TD HSDPA原理及其应用对设备配置的影响

出处:awey 发布于:2011-08-29 21:42:32

  HSDPA是3G的增强技术,主要作用是增加了3G系统中下行数据的吞吐量和提高了下行传输速率。有人称其为3.5G,这在一定程度上表明了3G系统的未来演进方向。TD-HSDPA无线上网卡使用内置隐性天线,采用USB接口标准,与台式电脑、笔记本电脑、掌上电脑连接,即插即用,可在3G中国标准通信网络环境下实现数据高速无线传输、在线流媒体播放、网上冲浪、语音通话等功能。

  TD-HSDPA是TD-SCDMA的下一步演进技术,采用TDD方式。作为后3G的HSDPA技术可以同时适用于WCDMA和TD-SCDMA两种不同制式,在这两种不同制式中其实现方式十分相似,基本原理和关键技术都是大体相同的。TD-HSDPA由于具有特有的上行同步、动态信道分配等特点,使TD-HSDPA能更好地支持非对称数据业务。大唐作为TD-SCDMA标准的拥有者,较早地参与TD-HSDPA的研究工作,也是成果多的厂家。

  随着数据用户的不断增加及对于高速数据业务的需求日益强烈,TD-SCDMA系统的吞吐量和频谱效率有可能成为制约数据业务深度开展的瓶颈。HSDPA空分复用正是为了解决这个问题,在基本不改变网络设置的情况下,通过软件升级实现码道复用,达到大幅度提高TD-SCDMA系统数据吞吐量和频谱效率的效果。本文简要论述了空分复用原理,分析了HSDPA空分复用应用对设备配置的影响,提出空分复用的使用场景及建议。

1  HSDPA空分复用原理

  空分复用技术是利用不同用户空间分割构成不同的通道,空间隔离的用户使用相同的物理资源,实现物理资源的复用。空分复用技术在TD应用,可以复用频率、时隙和码道资源,提高系统容量。

  HSDPA空分复用技术原理上可同时应用于室内室外环境,两种不同的应用场景其原理有所区别。

  室外场景:在室外宏蜂窝覆盖情况下,利用智能天线的波束赋形功能,在不同用户间形成的空间隔离基础上,使用HSDPA空分复用算法,实现了用户间无线资源的重用,进而提升用户吞吐量(如图1所示)。用户的隔离度主要是通过DOA的测量或上行EBB权值相关性来进行空分判断。


                              图1室外HSDPA空分复用技术原理图


  理论上当两个用户的DOA的来波方向偏离大于隔离度或EBB的相关性小于隔离度时,可以对这两个用户进行空分。但实际上由于室外实际环境的复杂性、波瓣旁瓣干扰,DOA/EBB估计以及信道快速变化等原因,很容易导致错误的触发空分,所以一般来说室外使用空分复用的效果不是十分理想。

  室内覆盖:在室内覆盖情况下,利用室内楼板、墙体构成用户间天然的隔离,使用HSDPA空分复用算法和多通道室内覆盖技术,根据用户在不同通道上的功率电平值,计算用户间的隔离度,选择隔离度足够大的用户进行无线时隙、码道的资源复用,从而提高HSDPA小区总吞吐量,如图2所示。


                          图2室内HSDPA空分复用技术原理图


  HSDPA空分复用技术应用条件是同小区多通道,即进行空分复用的用户必须处于同一小区的不同通道覆盖下,而且用户间有较好的隔离度。

  在实际室内覆盖的规划过程中,应根据室内空分复用技术的应用条件和业务量分布,在必要的情况下,调整小区和通道的分布。

2  HSDPA空分复用技术对设备配置的影响

  对基站硬件的影响:目前各个系统厂商的设备均可以通过软件升级支持空分复用,在2倍速空分复用的情况下基带处理板的载频处理能力不受影响。

  根据理论推算和实际测试,在基站满负荷工作时,不开启TDHSDPA空分复用技术时BBU处理器的峰值负荷约50%~60%左右。开启TDHSDPA空分复用技术后,BBU处理器的峰值负荷将达到70%。

  对传输的影响:HSDPA空分复用技术提高了HSDPA小区吞吐量,在开启2倍速空分复用的情况下,单小区HSDPA理论峰值速率会增加一倍,这会导致NodeB至RNC间的Iub接口带宽增加,而Iub带宽增加就会导致需要的E1数目增加,因此在开启空分复用后,要根据实际需求核算NodeB设备是否增加传输接口板卡。

  以典型室内覆盖站型O3为例,如时隙配比2:4,配置两个HSDPA载波,每HSDPA载波配置3个HSDPA业务时隙,基站负荷按照70%考虑,则不开启空分复用需要3个E1,开启2倍速空分复用功能后需要5个E1,增加2个E1。

3  HSDPA空分复用技术应用建议

  总体来说,HSDPA空分复用主要应用在室内环境中,要求室内分布系统单个小区有一个多通道RRU或2个以上单通道RRU,且多个通道之间的隔离度至少应达到12dB~15dB,各具体应用场景建议如下。

  室外场景:对于室外情况,在采用智能天线的情况下,理论分析认为通过空分复用可以获得一定的增益。

  商务写字楼:该类建筑多为全钢或钢筋混凝土结构外加玻璃幕墙,楼层内的墙壁多采用复合吸音材料,穿透损耗较小,楼层间隔离度高。该环境下高端用户比重较大,用户对数据业务有较大需求,用户一般均匀分布在不同楼层。


  

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