中興通訊HSDPA組網策略(圖)
2005/8/1 17:42:40
中興通訊股份有限公司 供稿
【摘要】
本文通過研究分析HSDPA的引入策略、組網方案，對原有WCDMA網絡的影響分析，得到HSDPA的網絡特性以及與現網融合的解決方案。
【關鍵詞 & 縮略語】
HSDPA 高速下行鏈路分組接入
【引言】
第三代移動通信系統的一個重要特點是業務上、下行鏈路的業務量的不平衡性，下行鏈路的業務量將普遍大于上行鏈路的業務量。高速下行分組接入（HSDPA）技術針對用戶高速下行數據業務的要求，基于鏈路自適應調制技術和混合ARQ技術來獲得更高的流量和高峰值速率、減少傳輸等待時間。
在實際組網過程中，如何引入HSDPA技術，利用HSDPA的技術特性為3G用戶提供更高質量、更快速率、更豐富內容的服務，是本章研究的重點內容。本文中提到的WCDMA網絡專指不具備HSDPA的傳統WCDMA網絡，也就是基于R99協議的WCDMA網絡。
第一章 HSDPA引入策略
HSDPA技術的特點就是高速率的數據業務下載服務，首先研究用戶對數據業務模型的應用需求。3G時代對不同用戶群的用戶行為特征：以視頻流業務、文件高速下載業務為代表的高級業務集中于中高端用戶群；基于國內外數據分析，高速業務比例較低，約為10%～30%；高端用戶是低端用戶數目的四分之一，但是其單用戶吞吐量卻是低端用戶的四倍；通過業務分析，可以成為HSDPA引入策略的參考依據。HSDPA引入有以下三種方式：
HSDPA單獨建網；
在WCDMA基礎上建網，HSDPA全網覆蓋；
在WCDMA基礎上建網，重點區域引入HSDPA，建設精品網絡；
對于HSDPA單獨建網，建網成本高，且無法解決CS/PS并發業務問題。如果要解決該問題就要涉及到與WCDMA網絡共享、優勢互補。因此中興通訊在引入策略的建議是HSDPA不進行單獨網絡建設，作為WCDMA無線網絡的性能的增強技術。在現有的WCDMA網絡中引入HSDPA是一種比較好的策略，它可以使得HSDPA在現有網絡上平滑升級，節約建設成本。
由于WCDMA在規劃中一般是從密集城區、一般城區到郊區、農村的整網覆蓋，根據業務模型分析可知，低端用戶群主要以語音、短信等業務服務為主，而對高速數據業務需求極少。對高速業務敏感的高端用戶主要集中在密集城區的高檔寫字樓、酒店、公寓，這些也是WCDMA在規劃中重點規劃的區域。因此，可以采取在重點區域引入HSDPA，滿足高端用戶的業務需求，并培育高速業務服務市場環境。當條件成熟時候可以采用擴大HSDPA站點范圍、增加重點區域載頻等方式擴大通信市場份額。
基于以上分析，中興通訊推薦在WCDMA建網初期，建設HSDPA的區域性精品網絡，或者在成本允許情況下全網建設具有可升級HSDPA功能的WCDMA網絡，即在初期僅開通重點區域的HSDPA服務，隨著3G市場的成熟，采用逐步開通外圍基站HSDPA功能的方式擴大HSDPA的網絡規模。某些非人口聚居區域也有可能成為HSDPA應用熱點，例如高檔度假村、名勝景區等，也會逐步需要HSDPA的服務，在這種情況下，后者方案就有很大優勢。如果采用后者方案，在基站選擇時候需要盡可能選擇可軟件升級HSDPA功能的基站設備，避免硬件的改動造成的后期建設成本增加和運營網絡風險。
中興通訊的系列化基站支持軟件升級HSDPA功能，可以整網建設具有可軟件升級HSDPA功能的WCDMA基站，網絡運營后根據運營商要求逐步開通有業務需求地區HSDPA功能。由于先進的協議架構，可軟件升級至HSDPA，能夠快速可靠的全網部署HSDPA。
第二章 HSDPA組網策略
WCDMA HSDPA能提供的數據業務速率要遠高于CDMA 2000 1X EV/DO所能提供的速率，顯示了明顯的競爭優勢。同時，由于CDMA 2000 EV/DO由于技術上不能兼容話音業務，與現網的基站很難直接平滑升級，因此只能單獨組網。
