3GPP在R5版本中提出了HSDPA。HSDPA通过采用AMC、HARQ、高阶调制(16QAM)等技术,并在基站侧实现快速调度,从而可以快速自适应的反映用户信道的变化,获得较高的用户峰值速率和小区数据吞吐率。HSDPA的单载波(上下行时隙比例为1:5)理论峰值速率可达2.8M/S. 烽火科技现在在上海建网网络用的是上下行时隙比例为2:4。其中分配给HS-DSCH只有TS6/5/4,理论峰值速率可达1.68M/S
较R4版本,Node B中新增加了MAC层的功能,增加了MAC-hs(hs表示HSDPA)功能模块,MAC-hs功能模块主要完成HARQ功能、调度和优先级处理。RNC继续保留原功能,包括RLC层的重传控制,而HARQ的重传机制在物理层和MAC层中实现,以达到快速调度和较高的小区吞吐量以及减少时延。在现网中我们公司的NodeB和RNC都支持HSDPA,只是在此之前没有启用部分功能和相关算法。
1. TD-HSDPA关键技术
为了适应分组数据业务的特点,在TD-SCDMA中引入了共享信道的机制,多个用户共享无线资源。同时根据用户所处环境的不同,系统可以自适应的调整用户的调制方式以及编码速率,以提高系统吞吐量及无线资源效率。自适应编码调制技术(AMC,AMC通过改变调制方式和信道编码率来调整传输速率。)、混合自动重传(HARQ,它可以提高系统性能,并可灵活地调整有效编码速率,还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码。)和快速资源调度算法等技术,提高了高速下行分组数据速率和减少时延。
UTRAN在下行链路上支持HS-PDSCH和HS-SCCH信道,在上行链路支持HS-SICH信道HS-PDSCH用于传送实际分组数据;HS-PDSCH使用扩频因子SF=16或者SF=1;调制技术采用QPSK和16QAM。HS-DSCH总是伴随一个下行DPCH信道和一到多个HS-SCCH信道。HS-PDSCH可以在多个载波上同时发送,分配给同一UE的HS-PDSCH所在的多个载波应该是连续的。在HSDPAUE中分配一个载波上的HS-PDSCH资源,并且HS-PDSCH与伴随DPCH在同一载波上。
HS-SCCH主要用于承载下行链路的信令信息。这些信令信息包括信道化码集、时隙信息、调制方式、传输块大小、HARQ进程号(HARQProcessID)、冗余版本、新数据标志、HS-SCCH循环序列号和UEID等。HS-SCCH使用扩频因子SF=16。
HS-SICH是一个上行物理信道,主要用于携带与HS-DSCH相关的信令信息。这些信令信息包括HARQ确认/否认应答(ACK/NACK)、下行链路的信道质量指示(CQI)。下行链路的信道质量指示(CQI)包括推荐调制方式(RMF)和推荐传输块大小(RTBS)。HS-SICH使用扩频因子SF=16。
2. HSDPA过程
基站首先通过HS-SCCH通知UE相应的HS-DSCH信息,包括用户标识、HS-PDSCH码道资源、调制方式等。然后相隔预定的时间后,在HS-DSCH上发送数据。UE则监控HS-SCCH,通过识别用户标识,判断该时刻信息是否是给自己的。如果是,则根据HS-SCCH携带的信息,接收并解调共享信道HS-DSCH,获得数据。然后根据测量结果和数据接收的情况,在HS-SICH信道,反馈数据块是否正确接收以及信道质量信息。基站根据反馈,可以决定是否重传数据并且可自适应的调整共享信道的调制和编码方式,但HSDPA资源分配必须建立在DPCH建立的基础上。
当然还有移动过程,UE只与一个小区保持HS-DSCH连接,在CELL_DCH状态下,UE从源小区到目标小区的移动可根据UE的测量报告和网络侧的其他信息来作出决定,移动过程由网络侧由UE来主导控制。服务小区的变更是在基于DCH状态下的切换过程,由RRC信令过程来完成。
3. TD-HSDPA的引入对网络的影响
采用HSDPA和R4混合载频组网时需要在无线网络规划中充分考虑HSDPA的引入对原有R4网络的影响。无线网络规划涵盖了覆盖规划、容量规划、无线资源规划等多个方面的内容,覆盖规划和容量规划是其核心内容,以下将主要分析HSDPA引入对R4无线网络的覆盖及容量两方面的影响。
3.1 对覆盖的影响
(1)公共信道对覆盖规划的影响
HSDPA引入后在原有R4系统上新增了5个物理信道,HS-SCCH、HS-SICH、伴随DPCH信道的解调门限均低于CS64kbit/s。因此,HSDPA引入后,为了更有效地利用系统资源,一般将公共信道与R4共时隙设置,将HS-PDSCH信道和R4分设在不同的时隙上。
R4系统的规划是以解调门限要求最高的CS64kbit/s业务为参考的,HS-SCCH、HS-SICH、上行伴随DPCH信道的解调门限均低于CS64kbit/s,所以在保证CS64kbit/s业务覆盖的情况下,HS-SCCH、HS-SICH、上下行伴随DPCH信道均能够达到良好的覆盖,新增公共信道对原有覆盖规划没有影响。
(2)业务信道对覆盖规划影响
在保证CS64kbit/s连续覆盖条件下,普通市区三时隙HSDPA边缘覆盖速率达到256kbit/s,可以有3种信道配置方式。
第一,HSDPA和R4同频同时隙。在这种配置方式中不采用同一小区同频同时隙的方法,在R4中同频同时隙邻区的R4业务,覆盖半径有10%概率会缩小30~40%。
我们可以采取如下策略。
第一,降低HSDPA载波的发送功率至少6dB,对应的HSDPA小区吞吐率和边缘覆盖速率降低20~30%。
第二,利用RRM算法,降低周围R4小区中与HSDPA同频的载波中对应时隙的接入优先级。
第三,HSDPA和R4不共时隙。
采用这种策略时,二者在不同的时隙上,不存在相互干扰,不会对容量和覆盖造成任何影响。
第四,HSDPA和R4异频共时隙。
采用该策略时载波间隔离度ACIR为32.6dB,HSDPA对R4的覆盖基本不造成影响。
对于R4网络,不同场景下连续覆盖业务要求不同,业务信道覆盖一般要求在小区边缘处满足不低于某一指定速率承载业务的覆盖要求。对于HSDPA,由于采用了AMC技术,可实现HSDPA的无缝覆盖,不同覆盖电平和邻区干扰的位置会有不同的覆盖速率,所以HSDPA更多关注小区边缘处的连续覆盖数据速率。室外环境3:3时隙配置下,采用1.4Mbit/s终端等级,普通市区HSDPA256kbit/s边缘速率的覆盖半径和R4CS64kbit/s业务覆盖半径基本相当,该速率基本可满足一般室外宏蜂窝场景网络需求。
3.2 对容量的影响
采用混合组网方式,HSDPA和R4分配在不同的时隙或者载波上,HSDPA对原系统容量的影响主要体现在码道数目变化上,对规划的影响较低。在进行无线网络规划时,首先需要确定HSDPA网络和R4网络的业务部署策略,制定网络发展目标。鉴于HSDPA承载的频谱效率较高,HSDPA引入后可以将大部分PS数据业务迁移到HSDPA上承载,从而提升系统容量。新的业务承载确定后,再基于新的业务模型以及话务模型,确定网络无线资源配置。