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TD-SCDMA技术升级便捷 轻松实现HSDPA


http://www.sina.com.cn 2006年02月16日 17:58 通信产业报

  作者:徐敬涛

  TD-SCDMA升级便捷

  相比较而言,TD-SCDMA可以较为轻松地实现升级到HSDPA。HSDPA的主要技术为:

  (1)自适应调制编码AMC

  AMC通过改变调制方式和信道编码率来调整传输速率,HSDPA调制分为QPSK和16QAM两种。在有利位置的用户(如离基站较近的用户)会被分配较高的调制等级和较高的编码速率(例如16QAM和R=3/4的码率),而在不利位置的用户(接近小区边缘的用户)会被分配较低的调制等级和编码速率(例如QPSK和R=1/2的码率)。系统仿真表明,采用16QAM和QPSK组合调制比单一QPSK调制的系统可提高大约20%的平均吞吐率。

  (2)混合自动重传请求HARQ

  采用HARQ技术,接收方在译码失败的情况下,保存接收数据,并要求发送方重传数据,接收方将重传数据和前面的数据进行合并,再送到译码器进行译码。因为数据在译码前进行了合并,译码数据具有更多的信息量,可以提高译码的成功率,降低错误率。HARQ技术可以提高系统性能,并可灵活地调整有效码元速率,补偿由于采用链路适配(主要指AMC选择的传输格式)不合适所带来的误码。

  (3)快速调度

  快速调度控制着共享资源的分配,对于每一个发送时隙,它决定了被服务的用户,在很大程度上决定了系统的性能。调度主要基于信道条件,同时还应考虑等待发送的数据量以及业务的优先等级等情况,并充分发挥AMC和HARQ的能力。

  TD-SCDMA标准针对HSDPA的改动并不大,主要是在NodeB加入一个新的媒体接入控制子层(MAC-hs)用于控制高速数据传输,同时增加定义了几种新的传输信道和物理信道,这样可以做到前向兼容。对于TD-SCDMA系统设备而言,通过升级换代设备具有HSDPA功能十分容易。这是因为TD-SCDMA标准的很多物理层技术都通过软件无线电来实现,通过软件升级实现HSDPA物理层技术正是该系统设备的优势所在,实现更为容易,不需要更改硬件设备。

  由于目前尚无较大规模的TD-SCDMA网络,因此网络建设方案尚未得到实际验证。针对TD-SCDMA的特点,网络建设初期可能有两种方案,分别是:HSDPA与TD-SCDMA共小区直接建网,HSDPA与TD-SCDMA使用不同的小区分层建网。另外还应重点研究HSDPA室内组网的特点。

  共小区组网

  HSDPA与TD-SCDMA共小区,包括异载频和共载频等形式。两者共同使用基站功率、载频、时隙和信道化码等资源,在系统统一调度下发挥各自优势。

  *TD-SCDMA支持的CS、PS业务与HSDPA支持的高速数据业务共享频率及功率,做到资源利用最大化;

  *业务选择灵活,可以避免不同小区带来的UE小区选择、驻留等问题;

  *支持CS/PS并发业务;

  *可以保证与TD-SCDMA的低速数据业务基本同覆盖。链路预算结果表明,在等效发射功率约为50dBm时,HSDPA数据业务与TD-SCDMA的CS64K可视电话业务的最大路损基本一致。也就是说,在基站发射功率留有余量的情况下,HSDPA业务的覆盖范围与TD-SCDMA的传统业务覆盖范围是一致的;

  *升级快速方便,节省投资。

  HSDPA与TD-SCDMA共小区方案引入的复杂性:

  *对TD-SCDMA与HSDPA各自的业务进行合适的功率分配;

  *码资源分配及调度策略。

  采用同频组网方案,需要平衡TD-SCDMA传统承载业务(主要指CS业务)和HSDPA高速数据业务对无线资源的使用。在建网初期,预测CS业务和HSDPA的业务量分别约为70%和30%,则在无线资源的分配上也大致按此比例。