HSDPA作為WCDMA的增強技術，可以提供高質量的高速數據業務服務，同時能夠在WCDMA網絡的基礎上進行平滑升級，網絡構建簡單快捷、節省投資。
由于國內現在沒有商用WCDMA網絡，因此網絡建設有不同的方案。特別是在網絡建設初期階段，采用何種建網策略很可能會直接影響用戶對網絡的興趣和信心，需要仔細分析。網絡建設初期一般有兩種方案，分別是：HSDPA與WCDMA共載頻直接建網，HSDPA與WCDMA使用不同的載頻建網。
2.1 HSDPA與WCDMA共載頻
HSDPA與WCDMA工作在同一個頻點，共同使用頻率、基站功率、信道化碼等資源，在系統統一調度下發揮各自優勢，讓用戶輕松享受全面的網絡服務。
HSDPA與WCDMA共載頻方案的優勢：
WCDMA支持的CS、PS業務與HSDPA支持的高速數據業務共享頻率及功率，做到資源利用最大化；
業務選擇靈活，可以避免不同頻帶來的UE小區選擇、駐留等問題；
支持CS/PS并發業務；
可以保證與WCDMA的低速數據業務基本同覆蓋。鏈路預算結果表明，在基站發射功率為40dBm時，HSDPA與WCDMA的CS64K可視電話業務的最大路損基本一致。也就是說，在基站發射功率留有余量的情況下，HSDPA業務的覆蓋范圍與WCDMA的傳統業務覆蓋范圍是一致的；
升級快速方便，節省投資；
HSDPA與WCDMA共載頻方案需要解決的問題：
如何對WCDMA與HSDPA各自的業務進行合適的功率分配；
采用何種碼資源分配及調度策略；
處于小區邊緣的HSDPA用戶可以使用硬切換或者使用CELL_DCH（HS-PDSCH）到CELL_DCH（DCH）狀態遷移的方式進行小區切換，采用何種切換策略來保證不同切換條件下的切換成功率；
同頻干擾問題；
2.2 HSDPA與WCDMA異載頻
HSDPA采用與WCDMA不同的載頻進行組網，組成另外一層網絡。原有的網絡層主要提供WCDMA網絡功能，HSDPA網提供高速數據業務。通過切換進行兩個系統間互補。在CS域的話音業務，由WCDMA網絡獨立進行承載解決。在PS域引導策略是，WCDMA網絡解決覆蓋，低速率PS業務以WCDMA網優先；同時高速業務會集中在HSDPA網絡上，使用高階調制和高碼率，向處于有利位置（靠近基站，或是無線信道環境好）的用戶提供高業務速率，從而提高小區的平均吞吐量。
HSDPA與WCDMA異載頻方案的優勢在于：獨立組網，與WCDMA網絡互不影響,避免了復雜的碼資源、功率資源規劃。網絡建設初期采用HSDPA與WCDMA異載頻方案的問題：
HSDPA需要單獨分配一個載波，網絡建設成本高；
初期用戶數量有限，WCDMA與HSDPA各自占用一個載頻，共享程度低，網絡整體性能下降；
在并發業務運行時候，需要多載頻的終端支持
2.3 推薦組網方式
考慮到WCDMA網絡同頻自干擾，以及覆蓋與容量負載密不可分等特點，中興通訊公司提出如下方案：
網絡初始建設階段，使用統一載頻進行密集地區的WCDMA與HSDPA全覆蓋，以后再根據話務統計進行室內/微小區覆蓋。在網絡運營的第一階段，用戶業務需求相對還不高，通過無線資源管理統一管理、協調使用WCDMA的DCH和R5的HSDPA，可以很好地實現PS高速數據業務的擴展增強。
網絡建設初期，基站采用單載頻配置；在網絡成熟發展期，3G網絡用戶發展到一定階段，通過增加載頻進行擴容（網絡建設時基站需具備多載頻平滑升級能力）。
3G網絡發展穩定期，市場培育成熟，3G網絡擁有數量龐大的用戶群，數據業務量急速上升，此時可以考慮使用第三個載頻專門提供數據業務。
第三章 HSDPA組網實施
對于未來的WCDMA豐富的業務，需要網絡提供從低速率的語音，到高速率下載等多樣化的服務。從以上章節的分析，HSDPA的特點是在近點可以提供極大的系統流量，為了達到遠點的覆蓋，HSDPA的流量優勢將不明顯。因此在做網絡規劃時候，詳盡分析業務需求，合理規劃HSDPA與傳統的DCH PS業務的覆蓋范圍，優勢互補，這是使用HSDPA技術組網的關鍵。
