HSDPA无线网络规划分析
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DC—HSDPA无线网规划探讨文章对DC-HSDPA技术进行介绍,并结合某地市联通WCDMA网络情况,对部署DC-HSDPA无线网提出一些规划性建议。
标签:64QAM;DC-HSDPA;网络规划1 前言HSPA+的演进路线如下图所示,全球网络目前演进到第二阶段(42Mbps)阶段。
图1HSPA+的三种主流技术(64QAM、MIMO、DC)各有自己的优势和劣势。
64QAM商用部署的成熟度最高,但对网络性能改善有限;MIMO对网络性能的改善比较显著,但商用部署难度最大,成本最高;DC-HSDPA商用部署成熟度和对网络性能改善程度都较高。
TD-LTE步步紧逼,但真正成熟预估还需2年的时间。
2012年底,中国联通已全部升级至21Mbps(64QAM调制),2013年是中国联通保持3G优势实现规模发展的重要时间窗。
选择部署DC-HSDPA,网络可达42Mbps,是理想过渡LTE 的最佳方案。
2 DC-HSDPA技术简介2.1 DC-HSDPADC使用同一频段的两个相邻频点载波(分别称为主载波和辅载波),用同一个天线发射,DC UE可同时接收双小区上承载的HSDPA数据,来获得下行吞吐率的增益。
主载波可以配置所有HSDPA信道,包括:HS-SCCH,HS-PDSCH 和HS-DPCCH,辅载波只配置HS-PDSCH及其伴随HS-SCCH信道。
相对HSDPA,DC-HSDPA提升下行速率1倍,理论速率=14.4*2=28.8Mbps。
若采用DC-HSDPA+64QAM技术,理论速率=14.4*2*1.5=43.2Mbps。
2.2 覆盖范围根据链路预算和厂家试验测试,64QAM和DC-HSDPA覆盖结论如下:2.2.1 采用HSPA+64QAM,在室外环境实际网络中,只有小区中心(22%-30%的区域)能调度64QAM。
2.2.2 相同速率要求下,DC-HSDPA覆盖范围比HSDPA大,在原HSDPA网络基础上部署DC-HSDPA,用户速率提升较明显。
HSDPA无线网络规划分析
随着HSDPA技术的发展和成熟,其良好的应用前景和平滑的演进能力正在引起越来越多人的关注。
如何做好HSDPA无线网络的规划,是运营商在部署WCDMA网络中必须面对的课题。
HSDPA作为WCDMA下行高速数据解决方案,在网络规划时需要重点关注以下四个方面:HSDPA对R99/R4覆盖与容量的影响、HSDPA链路预算和容量估算、HSDPA应用组网、HSDPA应用场景。
HSDPA对R99/R4覆盖和容量的影响
HSDPA的引入主要是提供了一个高速的共享信道,用来提供比DCH更高的峰值速率和更高的频谱效率,因此可以把HSDPA的引入看成一种容量和BE类业务用户体验的增强措施。
HSDPA引入后首先要确保原有R99/R4网络的覆盖指标要求仍然能够满足。
对于是否能够满足原来的覆盖指标要求,需要考察链路预算上是否能够满足单个业务的小区边缘接入概率。
在HSDPA引入的初期阶段,并没有产生新的业务种类,由于HSDPA承载的频谱效率要高于DCH承载,因此可以将DCH上的大部分PS数据业务迁移到HSDPA 上承载,使得系统容量得到提升,可以在网络增加一定容量的情况下不增加载频就可以满足需求。
随着运营的发展,由于HSDPA的引入带来频谱效率的提高,运营商可以以更低的价格提供给终端用户数据业务的服务,可能会导致数据业务的需求大增而增加网络的负荷。
此时,适时地增加载频扩容及布放针对数据业务热点的微蜂窝,可以解决容量方面的需求。
HSDPA链路预算和容量估算
HSDPA链路预算的主要目的,是希望获得在一定HSDPA功率及码资源配置情况下小区边缘HSDPA覆盖速率,基本思路是在R99/R4规划的小区半径基础上,根据HSDPA的功率和码资源分配结合仿真结果得到小区边缘的覆盖速率。
