HSPA應用現(xiàn)狀
據(jù)GSA統(tǒng)計,截至今年7月30日,全球已有178個運營商計劃在80個國家(美洲11個,歐洲40個,中東/非洲14個,其他地區(qū)15個)開展HSDPA商用,其中128個網絡在63個國家已經商用。在這128個已經商用的網絡中,有66個網絡可支持單用戶3.6Mbit/s的峰值速率,滿足用戶的高速體驗。此外,在這128個網絡中也同時存在71個商用的EDGE網絡,主要是為滿足業(yè)務連續(xù)覆蓋的要求。
就HSUPA而言,對于實時業(yè)務如VoIP等,HSPA技術目前并不能提供較CS話音更高的效率,同時也不能保證用戶的通話質量,對于其他上行的應用目前需求并不明確,因此HSUPA的發(fā)展相對HSDPA來說并不受到廠家/運營商的大力支持。截至今年7月底,全球有27個運營商計劃部署HSUPA,共有24個HSUPA試商用網,其中3個已經商用。
HSPA組網建議
正如前面提到,HSUPA與HSDPA是互為上下增強的技術,因此在組網中,為避免復雜性以及資源的合理利用,HSUPA與HSDPA在網絡中不會分開應用,因此運營商引入HSUPA后的組網可分為兩種情況,即單獨組網(HSPA=HSDPA+HSUPA),混合組網(HSPA+R99)。下面就這兩種組網的模式及存在的問題進行詳述。
1.混合組網
(1)HSDPA
HSDPA經過近兩年的研究和探索,其混合組網的模式基本得到業(yè)界的認可,這主要在于HSDPA資源利用率高、提供并發(fā)業(yè)務兩方面。
R99采用快速功控,為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,一般來講下行負載設計在75%左右,即預留25%的空間作為功率調整的余量。HSDPA采用全功率發(fā)射,同時它只用R99剩余功率,這樣可將下行負載提升到90%(部分廠家提到100%),因此混合組網方案基于HSDPA充分利用R99剩余功率的特性,取得了較R99單獨組網更高的效率。當然眾多試驗數(shù)據(jù)也表明混合組網的效率要高于單獨組網。
運營商采用混合組網方案時,在用戶享用HSDPA帶來的高速體驗時,還可以同時通過R99的DCH信道提供語音業(yè)務,即在數(shù)據(jù)業(yè)務進行中可以讓用戶接聽或撥打電話。但是單獨組網時,HSDPA網絡下只能提供數(shù)據(jù)業(yè)務,如果需要同時提供語音,需要終端具有雙接收機,即一套接收機接收HSDPA網絡的信息,另一套接收機監(jiān)測R99網絡,進行語音相關的業(yè)務。但這樣會增加手持終端體積,同時增加終端成本。
綜上兩點因素,HSDPA與R99采用混合組網的方案被業(yè)界廣泛采納。
(2)HSUPA
當引入HSUPA后,是否還考慮混合組網呢?如果按照HSDPA混合組網的依據(jù)來判斷引入HSUPA后運營商是否應該混合組網的話,鑒于當前的試驗環(huán)境/仿真工具等的限制,效率高低我們目前無法判斷,而且混合組網可以提供話音業(yè)務。因此,這里我們從理論或者從業(yè)務發(fā)展的角度來探討引入HSUPA后運營商采用混合組網的可能性。
按照業(yè)界的商用發(fā)展步伐,HSUPA業(yè)務真正能實現(xiàn)初步商用至少要到今年年底,這主要是依據(jù)設備商商用產品的時間表。從系統(tǒng)設備的角度,絕大多數(shù)廠商能在今年第三季度提供商用產品,但終端方面的工作相對滯后,芯片方面目前只有高通MSM7200,終端上只有華為提供的E270/E870數(shù)據(jù)卡,而且還處于多方測試階段。此外,HSUPA最大能力雖然可達5.76Mbit/s,但要到2008年底才能實現(xiàn),目前的芯片/終端只能提供1.45Mbit/s左右的峰值速率,因此這種速率不會占用系統(tǒng)過多的資源。