在高速業務用戶集中的重點地區，并且頻率資源豐富，可以使用異載頻建網方式，即HSDPA單獨占頻點組網。所有的高速用戶在基站近點使用HSDPA能夠大大提升系統流量，并且因為使用不同的頻點，從而對同覆蓋的DCH PS業務影響不大。但是當用戶移動到HSDPA覆蓋邊緣，為了保證用戶服務的連續性，將進行頻間測量，從HS-DSCH信道進行硬切換到 DCH信道，對系統造成一系列的開銷，有可能產生意外的風險。
在頻率資源緊張，且HSDPA業務要求不是非常大的環境中，可以考慮使用HSDPA業務與DCH PS業務使用同頻組網，可以解決對某些重要用戶對高速業務的需求，又可以節約寶貴的頻率資源。在近點處，用戶使用HSDPA提高用戶數據流量；當用戶移動到遠離基站， HSDPA用戶轉換為DCH PS業務；當用戶移到另一個基站的HSDPA覆蓋區時候，可以將DCH PS業務切換到HS-DSCH信道，重新轉化為HSDPA業務。
由于中興通訊的WCDMA系列化產品是基于先進R4協議，與R99協議相比，可以非常方便把系統升級支持HSDPA。例如HSDPA的載頻控制、接納控制、功率控制、傳輸等關鍵技術的實現，無需硬件改動，只要軟件升級就可以完成版本升級。并且公司即將推出支持HSDPA的手機產品，這就使得中興通訊成為從NodeB、RNC，到UE全面支持HSDPA的設備供應商，可以提供整套的HSDPA解決方案。
結束語
HSDPA由于其技術特性，能夠在基站近點提供較大的流量，與傳統的WCDMA相比有這明顯的優勢。根據本文對HSDPA組網策略和實施的研究，可以得到HSDPA業務的使用策略和組網方案，通過完備的系統設備升級方案，發揮HSDPA業務與傳統的業務優勢互補，量身打造不同實際環境下的WCDMA精品網絡。
本文通過研究分析HSDPA的引入策略、組網方案，對原有WCDMA網絡的影響分析，得到HSDPA的網絡特性以及與現網融合的解決方案。
【關鍵詞 & 縮略語】
HSDPA 高速下行鏈路分組接入
【引言】
第三代移動通信系統的一個重要特點是業務上、下行鏈路的業務量的不平衡性，下行鏈路的業務量將普遍大于上行鏈路的業務量。高速下行分組接入（HSDPA）技術針對用戶高速下行數據業務的要求，基于鏈路自適應調制技術和混合ARQ技術來獲得更高的流量和高峰值速率、減少傳輸等待時間。
在實際組網過程中，如何引入HSDPA技術，利用HSDPA的技術特性為3G用戶提供更高質量、更快速率、更豐富內容的服務，是本章研究的重點內容。本文中提到的WCDMA網絡專指不具備HSDPA的傳統WCDMA網絡，也就是基于R99協議的WCDMA網絡。
第一章 HSDPA引入策略
HSDPA技術的特點就是高速率的數據業務下載服務，首先研究用戶對數據業務模型的應用需求。3G時代對不同用戶群的用戶行為特征：以視頻流業務、文件高速下載業務為代表的高級業務集中于中高端用戶群；基于國內外數據分析，高速業務比例較低，約為10%～30%；高端用戶是低端用戶數目的四分之一，但是其單用戶吞吐量卻是低端用戶的四倍；通過業務分析，可以成為HSDPA引入策略的參考依據。HSDPA引入有以下三種方式：
HSDPA單獨建網；
在WCDMA基礎上建網，HSDPA全網覆蓋；
在WCDMA基礎上建網，重點區域引入HSDPA，建設精品網絡；
對于HSDPA單獨建網，建網成本高，且無法解決CS/PS并發業務問題。如果要解決該問題就要涉及到與WCDMA網絡共享、優勢互補。因此中興通訊在引入策略的建議是HSDPA不進行單獨網絡建設，作為WCDMA無線網絡的性能的增強技術。在現有的WCDMA網絡中引入HSDPA是一種比較好的策略，它可以使得HSDPA在現有網絡上平滑升級，節約建設成本。
