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引入HSDPA對WCDMA網絡的影響及應對

52RD.com 2007年3月14日 中國信息產業網-人民郵電報            評論:0條 我來說兩句
  HSDPA技術是WCDMA制式在R5標準中引入的增強型技術,通過共享信道傳輸、高階調制、更短的時間間隔(TTI)、快速鏈路適配、快速調度、快速混合自動重傳請求等技術,大幅提升了下行數據吞吐量與用戶速率。根據測試結果,在室外普通城區場景下CS64kbps業務覆蓋邊緣,HSDPA網絡邊緣吞吐率通常可達200kbps左右,小區吞吐率理論上最高可達14.4Mbps,這樣可使用戶在移動的情況下享受到更好的服務。由于HSDPA僅提高了下行傳輸鏈路帶寬,上行仍承載在R99DCH信道上,因此HSPDA能夠有效推動如高質量視頻、交互式游戲等上下行非對稱業務的快速發展。

  在R99/R4上部署HSDPA,可以采用獨立載頻組網和混合載頻組網兩種方式。獨立載頻組網為HSDPA單獨引入頻點,可以避免引入HSDPA對原有R99/R4網絡的影響,同時能夠支持的用戶速率高、系統容量大,但是需要更高的成本和更多的頻率資源,一般在網絡發展中后期才根據業務需求采用。將HSDPA與原有R99/R4網絡共享載頻可以提高系統資源利用率,在網絡建設初期推薦采用,但這時就需要在無線網絡規劃中充分考慮HSDPA的引入對原有R99/R4網絡的影響。

  混合載頻方式引入HSDPA時,HSDPA和R99業務之間將產生同頻干擾,由于HSDPA是針對下行的高速無線接入技術,因此HSDPA業務的引入對R99業務上行鏈路和下行鏈路覆蓋的影響存在差異。

  (1)引入HSDPA對原有網絡上行覆蓋的影響及改進措施

  在基站接收側,引入HSDPA后,沒有改變解調方式;在終端側,引入HSDPA后,上行新增了HS-DPCCH信道,用來傳送以前發送數據是否被正確接收的反饋信息ACK/NACK以及下行無線信道質量指示CQI,要占用一定的終端功率。但由于該信道數據傳輸量較小,根據后面對城區典型環境下的仿真研究結果,HSDPA引入對網絡上行覆蓋影響很小。

  (2)引入HSDPA對原有網絡下行覆蓋的影響及改進措施

  由于HS-SCCH信道基本采用恒定的發射功率發射,因此引入HSDPA后可以允許小區以更高的功率工作,一般R99規劃中下行負荷最大為75%,而引入HSDPA后下行負載可達到90%以上。在導頻功率不變的情況下,下行總發射功率增加將引起終端接收信號Ec/Io在滿負載工作時惡化。通過仿真研究,小區下行負載在75%以上時,會引起Ec/Io下降1dB左右。終端能否解調主要取決于Ec/Io,Ec/Io下降1dB左右將導致覆蓋收縮6%~12%(假設無線損耗隨傳播距離成2~4次方衰減)。

  (3)HSDPA的覆蓋

  HSDPA在上行通常以PS64、144k專用信道承載上行數據,忽略上行新增的HS-DPCCH信道影響,可以認為HSDPA網絡的上行覆蓋相當于PS144k的覆蓋,略小于CS64k的覆蓋要求。

  部署HSDPA區域一般是市區,多為下行容量受限的區域,這時小區的覆蓋半徑主要取決于下行。采用混合載頻方式時,HSDPA的HS-DSCH和R99的信道共享下行功率,在不同的負載情況下,適合分配給HS-DSCH的功率也會存在差別,而且所分配的功率能夠實現的數據業務速率也和用戶分布、負載情況有關。所以,混合載頻方式下的HSDPA下行覆蓋需要通過容量仿真確定:先根據R99上行連續覆蓋的業務等級對應的鏈路預算得到其路徑損耗,將該值作為HSDPA業務下行最大允許鏈路損耗值,再根據HSDPA的功率分配,通過仿真得到小區邊緣的速率。

  在HSDPA和R99/R4混合載頻組網時,HSDPA和R99/R4業務共享同一載頻的功率和碼資源。

  下行功率的分配也存在同樣的情況,R99/R4和HS-DPA同頻組網小區的功率也是共享的。因此在同頻組網的小區中需要給HSDPA分配一定的功率,分配策略有三種:RNC固定分配方法、RNC動態分配方法、NodeB動態使用方法。RNC固定分配方法側重于建網時的數據統計和估算;RNC動態分配方法相較而言更加靈活,適應性更強;NodeB動態使用則完全根據當前DPCH功率的使用情況進行HSDPA信道功率調整。

  需要注意的是,對于碼資源和功率資源靜態分配的情況,HSDPA的碼資源分配和功率分配必須匹配,否則會造成功率或者碼字資源浪費。依照相關仿真結果,在HSDPA分配5個碼時,HSDPA分配的功率占用比建議為總發射功率的25%~35%,配置10個碼時,HSDPA功率占用比建議值為50%~60%,下行總功率門限設置在90%左右。

  網絡建設初期一般可以考慮預留5個碼字、30%左右的功率資源用于HSDPA業務。根據對多個廠商設備性能的調查,此種配置時單小區支持的HSDPA業務最大吞吐量一般大于3Mbps,平均吞吐量約在1Mbps。

  HSDPA網絡容量規劃應按照原有R99/R4無線網絡的站點布局,計算可用于HSDPA的功率和碼字余量,并以此為基礎,核算小區能承載的數據業務容量。

  該流程基于原R99/R4網絡設計的情況,如小區半徑、業務模型等,在引入HSDPA后,根據新的承載映射策略、新的業務模型以及話務模型,計算R99/R4負載情況以及可分配給HSDPA的功率和碼資源,并由此計算出HSDPA的邊緣覆蓋速率、平均用戶吞吐率(可近似認為吞吐量和分配給HSDPA的功率成正比)等指標。

  由于下行的系統容量,尤其是HSDPA的吞吐量和用戶分布有著密切關系,因此需通過模擬仿真才能提供更為準確、細致的分析結果。

  通過前面的分析,可知在業務量不大的網絡發展初期,以混合載頻方式引入HSDPA之后,對于原有R99/R4網絡的覆蓋影響較小,且可以更為充分地利用系統的碼資源和功率資源,提高小區的下行吞吐量,更好地滿足高速數據業務的要求。

  (廣州杰賽通信規劃設計院 程敏 人民郵電報)

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