由于HSUPA的引入并沒有帶來如同EV-DORevA的全IP解決方案,它與HSDPA一起并不能提供運營級的VoIP、VT等實時業(yè)務,HSPA目前的承載對象仍然是QoS無法保證的BE(BestEffort)業(yè)務。此外,除了企業(yè)虛擬專網、彩信、移動郵件、在線游戲(對時延要求不高的)等,用戶的上行數(shù)據(jù)傳輸需求并不強烈,而且這些上傳業(yè)務利用目前的R99上行網絡也基本能夠解決。據(jù)調查,部分運營商在HSUPA運營初期單小區(qū)只會提供3~4個HSUPA業(yè)務,因此HSUPA的規(guī)模應用還需要一定的培育期,初期的規(guī)模不會太大。
綜上兩點,運營商引入HSUPA的初期,一是受限于終端的能力,傳輸速率不高;二是受限于HSPA業(yè)務提供能力,市場的培育需要一定的時期。在HSUPA引入初期,為避免資源的浪費(采用單獨組網時需要雙頻點),建議運營商采用混合組網的方式,這樣既充分利用資源,又可以通過現(xiàn)網的運營摸索探討混合組網的優(yōu)勢及不足。
當然混合組網中,運營商需要詳細規(guī)劃,如上行負載、功率/碼字的分配、數(shù)據(jù)業(yè)務轉移的比例、切換/調度策略、優(yōu)先級劃分等,以保證原有R99業(yè)務的容量、覆蓋不受影響,中后期時可根據(jù)業(yè)務發(fā)展的需要進行相應的調整。
2.獨立組網
從上面的分析可知,由于效率、業(yè)務能力的問題,HSDPA混合組網的方案已得到認可,獨立組網適用于部分光纖無法到達的孤立的辦公樓、風景區(qū)作為寬帶接入ADSL等的替代方案,當然這種情況不多。從理論分析的角度,引入HSUPA后,運營商最好采用獨立組網的方案(HSUPA+HSDPA),這主要出于業(yè)務發(fā)展/系統(tǒng)復雜度的考慮。
HSPA雖然一定程度上不能提供實時的業(yè)務,但隨著視頻監(jiān)控、移動辦公(收發(fā)郵件)、即時消息(移動QQ、移動MSN以及時下移動大力推動的飛信業(yè)務等)、移動blog的快速發(fā)展,HSPA將會充分發(fā)揮其高速、高效的優(yōu)勢?梢奌SPA的大力發(fā)展在所難免,蓬勃發(fā)展更是大勢所趨。因此運營商與其在后期更改網絡配置,還不如一上馬就進行單獨組網,避免后期網絡改造的復雜性。
在系統(tǒng)復雜度方面,HSDPA引入了三個新的物理信道HS-DPCCH、HS-PDSCH、HS-SCCH以及短幀(2ms)、快速重傳+軟合并(HARQ)、快速調度等先進技術,因此對資源(碼字、功率)的合理分配帶來了全新的研究。
傳輸系統(tǒng)引入HSUPA后,上行傳輸通道引入了E-DPCCH專用物理控制信道,承載上行信令信息;E-DPDCH專用物理數(shù)據(jù)信道,承載上行數(shù)據(jù)信息;下行傳輸通道引入了E-HICH確認指示信道,承載下行信令信息,如HARQ的ACK/NACK等;E-RGCH相關準予信道,攜帶指示UE的功率上升、保持、下降的指令信息;E-AGCH絕對準予信道,承載資源的分配以及小區(qū)信息等。這些信道的使用會帶來碼字、功率的消耗,如何合理規(guī)劃碼字、功率的分配是運營商利用HSPA組網必須詳細研究的問題。
如果混合組網,上行傳輸通道中同時工作的信道由原來的2個(DPCCH、DPDCH)變?yōu)?個(DPCCH、DCDCH、E-DPCCH、E-DPDCH),會導致較高的峰均比,因此這給上行鏈路預算帶來新的挑戰(zhàn)。下行傳輸通道中,三個信道的引入至少會占用一個SF=128(分配給E-HICH和E-RGCH),一個SF=256(分配給E-AGCH)的碼字,占去總碼字數(shù)的1.17%。此外,據(jù)初步研究,下行3信道在初期靜態(tài)功率分配的方式下,會占用5~10%的下行功率,這對已經很匱乏的功率資源是很大的挑戰(zhàn)。