由于WCDMA在規劃中一般是從密集城區、一般城區到郊區、農村的整網覆蓋，根據業務模型分析可知，低端用戶群主要以語音、短信等業務服務為主，而對高速數據業務需求極少。對高速業務敏感的高端用戶主要集中在密集城區的高檔寫字樓、酒店、公寓，這些也是WCDMA在規劃中重點規劃的區域。因此，可以采取在重點區域引入HSDPA，滿足高端用戶的業務需求，并培育高速業務服務市場環境。當條件成熟時候可以采用擴大HSDPA站點范圍、增加重點區域載頻等方式擴大通信市場份額。
基于以上分析，中興通訊推薦在WCDMA建網初期，建設HSDPA的區域性精品網絡，或者在成本允許情況下全網建設具有可升級HSDPA功能的WCDMA網絡，即在初期僅開通重點區域的HSDPA服務，隨著3G市場的成熟，采用逐步開通外圍基站HSDPA功能的方式擴大HSDPA的網絡規模。某些非人口聚居區域也有可能成為HSDPA應用熱點，例如高檔度假村、名勝景區等，也會逐步需要HSDPA的服務，在這種情況下，后者方案就有很大優勢。如果采用后者方案，在基站選擇時候需要盡可能選擇可軟件升級HSDPA功能的基站設備，避免硬件的改動造成的后期建設成本增加和運營網絡風險。
中興通訊的系列化基站支持軟件升級HSDPA功能，可以整網建設具有可軟件升級HSDPA功能的WCDMA基站，網絡運營后根據運營商要求逐步開通有業務需求地區HSDPA功能。由于先進的協議架構，可軟件升級至HSDPA，能夠快速可靠的全網部署HSDPA。
第二章 HSDPA組網策略
WCDMA HSDPA能提供的數據業務速率要遠高于CDMA 2000 1X EV/DO所能提供的速率，顯示了明顯的競爭優勢。同時，由于CDMA 2000 EV/DO由于技術上不能兼容話音業務，與現網的基站很難直接平滑升級，因此只能單獨組網。
HSDPA作為WCDMA的增強技術，可以提供高質量的高速數據業務服務，同時能夠在WCDMA網絡的基礎上進行平滑升級，網絡構建簡單快捷、節省投資。
由于國內現在沒有商用WCDMA網絡，因此網絡建設有不同的方案。特別是在網絡建設初期階段，采用何種建網策略很可能會直接影響用戶對網絡的興趣和信心，需要仔細分析。網絡建設初期一般有兩種方案，分別是：HSDPA與WCDMA共載頻直接建網，HSDPA與WCDMA使用不同的載頻建網。
2.1 HSDPA與WCDMA共載頻
HSDPA與WCDMA工作在同一個頻點，共同使用頻率、基站功率、信道化碼等資源，在系統統一調度下發揮各自優勢，讓用戶輕松享受全面的網絡服務。
HSDPA與WCDMA共載頻方案的優勢：
WCDMA支持的CS、PS業務與HSDPA支持的高速數據業務共享頻率及功率，做到資源利用最大化；
業務選擇靈活，可以避免不同頻帶來的UE小區選擇、駐留等問題；
支持CS/PS并發業務；
可以保證與WCDMA的低速數據業務基本同覆蓋。鏈路預算結果表明，在基站發射功率為40dBm時，HSDPA與WCDMA的CS64K可視電話業務的最大路損基本一致。也就是說，在基站發射功率留有余量的情況下，HSDPA業務的覆蓋范圍與WCDMA的傳統業務覆蓋范圍是一致的；
升級快速方便，節省投資；
HSDPA與WCDMA共載頻方案需要解決的問題：
如何對WCDMA與HSDPA各自的業務進行合適的功率分配；
采用何種碼資源分配及調度策略；
處于小區邊緣的HSDPA用戶可以使用硬切換或者使用CELL_DCH（HS-PDSCH）到CELL_DCH（DCH）狀態遷移的方式進行小區切換，采用何種切換策略來保證不同切換條件下的切換成功率；
同頻干擾問題；
2.2 HSDPA與WCDMA異載頻
