引入HSDPA对WCDMA网络的影响及应对

引入HSDPA对WCDMA网络的影响及应对

HSDPA技术是WCDMA制式在R5标准中引入的增强型技术，通过共享信道传输、高阶调制、更短的时间间隔(TTI)、快速链路适配、快速调度、快速混合自动重传请求等技术，大幅提升了下行数据吞吐量与用户速率。根据测试结果，在室外普通城区场景下CS64kbps业务覆盖边缘，HSDPA网络边缘吞吐率通常可达200kbps左右，小区吞吐率理论上最高可达14.4Mbps，这样可使用户在移动的情况下享受到更好的服务。由于HSDPA仅提高了下行传输链路带宽，上行仍承载在R99DCH信道上，因此HSPDA能够有效推动如高质量视频、交互式游戏等上下行非对称业务的快速发展。
　　在R99/R4上部署HSDPA，可以采用独立载频组网和混合载频组网两种方式。独立载频组网为HSDPA单独引入频点，可以避免引入HSDPA对原有R99/R4网络的影响，同时能够支持的用户速率高、系统容量大，但是需要更高的成本和更多的频率资源，一般在网络发展中后期才根据业务需求采用。将HSDPA与原有R99/R4网络共享载频可以提高系统资源利用率，在网络建设初期推荐采用，但这时就需要在无线网络规划中充分考虑HSDPA的引入对原有R99/R4网络的影响。

　　混合载频方式引入HSDPA时，HSDPA和R99业务之间将产生同频干扰，由于HSDPA是针对下行的高速无线接入技术，因此HSDPA业务的引入对R99业务上行链路和下行链路覆盖的影响存在差异。

　　(1)引入HSDPA对原有网络上行覆盖的影响及改进措施

　　在基站接收侧，引入HSDPA后，没有改变解调方式；在终端侧，引入HSDPA后，上行新增了HS-DPCCH信道，用来传送以前发送数据是否被正确接收的反馈信息ACK/NACK以及下行无线信道质量指示CQI，要占用一定的终端功率。但由于该信道数据传输量较小，根据后面对城区典型环境下的仿真研究结果，HSDPA引入对网络上行覆盖影响很小。

　　(2)引入HSDPA对原有网络下行覆盖的影响及改进措施

　　由于HS-SCCH信道基本采用恒定的发射功率发射，因此引入HSDPA后可以允许小区以更高的功率工作，一般R99规划中下行负荷最大为75%，而引入HSDPA后下行负载可达到90%以上。在导频功率不变的情况下，下行总发射功率增加将引起终端接收信号Ec/Io在满负载工作时恶化。通过仿真研究，小区下行负载在75%以上时，会引起Ec/Io下降1dB左右。终端能否解调主要取决于Ec/Io，Ec/Io下降1dB左右将导致覆盖收缩6%~12%(假设无线损耗随传播距离成2～4次方衰减)。

　　(3)HSDPA的覆盖

　　HSDPA在上行通常以PS64、144k专用信道承载上行数据，忽略上行新增的HS-DPCCH信道影响，可以认为HSDPA网络的上行覆盖相当于PS144k的覆盖，略小于CS64k的覆盖要求。

　　部署HSDPA区域一般是市区，多为下行容量受限的区域，这时小区的覆盖半径主要取决于下行。采用混合载频方式时，HSDPA的HS-DSCH和R99的信道共享下行功率，在不同的负载情况下，适合分配给HS-DSCH的功率也会存在差别，而且所分配的功率能够实现的数据业务速率也和用户分布、负载情况有关。所以，混合载频方式下的HSDPA下行覆盖需要通过容量仿真确定：先根据R99上行连续覆盖的业务等级对应的链路预算得到其路径损耗，将该值作为HSDPA业务下行最大允许链路损耗值，再根据HSDPA的功率分配，通过仿真得到小区边缘的速率。

　　在HSDPA和R99/R4混合载频组网时，HSDPA和R99/R4业务共享同一载频的功率和码资源。

　　下行功率的分配也存在同样的情况，R99/R4和HS-DPA同频组网小区的功率也是共享的。因此在同频组网的小区中需要给HSDPA分配一定的功率，分配策略有三种：RNC固定分配方法、RNC动态分配方法、NodeB动态使用方法。RNC固定分配方法侧重于建网时的数据统计和估算；RNC动态分配方法相较而言更加灵活，适应性更强；NodeB动态使用则完全根据当前DPCH功率的使用情况进行HSDPA信道功率调整。

　　需要注意的是，对于码资源和功率资源静态分配的情况，HSDPA的码资源分配和功率分配必须匹配，否则会造成功率或者码字资源浪费。依照相关仿真结果，在HSDPA分配5个码时，HSDPA分配的功率占用比建议为总发射功率的25%～35%，配置10个码时，HSDPA功率占用比建议值为50%～60%，下行总功率门限设置在90%左右。

　　网络建设初期一般可以考虑预留5个码字、30%左右的功率资源用于HSDPA业务。根据对多个厂商设备性能的调查，此种配置时单小区支持的HSDPA业务最大吞吐量一般大于3Mbps，平均吞吐量约在1Mbps。

　　HSDPA网络容量规划应按照原有R99/R4无线网络的站点布局，计算可用于HSDPA的功率和码字余量，并以此为基础，核算小区能承载的数据业务容量。

　　该流程基于原R99/R4网络设计的情况，如小区半径、业务模型等，在引入HSDPA后，根据新的承载映射策略、新的业务模型以及话务模型，计算R99/R4负载情况以及可分配给HSDPA的功率和码资源，并由此计算出HSDPA的边缘覆盖速率、平均用户吞吐率(可近似认为吞吐量和分配给HSDPA的功率成正比)等指标。

　　由于下行的系统容量，尤其是HSDPA的吞吐量和用户分布有着密切关系，因此需通过模拟仿真才能提供更为准确、细致的分析结果。

　　通过前面的分析，可知在业务量不大的网络发展初期，以混合载频方式引入HSDPA之后，对于原有R99/R4网络的覆盖影响较小，且可以更为充分地利用系统的码资源和功率资源，提高小区的下行吞吐量，更好地满足高速数据业务的要求。