  根据网络发展阶段容量的预测,TD-SCDMA小区采用3载波可以满足城区的容量需求(CS话音+PS数据业务),这样根据上述无线资源的分配比例并结合TD-SCDMA载波特点,可以有几种无线资源的分配方案。

  (1)采用上下行对称的承载方式

  即在每个载波上采用3∶3上下行业务时隙对称分配。载波1和2承载CS业务,载波3单独承载HSDPA业务。这样做的好处是保证有足够的CS业务承载能力,同时又能达到一定的HSDPA数据吞吐量;比较符合业务量的比例关系。缺点是载波3的上行资源有所浪费,不支持CS业务和HSDPA业务的并发(终端不支持多载波)。

  (2)采用上下行非对称的承载方式

  即在每个载波上采用1∶5或2∶4上下行业务时隙分配。采用1∶5的时隙分配比例,则CS业务承载能力明显不足,不符合业务量的需求。采用2∶4的时隙分配比例,载波1和2承载CS业务(两对上下行时隙,其中少量上行资源分配供PS上行使用)和低速的R4PS业务或HSDPA业务,载波3承载CS业务(一对上下行时隙)和HSDPA业务。这样,在CS业务承载能力上较采用3∶3比例下降25%,在数据业务承载能力上增加60%以上。对比业务量需求,CS业务承载能力稍有不足,而数据业务承载能力明显增强;无线资源充分利用,支持CS和HSDPA业务的并发。

  异小区组网

  HSDPA采用与TD-SCDMA不同的小区进行组网,组成另外一层网络。TD-SCDMA网络承载CS业务和低速R4数据业务,HSDPA网集中提供高速数据业务,通过切换实现两个系统间业务承载能力的互补。

  HSDPA与TD-SCDMA异小区组网的优势在于:

  *独立组网,与TD-SCDMA网络互不影响,避免了复杂的码资源、功率资源规划。

  *充分发挥各自的长处,实现无线资源的最佳使用。

  带来的问题:

  *HSDPA需要单独组网,网络建设成本高;

  *初期用户数量有限,TD-SCDMA与HSDPA各自占用一个小区,共享程度低,网络整体效能下降;

  *为了支持CS和HSDPA并发业务,需要多载频的终端,并且要支持多小区驻留,设备复杂性增加。

  室内组网

  与室外环境相比,室内环境具有适宜采用HSDPA的显著特点:

  *覆盖区域有限

  *传播环境较好

  *邻区干扰少

  *用户数有限

  *对无线数据业务的需求较大

  HSDPA在室内应用的优势

  *由于信道条件要比室外环境好得多,HSDPA数据吞吐量可以接近峰值

  *由于用户数较少,采用HSDPA和TD-SCDMA共小区的方案可以将更多的无线资源分配给HSDPA

  *可以采用较简单的天线结构,HSDPA和TD-SCDMA异小区组网在成本上比较节省

  因此,HSDPA和TD-SCDMA在室内环境的组网具有很大的灵活性。

  地面网络传输资源的组织

  在无线侧引入HSDPA,空中接口的数据流量加大,地面传输网络也要作相应的调整以适应变化。NodeB到RNC的Iub接口传输资源和RNC到CN的传输资源需要增加,具体增加的幅度根据无线组网方案进行计算。

  目前,地面传输的手段主要是ATMoverE1同轴电缆或ATM over SDH光纤,对于承载CS业务效率很高,但对承载以IP包为主的数据业务则不如以太网。面对HSDPA带来的数据流量大幅增长,采用FE和GE单独承载数据业务的地面传输成为一种趋势,以提高效率,降低成本,相应地在TD-SCDMA网络设备和地面传输复用设备上也应做好准备。

  TD-SCDMA+HSDPA,如虎添翼。在实际的组网中,应紧扣运营商的业务开展需求,仔细做好规划,做到最佳组合,充分发挥TD-SCDMA的全部优势,使移动新生活进入千家万户。

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