WCDMA 中的压缩模式测量.doc

WCDMA中的压缩模式测量
广东移动通信有限责任公司深圳分公司 郝云飞

摘要： 本文介绍了WCDMA中压缩模式测量的原理和方法，并结合一些实际测试对功率控制和系统负荷进行了分析。本文还分别介绍了压缩模式的帧流格式参数和触发方式。最后本文对WCDMA和CDMA2000不同的切换思路进行了比较。

压缩模式，就是在不中断业务情况下，终端对异频或者异系统进行测量，以便根据无线信道性能及时切换或者采取其他操作的一种工作模式。一般终端只具备一套收发信机，无法同时在多个频率上进行数据收发和测量。UMTS网络用户在业务漫游过程中，终端必须能够适时地在异频或异系统之间进行切换，以保持相应业务的质量和连续性。在这个过程中，对异频或者异系统进行测量是终端操作的第一步。而这个压缩模式测量一般都是在CELL_DCH状态下进行。

原理和方法
压缩测量原理
WCDMA主要通过数据速率和帧流格式等方式的调整，在无线帧流中空出一段测量间隔时隙TGL（TransmissionGapLength）完成异频或者异系统测量。如图一所示：在压缩帧流中，压缩帧时隙分为测量时隙和压缩时隙。其中，TGL长度范围为1～14个。一个10ms的无线帧最大传输空闲长度为7个时隙。如果所需TGL长度超过7个，则必须采用双帧模式，其最大测量间隔可达到14个时隙。

非压缩模式10ms无线帧
压缩模式的异频、异系统测量时隙
压缩时隙
····
····

图一：压缩模式的帧描述
压缩模式主要是在下行链路应用。只有当测量目标频率靠近上行频段的时候，终端才会同时在上行链路也进入压缩模式。例如：GSM1800MHz频段靠近UMTS1900MHz的频段，为了避开干扰，终端需在上行也进入压缩模式。
压缩方法
有三种实现压缩模式的方法：
缩短扩频码
提高物理层数据速率，在剩余的压缩时隙把信息发送出去。这种方法压缩SF为原来的SF的1/2长度（SF=4则不适用），因此容易得到较长的TGL（TransmissionGapLength）。其所用扩频码必须是当前码字的上一级码。另外，由于RNC功率控制的BLER_target值不变，当压缩模式直扩因子SF′＝SF/2后，接收机获得的直扩增益将减少3dB，导致Ec/No损失。为了补偿这个损失，下行发射功率理论上需要提高3dB左右，以维持链路质量。因此，缩短扩频码方式会占用码资源，可能带来系统干扰和容量损失。这种方法对实时业务的服务保持比较好。CS64K、CS12.2K等实时性比较强的业务一般采用这种方式。
高层调度
低层操作不变。由高层控制TFC（TransportFormatCombination）格式，用TFCI字段占用了实际数据信息位置，来限制帧内的实际信息比特数量，以较低的数据速率发射，为测量空出时隙间隔（SF＝4亦可）。这种方式需调整数据时隙占用格式，使用的必须是原来TFCSet的子集。而且高层调度必须是在TrCH以可变位置映射无线帧的情况下实现。高层调度的方法主要适用于非实时的PS类业务。
速率适配
由低层控制减少数据冗余，降低速率。这种方式不牵涉资源配置或者高层进程，能够降低系统干扰，是比较侧重保证无线链路的压缩办法。但是这种方式降低了服务质量，且只适合所需TGL较短，TrCH只在固定位置映射到无线帧的情况。

压缩模式实测
功率控制
压缩模式的功控实际上是在TGL时段放弃了功率控制后维持链路的补救手段。其目标仍旧是保持链路质量，并在测量间隔时隙TGL结束后在尽可能短的时间内恢复对信道的正常功率控制：
保证压缩模式下数据发送质量达到系统要求；
尽量减少对系统产生的干扰；
尽快在RPL内恢复到正常功率控制。
压缩模式功率控制在上下行都使用带有纠正参数、偏移量的功率控制算法来估计当前时隙的功率，同时附加判决条件，根据SIR_cm_target、BLER_cm_target调整发射功率。这些参数和偏移量根据不同的无线链路情况取得，以确保和实际功率控制效果的差距最小化。
功率控制的恢复时期称为RPL（RecoveryPeriodLength）。RPL=min{测量间隙长度，7}，单位为时隙。但是任何情况下，RPL都必须在下一个测量间隙开始前结束。
实现压缩模式的功率控制时，一般对异系统或实时业务考虑更安全的功率保障幅度相对较大；而对非实时或者同系统异频业务则功率保障幅度相对较小，实测与理论分析存在微小差异。
CodePower对比
当通过缩短扩频码的压缩方式时，由于SF缩短到1/2长度，扩频增益降低一半。考虑在短暂时隙中，无线链路变化很小。则在空中接口的CodePower，理论上需高于原发射功率的3dB左右，才能保证BLER达到或者优于BLER_target。
2．2．1 CS域单链路测试
△DLTxCodePower△DLBLE