td-scdma hsdpa与r4网络规划方法比较与分析

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1、http://www.paper.edu.cnTD-SCDMAHSDPA与R4网络规划方法比较与分析邓同桐，杨大成北京邮电大学电信工程学院，北京（100876）E-mail:infocean.dtt@gmail.com摘要：本文首先介绍网络规划中使用的两种仿真方法以及这两种方法的特点。然后分别给出TD-SCDMA系统R4和HSDPA网络规划使用的仿真方法，并且论述使用该方法仿真的原因。进而比较不同的仿真方法对网络规划中各算法模块带来的影响。关键词：TD-SCDMA；HSDPA；MonteCarlo；时间驱动；网络规划1.引言HSDPA作为TDD系统在R

2、5版本中引入的一系列技术的集合，主要包括AMC，HARQ[1]与快速调度。除此之外，R5在物理信道上增加了高速下行分组数据信道HS-PDSCH及其相关的控制、反馈信道。其尽力而为(BE)的服务方式与R4也不相同,这一系列不同使HSDPA与R4网络在规划与系统级仿真上存在本文论述的一系列差异。2.TD-SCDMA系统R4与HSDPA系统级仿真方法2.1系统仿真方法系统级仿真分为静态仿真和动态仿真。静态仿真是一种对多个不同的快照进行网络性能仿真的方法，在每个快照中用户设备的位置被静态的确定，即独立于上一个快照中用户设备的位置、速度。每个用户设备连接到网络的

3、能力通过迭代过程来计算。一般来说，两个不同的快照的仿真结果是不同，有时相差很大。通过对全部快照分析的结论进行统计平均，所得结果就可以认为是被仿真的系统的实际性能的近似，其理论依据就是数理统计学的Monte[2]Carlo仿真方法。下图描述了静态仿真中的两次快照。图1静态仿真中的两次快照1http://www.paper.edu.cn静态仿真虽然应用广泛，但是由于它对系统采用不连续采样的方式，使得它无法模拟系统的瞬时变化，对于系统某些快速变化的控制机制和业务性能都无法进行准确的仿真，例如，CDMA系统的快速功率控制机制，静态仿真是没有办法模拟整个过程的，

4、而只能用迭代算法模拟功率控制的效果。再如，静态仿真无法模拟基站和移动台之间信道的建立和释放过程。因此，模拟和仿真基站和移动台之间的快速交互和系统的动态性能最好采用动态仿真的方法。动态仿真过程要比静态仿真分析复杂，它通过连续的时间步长仿真出用户设备在网络中的移动。考虑的元素也更多，与静态仿真相比，它需要考虑通话的持续时长、移动台的移动模型等，并且在每次位置改变时移动台的运动方向将按照指定的概率改变。动态仿真是对系统进行连续的采样，因此又称为时间驱动仿真。同样的，动态仿真也可以进行多次独立的时间驱动仿真，以增加仿真的准确度。这种方法称为快照与时间驱动相结合

5、的仿真方法。下面的图描述了动态仿真中的两次快照。图2动态仿真中的两次快照动态仿真更接近实际情况，所以仿真结果更精确，但是与动态仿真相比，静态仿真速度快，对计算机资源开销相对小些。2.2R4系统级仿真方法在进行TD-SCDMAR4网络规划时一般使用MonteCarlo方法。MonteCarlo方法又称为统计实验方法，它是一种采用统计抽样理论近似求解数学问题或物理问题的方法。它可用来求解概率性问题，也可以用来求解非概率问题。其数学基础是大数定律里的努伯利定理：vlim(

6、Pp−

7、<=ε)1n→∞n应用MonteCarlo方法进行的规划仿真是一种静态仿真方法

8、。通过多次快照和迭代进行系统模拟。静态仿真中快照的目的就是得到网络一个瞬间的状态。这个状态通常包括：被服务成功的终端以及它们的服务小区、链路发射接收功率、使用的时隙等等；服务失败的终端2http://www.paper.edu.cn以及失败原因等。一般必须执行多次快照，对它们的结果求平均来得到整个网络性能的总体情况。快照的主要任务就是为通过迭代的过程为终端和小区找到合适的上行以及下行链路的功率值。在迭代过程中，上下行链路的发射功率不断调整被更改至合适的值。迭代过程包括按照终端的接入顺序根据无线资源管理算法确定终端的最佳小区，并为其分配资源，尽量保证无线

9、资源管理算法为终端分配最优的资源，以尽量低的功率接入网络。在前一次接入失败的终端中并不从仿真中删除，因为一次迭代中成功或失败并不保证下一次迭代中会得到相同的结果。一个终端接入成功或失败的状态由迭代收敛时快照中最后一个状态决定。收敛判断的准则就是检查在两次迭代中所有小区的各个时隙中功率变化。如果所有小区或一定比例（如99％）的小区各个时隙内功率的变化值小于设定的门限值，那么认为达到收敛。一般默认的门限值为1％。2.3HSDPA系统级仿真方法HSDPA为TD-SCDMAR4的演进技术，主要目标是提高数据传输速率和小区吞吐量，在现网基础上通过独立组网和混合组

10、网的方式扩展高速率数据业务。其采用的核心技术包括AMC，HARQ和DCA。HSDPA的仿真与R