HSDPA无线网络规划探讨

1、引言
3GWCDMA作为GSM/GPRS的演进正在步入成熟期,那么有3.5G之称的HSDPA作为WCDMA的演进正成为业界关注的焦点 。虽然3GR99/R4网络已经能够为用户提供高速的WAP、流媒体等数据增值业务,但对于高端的企业、行业用户以及使用PDA和数据卡类用户而言,往往对业务速率和质量提出了更高的要求 。国内外许多运营商为了取得在3G方面的领先优势,陆续开始了HSDPA的商用 。根据全球移动设备供给商协会(GSA)最新的报告,截至2006年8月,全球已经有52个HSDPA网络在35个国家投入了商业使用 。HSDPA作为3GPP的R5版本,是对R4无线网络的平滑演进,并不影响R4核心网和已有的业务定义,与R4网络相比,在峰值速率、吞吐量、业务时延、每比特投资等方面都有明显的提高 。但是在部署HSDPA网络时,必需在处理HSDPA与R4网络的共存、部署策略、载频使用、覆盖问题、容量估算等方面进行深入而全面的考虑 。本文针对以上问题,着重对HSDPA的无线网络规划进行探讨 。
2、HSDPA原理及特点
根据实际经验,WCDMA系统容量受限于下行容量,主要体现在两个方面:实际下行吞吐量需求远大于上行吞吐量需求;信道配置方式不灵活使得下行容量的实际利用率非常低 。
HSDPA技术,全称高速下行分组接入(HighSpeedDownlinkPacket Access),通过增加下行共享信道HS-DSCH等技术,实现了下行的高速数据传输,其理论最大物理层速率可达14.4 Mb/s 。如图1所示,为了加快系统响应速度,在Node B结点增加MAC-hs实体:RNC的MAC-d将DTCH/DCCH上的数据映射到HS-DSCH数据帧通过MAC-d流发送给MAC-hs 。MAC-hs需要完成与MAC-d之间的流量控制(共享Iub传输)、小区内用户数据的调度、传输格式选择等动作 。
图1 HSDPA协议栈
HSDPA具有以下要害技术与特点:
(1)HSDPA的高速下行共享传输信道可以承载背景业务、流业务、交互式业务等,并使编码和功率资源得到更加有效的使用;
(2)HS-DSCH采用16QAM高阶调制方式提供更高的数据速率,并且更加有效地利用带宽;
(3)采用2ms的短帧进行动态分配,减少了环路时间(RTT),极大地提高了链路适配性能;
(4)在物理层采用HARO混合自动重传请求和AMC自适应调制编码技术,使得用户在解码前能够快速请求丢失的信息和进行软合并,提高容错能力;
(5)采用快速调度算法,使得小区吞吐量最大化和用户平等共享吞吐量;
(6)快速动态功率分配,使得系统功率资源得到最有效利用,从而达到节省网络综合成本的目的 。
3、HSDPA规划策略
根据HSPDA的特点,要进行HSDPA网络规划一般需要遵循以下基本流程,如图2所示:
图2 HSDPA规划流程
(1)首先需要对已建的或将要建的R99/R4网络的各个硬件单元进行评估,以验证该网络是否支持HSDPA或如何进行HSDPA升级 。HSDPA虽然是WCDMA的平滑演进,但是还是要对NodeB和传输系统进行必要的硬件升级,对NodeB和RNC进行必要的软件升级 。目前,由于牌照的原因,我国尚未建立商用的3G网络 。而运营商在获得牌照后,为了能迅速赶上国际移动通信的发展步伐,提升3G网络的竞争优势,势必在WCDMA建网的第一阶段引入HSDPA 。因此在建网初期,在软硬件设备的选取上必须有一定的前瞻性,避免日后频繁地升级或更换软硬件 。
(2)其次,要通过现场测量的方法了解HSDPA网络的各方面性能,应重点关注以下几个因素:NodeB平均发射功率,载频使用情况、NodeB和RNC处理板卡以及Iub接口的占用率、软切换区和软切换开销、业务分布等 。同时还要考虑引入HSDPA对原R99/R4网络性能的影响 。对于HSDPA和R99/R4网络同步建设的情况,可以适当参照GSM网络性能,力争规划一次性到位 。

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