TD-SCDMA系統(tǒng)具有無線頻譜利用率高、上下行非對稱業(yè)務承載能力強等優(yōu)點,在現(xiàn)有的幾個3G系統(tǒng)中,其優(yōu)勢是比較突出的。而HSDPA的引入將進一步增強TD-SCDMA系統(tǒng)的無線數(shù)據吞吐能力,從而全面滿足未來3G業(yè)務的運營需求,可以極大地提升終端用戶滿意度,并增加客戶ARPU值。
1、HSDPA的關鍵技術
�。�1)自適應調制編碼
自適應調制編碼(AMC)通過改變調制方式和信道編碼率來調整傳輸速率,HSDPA調制分為QPSK和16QAM兩種。處于有利位置(比如離基站較近)的用戶會被分配到較高的調制等級和較高的編碼速率(例如16QAM和R=3/4的碼率);而處于不利位置(比如接近小區(qū)邊緣)的用戶會被分配到較低的調制等級和編碼速率(例如QPSK和R=1/2的碼率)。系統(tǒng)仿真表明,和采用單一QPSK調制的系統(tǒng)相比,采用16QAM和QPSK組合調制的系統(tǒng)可提高大約20%的平均吞吐率。
�。�2)混合自動重傳請求
混合自動重傳請求(HARQ)采用HARQ技術,接收方在譯碼失敗的情況下,會保存接收數(shù)據,并要求發(fā)送方重傳數(shù)據,然后接收方會將重傳數(shù)據和前面的數(shù)據進行合并,再送到譯碼器進行譯碼。因為數(shù)據在譯碼器譯碼前進行了合并,因而譯碼數(shù)據具有更多的信息量,從而可以提高譯碼的成功率,降低錯誤率。HARQ技術可以提高系統(tǒng)性能,并可靈活地調整有效碼元速率,補償由于采用鏈路適配(主要指AMC選擇的傳輸格式)不合適所帶來的誤碼。
�。�3)快速調度
快速調度控制著共享資源的分配,每一個發(fā)送時隙決定了被服務的用戶,也在很大程度上決定了系統(tǒng)的性能。調度主要基于信道條件,同時還應考慮等待發(fā)送的數(shù)據量以及業(yè)務的優(yōu)先等級等情況,并充分發(fā)揮AMC和HARQ的能力。
TD-SCDMA標準針對HSDPA的改動并不大,主要是在Node B加入了一個新的媒體接入控制子層(MAC-hs)用于控制高速數(shù)據傳輸。同時,為了做到前向兼容,TD-SCDMA增加定義了幾種新的傳輸信道和物理信道。對TD-SCDMA系統(tǒng)設備而言,通過升級換代使設備具有HSDPA功能十分容易做到,這是因為TD-SCDMA標準的很多物理層技術都是通過軟件無線電來實現(xiàn)的,而通過軟件升級實現(xiàn)HSDPA物理層技術正是該系統(tǒng)設備的優(yōu)勢所在,因此,不需要更改硬件設備就可以實現(xiàn)升級。
2、TD-SCDMA+HSDPA無線組網方案
目前,由于尚無較大規(guī)模的TD-SCDMA網絡,因此,網絡建設方案尚未經過實踐的驗證。針對TD-SCDMA的特點,網絡建設初期可能有兩種方案,它們分別是:HSDPA與TD-SCDMA共小區(qū)直接建網、HSDPA與TD-SCDMA使用不同的小區(qū)分層建網。另外,下文還重點研究了HSDPA室內組網的特點。
2.1 HSDPA與TD-SCDMA共小區(qū)
HSDPA與TD-SCDMA共小區(qū)包括異載頻和共載頻等形式。HSDPA與TD-SCDMA共同使用基站功率、載頻、時隙和信道化碼等資源,并在系統(tǒng)的統(tǒng)一調度下發(fā)揮各自的優(yōu)勢。這種方案的具體特點如下:
◆TD-SCDMA支持的CS、PS業(yè)務與HSDPA支持的高速數(shù)據業(yè)務共享頻率及功率,可做到資源利用的最大化;
◆業(yè)務選擇靈活,可以避免因為小區(qū)不同帶來的UE小區(qū)選擇、駐留等問題;
