试中设置HSDPA载波的最大接八用户数为3，使用6部终端申请背景类业务，申请速率UL64K／DL1024K。

3.4测试步骤

测试小区载波配置情况如下：

主载波(HSDPA)配置到频点10063

辅载波(R4)配置到频点10071。

测试步骤如下所述：

(1)HS主载波依次接入7个HS的业务(UL64K／DL2048K)；

当7个HS业务接入后，主载波的上行码道资源全部被占满。从RAB指派请求消息(assignmentrequest)中可以看出，申请的HS背景类业务(UL64K／DL2048K)被接入。

(2)在时隙配比为2：4的情况下，辅载波依次接入4个VP业务，均承载在R4载波上，且占满R4载波上行码道资源。从RAB assignment request消息中可以看到申请的业务为CS64K的VP业务；

(3)在第(2)步的基础上再申请一个HS业务(UL64K／DL2048K)。

由于HS和R4载波码道资源都被占满，再申请HS业务时，从RNc发往UE的信令中可以看出，在TD网建立RRC连接时，RRC被拒绝，业务接入到了GSM系统中。从RRC CONN REJ中看到被拒绝的消息中携带有GSM的信息InterRATInfo：gsm(0)。

从图5可以看出从终端收到RRC Connection REJ消息到成功承载在EDGE／GPRS的接入信令过程(LocationUpdating Accept、TMSI Reallocation Complete、Routing Area Update Complete消息)。如表1所示，共进行了3次测试，重定向接八平均时延为6.5秒。

4　测试研究结论

经过外场测试分析，TD-SCDMA系统中HSDPA、R4和GSM动态承载控制策略以及接入过程中异系统间重试准入策略和功能得到验证。获得测试结论如下：

(1)当HS载波资源被占满时，用户发起HS业务，下行降速接入到R4 DCH中。当HS载波资源有空余，系统可以将原来承载在R4中的HS业务下行升速转换到HS中。

(2)数据业务(HSDPA、R4)能够被接纳至HS载波、R4载波或GSM系统，而不被拒绝。数据业务尽可能由TD承载，若TD无法接入，则应被承载至GSM而不是被拒绝。

(3)当系统中HS载波和R4载波码道都被占满时，如果再申请一个HSDPA业务，从信令中看到，在TD-SCDMA网建立RRC连接时被拒绝，从RRC CONN REJ中看到被拒的消息中携带有GSM的信息，PS业务被重定向到GSM系统中，平均接入时延约为6.5秒。