HSDPA容量估算的主要目的,是得到在特定HSDPA功率、码资源及调度算法情况下的小区平均吞吐率和一定HSDPA用户最小速率要求下支持的HSDPA用户数。
在一定HSDPA用户最小速率要求下支持的HSDPA用户数估算中,因为HSDPA 采用的是公共信道的发送机制,用户到达强度是固定的,但是用户的离开强度却是变化的,网络中用户越少,用户可以使用越多HSDPA资源,离开速度就越快;而随着用户增多,各用户共享公共信道,每个用户离开速度相应变慢,因此在估算中必须考虑这些因素。
HSDPA应用组网分析
HSDPA应用组网中,首先需要考虑混合载频组网与独立载频组网的选取问题。
HSDPA混合载频组网是指HSDPA与R99/R4共载频组网的情况,可以是共享一个载频或者多个载频。
一般在HSDPA建网初期,会有非常多的手机不支持HSDPA功能,3G CS业务占主流,分组业务行为不确定。
因此一般在3G网络会采用HSDPA和R99/R4共用一个载频的混合载频组网方式,在WCDMA已有小区的基础上,加入HSDPA的支持,CS业务由DCH信道来承载,PS业务主要由HS-DSCH信道来承载。
HSDPA独立载频组网是指在R99/R4网络的基础上,单独引入一个频点,全部或绝大部分功率用来承载HSDPA业务,而原R99/R4网络不提供支持HSDPA的功能。
HSDPA独立载频组网的优势在于:HSDPA为叠加网结构,HSDPA网络和R99/R4网络互相不影响;缺点在于:载波资源不能够在HSDPA和R99/R4业务之间有效共享;此外当用户处于HSDPA的频段要使用CS业务,或处于R99/R4的频段要发起HSDPA业务时,系统需要将用户所在频段来回切换,使得资源消耗、时延增加;另外系统需要仔细考虑用户在不同频段的驻留问题和切换问题,势必降低效率。
此外,HSDPA应用组网必须充分考虑HSDPA和R99/R4的切换关系。
针对HSDPA 与R99/R4信道以及2G的切换需要采取基于覆盖的切换、基于业务的切换以及基于负载的切换等策略。
HSDPA应用场景分析
一般来说,在郊区和农村,HSDPA需求基本上可以认为没有或者很少,频谱效率并不是很重要的问题,而且很难保证整个小区内的HSDPA覆盖。
因此在该类场景基本可以不考虑引入HSDPA,依然采用R99/R4覆盖,或只是按需在局部热点地区引入。
普通城区和密集城区,会有一定量的HSDPA需求,并且有来自其他技术和其他运营商的竞争,频谱效率也是一个非常值得关心的问题。
通过HSDPA的引入,采用HSDPA和R99/R4共用一个载频的混合载频组网方式,可以提高下行数据业务容量,在不影响原有语音、视频电话等实时业务的前提下,将背景类、交互类等数据业务承载到HSDPA上可以提高系统的容量和频谱利用率,避免过早地升级设备到第二个载频,同时能提升用户数据业务的体验。
室内和热点覆盖是引入HSDPA重点考虑的场景,因为室内如果存在室内分布系统或者热点采用微蜂窝覆盖,其无线传播环境相比一般的宏蜂窝场景好,可以充分发挥HSDPA承载数据业务的高效率;并且室内和热点数据业务量比较大,引入HSDPA做为数据业务的话务吸收,将使CAPEX更有效率。
HSDPA市场前景展望
从技术层面来说,HSDPA大大提高了无线网络的效率和数据传输速率,显著降低了传输时延和每比特传输成本,提供了更高的网络可用性。
从运营层面来说,HSDPA技术允许比以往更多的用户同时享受高速数据服务,这意味着现有的频段能得到更好的利用并使每比特成本降低,为移动网络运营商数据服务/流量的超速增长创造了足够的空间,并因此提高利润率。
从最终用户层面来说,HSDPA意味着更高的服务质量,比如下载、互联网接入以及企业网络接入的性能提高了,能大大提升客户体验。
综上所述,引入HSDPA是完全有必要的,没有HSDPA的3G网络意味着缺乏竞争力,这让HSDPA很快成为3G网络的新宠。
如表1所示,目前全球领先的运营商基本上都已经制订了HSDPA部署的时间表。
表1 运营商HSDPA部署时间表。