HSDPA采用與WCDMA不同的載頻進行組網，組成另外一層網絡。原有的網絡層主要提供WCDMA網絡功能，HSDPA網提供高速數據業務。通過切換進行兩個系統間互補。在CS域的話音業務，由WCDMA網絡獨立進行承載解決。在PS域引導策略是，WCDMA網絡解決覆蓋，低速率PS業務以WCDMA網優先；同時高速業務會集中在HSDPA網絡上，使用高階調制和高碼率，向處于有利位置（靠近基站，或是無線信道環境好）的用戶提供高業務速率，從而提高小區的平均吞吐量。
HSDPA與WCDMA異載頻方案的優勢在于：獨立組網，與WCDMA網絡互不影響,避免了復雜的碼資源、功率資源規劃。網絡建設初期采用HSDPA與WCDMA異載頻方案的問題：
HSDPA需要單獨分配一個載波，網絡建設成本高；
初期用戶數量有限，WCDMA與HSDPA各自占用一個載頻，共享程度低，網絡整體性能下降；
在并發業務運行時候，需要多載頻的終端支持
2.3 推薦組網方式
考慮到WCDMA網絡同頻自干擾，以及覆蓋與容量負載密不可分等特點，中興通訊公司提出如下方案：
網絡初始建設階段，使用統一載頻進行密集地區的WCDMA與HSDPA全覆蓋，以后再根據話務統計進行室內/微小區覆蓋。在網絡運營的第一階段，用戶業務需求相對還不高，通過無線資源管理統一管理、協調使用WCDMA的DCH和R5的HSDPA，可以很好地實現PS高速數據業務的擴展增強。
網絡建設初期，基站采用單載頻配置；在網絡成熟發展期，3G網絡用戶發展到一定階段，通過增加載頻進行擴容（網絡建設時基站需具備多載頻平滑升級能力）。
3G網絡發展穩定期，市場培育成熟，3G網絡擁有數量龐大的用戶群，數據業務量急速上升，此時可以考慮使用第三個載頻專門提供數據業務。
第三章 HSDPA組網實施
對于未來的WCDMA豐富的業務，需要網絡提供從低速率的語音，到高速率下載等多樣化的服務。從以上章節的分析，HSDPA的特點是在近點可以提供極大的系統流量，為了達到遠點的覆蓋，HSDPA的流量優勢將不明顯。因此在做網絡規劃時候，詳盡分析業務需求，合理規劃HSDPA與傳統的DCH PS業務的覆蓋范圍，優勢互補，這是使用HSDPA技術組網的關鍵。
在高速業務用戶集中的重點地區，并且頻率資源豐富，可以使用異載頻建網方式，即HSDPA單獨占頻點組網。所有的高速用戶在基站近點使用HSDPA能夠大大提升系統流量，并且因為使用不同的頻點，從而對同覆蓋的DCH PS業務影響不大。但是當用戶移動到HSDPA覆蓋邊緣，為了保證用戶服務的連續性，將進行頻間測量，從HS-DSCH信道進行硬切換到 DCH信道，對系統造成一系列的開銷，有可能產生意外的風險。
在頻率資源緊張，且HSDPA業務要求不是非常大的環境中，可以考慮使用HSDPA業務與DCH PS業務使用同頻組網，可以解決對某些重要用戶對高速業務的需求，又可以節約寶貴的頻率資源。在近點處，用戶使用HSDPA提高用戶數據流量；當用戶移動到遠離基站， HSDPA用戶轉換為DCH PS業務；當用戶移到另一個基站的HSDPA覆蓋區時候，可以將DCH PS業務切換到HS-DSCH信道，重新轉化為HSDPA業務。
由于中興通訊的WCDMA系列化產品是基于先進R4協議，與R99協議相比，可以非常方便把系統升級支持HSDPA。例如HSDPA的載頻控制、接納控制、功率控制、傳輸等關鍵技術的實現，無需硬件改動，只要軟件升級就可以完成版本升級。并且公司即將推出支持HSDPA的手機產品，這就使得中興通訊成為從NodeB、RNC，到UE全面支持HSDPA的設備供應商，可以提供整套的HSDPA解決方案。
結束語
HSDPA由于其技術特性，能夠在基站近點提供較大的流量，與傳統的WCDMA相比有這明顯的優勢。根據本文對HSDPA組網策略和實施的研究，可以得到HSDPA業務的使用策略和組網方案，通過完備的系統設備升級方案，發揮HSDPA業務與傳統的業務優勢互補，量身打造不同實際環境下的WCDMA精品網絡。
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