此外,HSUPA采用10ms/2ms兩種幀長、HARQ、軟切換等技術,因此運營商如果考慮混合組網,既要結合HSUPA的特點,又要保證原R99的業(yè)務不受影響,運營商必須在網絡參數(shù)設計、業(yè)務配比、資源分配等方向上做深入的探討和研究,這無疑是一項艱巨的工作。
綜上所述,考慮到HSPA的規(guī)模發(fā)展是大勢所趨,HSPA與R99混合組網又存在很多的復雜性。
網絡覆蓋
新興的移動運營商一方面要建設R99/R4網絡,同時要引入HSPA,這給網絡覆蓋帶來了挑戰(zhàn)。移動網絡有個重要法則,就是必須全覆蓋,用戶無論在哪,都要能享受同樣的體驗。
1.熱點區(qū)域覆蓋
用戶的行為有一個培育期,HSPA商用初期,用戶數(shù)不會很多,用戶量也不會很大。因此運營商在HSDPA商用初期主要考慮區(qū)域性覆蓋。
一些區(qū)域如風景區(qū)、孤立辦公樓等,數(shù)據(jù)業(yè)務需求量大但是范圍小,而且主要集中在室內,運營商部署HSDPA網絡時,可考慮在原R99小區(qū)的基礎上疊加HSPA單站點。
熱點區(qū)域如商務區(qū)、高級住宅區(qū)等,數(shù)據(jù)業(yè)務需求量大但是范圍廣,運營商部署HSDPA網絡可以在原R99的網絡上,疊加多個HSPA小區(qū),建設區(qū)域性的HSPA覆蓋網絡。
在HSPA與R99的共同覆蓋區(qū)內,PS數(shù)據(jù)業(yè)務優(yōu)先選擇HSPA網絡。當PS用戶進入HSPA的覆蓋范圍內時,優(yōu)先選擇HSPA小區(qū),當PS用戶遠離HSPA的覆蓋區(qū)時,為保證業(yè)務的連續(xù)性,讓用戶切換到R99的信道上,使用R99網絡。當激活集中同時存在HSPA小區(qū)、R99小區(qū)時,用戶優(yōu)先選擇HSPA小區(qū)。這樣,用戶才能感受到高速移動服務。
這個策略一定程度上與HSDPA引入初期的覆蓋策略相似。
2.全部連續(xù)覆蓋
室外全部連續(xù)覆蓋,即運營商在密集城區(qū)、一般城區(qū)等全部區(qū)域提供HSPA服務,實現(xiàn)全部城區(qū)的HSPA連續(xù)覆蓋,這要求所有的小區(qū)同時支持HSPA業(yè)務和R99業(yè)務,且兩種業(yè)務的覆蓋范圍相同。對于R99業(yè)務,小區(qū)滿足CS64k業(yè)務的連續(xù)覆蓋;而對于HSPA業(yè)務,運營商可根據(jù)自身需求設定HSPA小區(qū)的邊緣速率,實現(xiàn)HSPA的全網覆蓋,保證用戶的高速體驗。但這種方式的問題是投資大、浪費資源。
業(yè)務策略
從3GPP標準來看,HSPA承載的重點還是在BE(BestEffort)類業(yè)務上,流媒體類業(yè)務存在一定的QoS要求(速率、延時)等,只作為可選項。每個廠商根據(jù)自身對市場的判斷,制訂出的設備指標存在一定的差異,因此某些廠商的方案支持流媒體業(yè)務,某些廠商的方案只支持BE業(yè)務。
總體而言,HSPA支持流媒體業(yè)務時是否需要網絡付出比R99DCH承載流業(yè)務更大的代價,如下行功率的占用、系統(tǒng)調度策略的復雜性等,還有待試驗和業(yè)界進一步深入研究。
盡管HSUPA的到來給運營商網絡演進指明方向,但是如何部署HSPA網絡,如何制定出合理的運營模式,還要進一步驗證,也有待業(yè)界進一步努力。