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TD-HSDPA网规突破难点

http://www.sina.com.cn 2007年09月10日 13:49  通信产业报

  HSDPA规划软件除了要支持HSDPA的算法外,还需要能够考虑不同HSDPA的组网策略问题,两者都是规划软件开发中的关键。

  为满足3G大数据量传输的要求,3GPP在R5引入了HSDPA。HSDPA是一种高速下行分组包接入技术,通过采用自适应调制编码AMC、混合自动重传请求HARQ技术,引入高阶调制(16QAM),在基站侧增加了一个MAC-hs实体,用于数据的快速调度,可获得较R4更高的用户峰值速率和小区数据吞吐率,为了完成相应的控制、调度和反馈,HSDPA在物理层引入了HS-SCCH和HS-SICH上行和下行两条物理控制信道,快速完成UE和NodeB之间的信息交互。这些技术的应用极大提高了用户下行数据率传输速率和吞吐量,单载波的理论峰值速率可达2.8Mbps,进一步提高了设备利用率,增强了频谱效率。HSDPA能同时为更多数量的用户提供高速率服务,更短的服务响应时间和更短的传输延迟。

  网规方式详解

  网络规划都是从覆盖和容量两个方面入手。HSDPA的网络规划和TD-SCDMAR4的网络从总体流程上一样:从覆盖上,通过链路预算计算小区的覆盖半径,根据要求覆盖的面积初步估算出所需要部署的小区数量Cell Count cover-age;从容量上,根据话务模型估算需要载波的数量,再根据Node-B的容量限制和站型估算所需要的小区数量Cell count capacity。比较Cell Count coverage和Cell count capacity,取其中最大者作为最终小区数量需求估算值,继而估算出所需要的基站数量。按照上述估算出的基站数量,根据运营商提供的基站候选名单和站址选择原则,筛选出符合要求的基站,然后将这些基站输入到网络规划工具中作进一步的计算。

  网络规划工具也可以提供覆盖和容量计算,比前者的估算更加准确。前者的估算是为了提供一个基站数量的参考值。网络规划工具的覆盖预测是基于校正过的传播模型结合数字地图运算的,输出结果有PCCPCH RSCP、PCCPCHC/I、HS-PDSCHEc/Nt、CQI和RLC层最大和平均用户吞吐量等;容量计算则是基于MonteCarlo随机过程根据设定的话务模型参数(用户数量、话务类型、终端类型、移动类型、环境等等)进行话务仿真,仿真的结果包括总统计值、分配到Site和Cell的业务、时隙承载的业务以及每个终端的业务及连接情况。利用规划工具进行规划,首先需要基于控制信道的覆盖预测完成各个小区的覆盖面调整,调整手段主要是天线的高度,方位角和下倾角以及功率。鼎桥TPLAN软件有一个优化模块Capesso,能够根据定义条件迅速完成这些调整,对于大规模网络规划而言,大大节省了时间,提高了效率。在覆盖调整完成后,才能进行话务仿真。在覆盖预测和话务仿真结果上,可能需要调整基站的数量以达到网络性能的要求,因此最终网络建设的基站数量是以规划工具输出结果为准。

  与实施的差距何在

  网络规划包含覆盖预测和话务仿真两个方面。覆盖预测是基于传播模型,数字地图,基站高度,天线特性,馈线特性等计算出小区和网络的无线覆盖情况,话务仿真基于话务模型、用户分布密度、终端类型、环境结合覆盖预测结果运行MonteCarlo仿真,进一步从容量的角度考虑基站的数量和载波配置是否满足设计需求。网络规划与实际部署之间总是存在或多或少的差异。

  覆盖预测与实际情况的主要差异来源有以下几个方面:

  1.传播模型校准。从工程角度,传播模型校准必须满足标准方差<8dB,中值误差=0。即便传播模型校正达到这个标准,也意味着传播预测与实际存在着差异,这个差异与位置,地貌和方差大小密切相关。模型校正后的方差越小,意味着该模型越能够准确描述实际采样的环境,但模型的通用性降低。如果模型校正的方差过大,那末模型的通用性虽好,但与实际环境的差异也很大。

  2.数字地图。数字地图是网络规划工具中计算无线传播损耗的基础,数字地图不能准确描述地形地貌差异较大,则规划结果与实际情况差异也很大。同时,数字地图不能描述由于广告牌,高楼等因素造成的遮挡问题。

  3.基站高度。对于已有移动网络的运营商,其提供的以现有基站站址为候选基站的名单,其基站高度,经纬度信息可能存在较大误差。对于没有移动网络的运营商,其基站选择是基于网络规划后提供的位置信息选择基站,因此基站高度会与网络规划的差异很大,位置也会差异很大。

  4.天线特性。规划软件对于智能天线的描述,以及天线供货商提高的天线资料格式是否符合规划软件的要求,资料是否准确。

  5.馈线特性。主要是馈线长度的估计,通常,规划工具中馈线长度等于基站高度,但实际中馈线长度大于基站高度,因此损耗估计与实际发生差异较大。

  话务仿真与实际的差异:

  话务模型:话务模型会导致仿真结果与实际存在差异,结果是基站数量或载波数量的差异。在网络初期,以覆盖为主要设计目标,这个差异不是主要问题,随着容量的上升,这个问题会凸现出来。

  差异来源的更重要的一点是,网络建设是否严格按照规划的输出(基站位置、天线高度和角度)实施,如果建设与规划脱节,则差异更大。网络建设中特别容易发生的是改变基站的位置,将基站位置搬迁至立原规划位置几百米甚至几千米的地方,造成的后果是原位置出现覆盖空洞,网络性能下降,这种情况导致的网络性能下降不是参数或天线优化能够解决的。

  网规工具开发的关键

  HSDPA规划软件除了要支持HSDPA的算法外,还需要能够考虑不同HSDPA的组网策略问题,HSDPA的算法和组网策略都是规划软件开发中的关键。从HSDPA算法上,如调度算法,有正比公平调度算法,轮循调度算法和最大C/I调度算法。如HSDPA的功率控制,需要支持HSDPA占用功率的静态/动态分配和控制,为每个HS-PDSCH分配功率,支持HS-SCCH的功率控制等。这些属于HSDPA的算法。

  TD-SCDMA HSDPA组网策略较为灵活,对于WCDMA HSDPA,其理论峰值速率可达14.4Mbps;对于TD-SCDMA HSDPA,由于采用相对窄带的TDD方式,单个载波上的理论峰值速率可达到2.8Mbps;与FDD HSDPA相比,TD-SCDMA HSDPA的频谱效率基本相当。但是单个载波上可提供的下行峰值速率偏低,采用多载波捆绑HSDPA可以很好地解决这个问题,该方案可以有效提高下行峰值速率,采用N个载波的多载波HSDPA方案理论可以获得N倍于2.8Mbps的峰值速率。

  多载波HSDPA具有资源配置灵活、后向兼容性好的特点。多载波HSDPA的业务信道HS-DSCH既可以由单载波的码道资源组成,也可由多个载波的码道资源捆绑构成,载波数目可不固定,根据系统的资源和干扰负载状况进行配置。因此TPLAN规划软件需要能够支持多环境HSDPA组网。其中涉及一些关键算法,如多载波数据在MAC层进行分流,每个载波上的数据进行各自HS-DSCH信道编码,UE接收多个载波的数据,各个载波独立进行译码处理,由MAC-hs进行合并,多载波HSDPA终端接入HSDPA网络,MAC层对所有载波资源统一调度等等。

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