TD HSDPA原理及其應用對設備配置的影響
出處:awey 發(fā)布于:2011-08-29 21:42:32
HSDPA是3G的增強技術,主要作用是增加了3G系統(tǒng)中下行數(shù)據(jù)的吞吐量和提高了下行傳輸速率。有人稱其為3.5G,這在一定程度上表明了3G系統(tǒng)的未來演進方向。TD-HSDPA無線上網(wǎng)卡使用內(nèi)置隱性天線,采用USB接口標準,與臺式電腦、筆記本電腦、掌上電腦連接,即插即用,可在3G中國標準通信網(wǎng)絡環(huán)境下實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速無線傳輸、在線流媒體播放、網(wǎng)上沖浪、語音通話等功能。
TD-HSDPA是TD-SCDMA的下一步演進技術,采用TDD方式。作為后3G的HSDPA技術可以同時適用于WCDMA和TD-SCDMA兩種不同制式,在這兩種不同制式中其實現(xiàn)方式十分相似,基本原理和關鍵技術都是大體相同的。TD-HSDPA由于具有特有的上行同步、動態(tài)信道分配等特點,使TD-HSDPA能更好地支持非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務。大唐作為TD-SCDMA標準的擁有者,較早地參與TD-HSDPA的研究工作,也是成果多的廠家。
隨著數(shù)據(jù)用戶的不斷增加及對于高速數(shù)據(jù)業(yè)務的需求日益強烈,TD-SCDMA系統(tǒng)的吞吐量和頻譜效率有可能成為制約數(shù)據(jù)業(yè)務深度開展的瓶頸。HSDPA空分復用正是為了解決這個問題,在基本不改變網(wǎng)絡設置的情況下,通過軟件升級實現(xiàn)碼道復用,達到大幅度提高TD-SCDMA系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐量和頻譜效率的效果。本文簡要論述了空分復用原理,分析了HSDPA空分復用應用對設備配置的影響,提出空分復用的使用場景及建議。
1 HSDPA空分復用原理
空分復用技術是利用不同用戶空間分割構成不同的通道,空間隔離的用戶使用相同的物理資源,實現(xiàn)物理資源的復用??辗謴陀眉夹g在TD應用,可以復用頻率、時隙和碼道資源,提高系統(tǒng)容量。
HSDPA空分復用技術原理上可同時應用于室內(nèi)室外環(huán)境,兩種不同的應用場景其原理有所區(qū)別。
室外場景:在室外宏蜂窩覆蓋情況下,利用智能天線的波束賦形功能,在不同用戶間形成的空間隔離基礎上,使用HSDPA空分復用算法,實現(xiàn)了用戶間無線資源的重用,進而提升用戶吞吐量(如圖1所示)。用戶的隔離度主要是通過DOA的測量或上行EBB權值相關性來進行空分判斷。

圖1室外HSDPA空分復用技術原理圖
理論上當兩個用戶的DOA的來波方向偏離大于隔離度或EBB的相關性小于隔離度時,可以對這兩個用戶進行空分。但實際上由于室外實際環(huán)境的復雜性、波瓣旁瓣干擾,DOA/EBB估計以及信道快速變化等原因,很容易導致錯誤的觸發(fā)空分,所以一般來說室外使用空分復用的效果不是十分理想。
室內(nèi)覆蓋:在室內(nèi)覆蓋情況下,利用室內(nèi)樓板、墻體構成用戶間天然的隔離,使用HSDPA空分復用算法和多通道室內(nèi)覆蓋技術,根據(jù)用戶在不同通道上的功率電平值,計算用戶間的隔離度,選擇隔離度足夠大的用戶進行無線時隙、碼道的資源復用,從而提高HSDPA小區(qū)總吞吐量,如圖2所示。

圖2室內(nèi)HSDPA空分復用技術原理圖
HSDPA空分復用技術應用條件是同小區(qū)多通道,即進行空分復用的用戶必須處于同一小區(qū)的不同通道覆蓋下,而且用戶間有較好的隔離度。
在實際室內(nèi)覆蓋的規(guī)劃過程中,應根據(jù)室內(nèi)空分復用技術的應用條件和業(yè)務量分布,在必要的情況下,調(diào)整小區(qū)和通道的分布。
2 HSDPA空分復用技術對設備配置的影響
對基站硬件的影響:目前各個系統(tǒng)廠商的設備均可以通過軟件升級支持空分復用,在2倍速空分復用的情況下基帶處理板的載頻處理能力不受影響。
根據(jù)理論推算和實際測試,在基站滿負荷工作時,不開啟TDHSDPA空分復用技術時BBU處理器的峰值負荷約50%~60%左右。開啟TDHSDPA空分復用技術后,BBU處理器的峰值負荷將達到70%。
對傳輸?shù)挠绊懀篐SDPA空分復用技術提高了HSDPA小區(qū)吞吐量,在開啟2倍速空分復用的情況下,單小區(qū)HSDPA理論峰值速率會增加一倍,這會導致NodeB至RNC間的Iub接口帶寬增加,而Iub帶寬增加就會導致需要的E1數(shù)目增加,因此在開啟空分復用后,要根據(jù)實際需求核算NodeB設備是否增加傳輸接口板卡。
以典型室內(nèi)覆蓋站型O3為例,如時隙配比2:4,配置兩個HSDPA載波,每HSDPA載波配置3個HSDPA業(yè)務時隙,基站負荷按照70%考慮,則不開啟空分復用需要3個E1,開啟2倍速空分復用功能后需要5個E1,增加2個E1。
3 HSDPA空分復用技術應用建議
總體來說,HSDPA空分復用主要應用在室內(nèi)環(huán)境中,要求室內(nèi)分布系統(tǒng)單個小區(qū)有一個多通道RRU或2個以上單通道RRU,且多個通道之間的隔離度至少應達到12dB~15dB,各具體應用場景建議如下。
室外場景:對于室外情況,在采用智能天線的情況下,理論分析認為通過空分復用可以獲得一定的增益。
商務寫字樓:該類建筑多為全鋼或鋼筋混凝土結(jié)構外加玻璃幕墻,樓層內(nèi)的墻壁多采用復合吸音材料,穿透損耗較小,樓層間隔離度高。該環(huán)境下高端用戶比重較大,用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務有較大需求,用戶一般均勻分布在不同樓層。
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