◆支持CS/PS并發(fā)業(yè)務;
◆可以保證與TD-SCDMA的低速數(shù)據業(yè)務基本同覆蓋。鏈路預算結果表明,在等效發(fā)射功率約為50dBm時,HSDPA數(shù)據業(yè)務與TD-SCDMA的CS64k可視電話業(yè)務的最大路損基本一致。也就是說,在基站發(fā)射功率留有余量的情況下,HSDPA業(yè)務的覆蓋范圍與TD-SCDMA的傳統(tǒng)業(yè)務覆蓋范圍是一致的;
◆升級快速方便,節(jié)省投資;
◆HSDPA與TD-SCDMA共小區(qū)方案引入的復雜性;
◆對TD-SCDMA與HSDPA各自的業(yè)務進行合適的功率分配;
◆碼資源分配及調度策略。
采用同頻組網方案,需要平衡TD-SCDMA傳統(tǒng)承載業(yè)務(主要指CS業(yè)務)和HSDPA高速數(shù)據業(yè)務對無線資源的使用。在建網初期,預測CS業(yè)務和HSDPA的業(yè)務量分別約為70%和30%,則在無線資源的分配上也大致按此比例。根據網絡發(fā)展階段容量的預測,TD-SCDMA小區(qū)采用3載波可以滿足城區(qū)的容量需求(CS話音+PS數(shù)據業(yè)務),那么根據上述無線資源的分配比例,并結合TD-SCDMA載波特點,可以有如下幾種無線資源的分配方案。
�。�1)上下行對稱的承載方式
上下行對稱的承載方式(如圖1所示),即在每個載波上采用3:3上下行業(yè)務時隙對稱分配。載波1和2承載CS業(yè)務,載波3單獨承載HSDPA業(yè)務。這樣做的好處是可以保證有足夠的CS業(yè)務承載能力,同時又能達到一定的HSDPA數(shù)據吞吐量,比較符合業(yè)務量的比例關系。缺點則是載波3的上行資源有所浪費,且不支持CS業(yè)務和HSDPA業(yè)務的并發(fā)(終端不支持多載波)。

�。�2)上下行非對稱的承載方式
上下行非對稱的承載方式(如圖2所示),即在每個載波上采用1:5或2:4的上下行業(yè)務時隙分配。如果采用1:5的時隙分配比例,則CS業(yè)務承載能力明顯不足,不符合業(yè)務量的需求。如果采用2:4的時隙分配比例,載波1和載波2承載CS業(yè)務(兩對上下行時隙,其中少量上行資源分配給PS上行使用)和低速的R4 PS業(yè)務或HSDPA業(yè)務,載波3承載CS業(yè)務(一對上下行時隙)和HSDPA業(yè)務,在CS業(yè)務承載能力上,這種方式比采用3:3比例的方式下降了25%,但在數(shù)據業(yè)務承載能力上則增加60%以上。根據圖1和圖2分析對比可知,在滿足業(yè)務量需求方面,上下行非對稱的承載方式對CS業(yè)務承載能力稍有不足,而數(shù)據業(yè)務承載能力卻明顯增強;在無線資源利用方面,上下行非對稱的承載方式可充分利用無線資源,可以支持CS和HSDPA業(yè)務的并發(fā)。

2.2 HSDPA與TD-SCDMA異小區(qū)組網
這種方案(如圖3所示)是HSDPA采用與TD-SCDMA不同的小區(qū)進行組網,組成另外一層網絡。TD-SCDMA網絡承載CS業(yè)務和低速R4數(shù)據業(yè)務,HSDPA網集中提供高速數(shù)據業(yè)務,然后通過切換實現(xiàn)兩個系統(tǒng)之間業(yè)務承載能力的互補。
HSDPA與TD-SCDMA異小區(qū)組網的優(yōu)勢在于:
◆獨立組網,與TD-SCDMA網絡互不影響,避免了復雜的碼資源、功率資源規(guī)劃;
◆充分發(fā)揮各自的長處,實現(xiàn)無線資源的最佳使用。
但是,這種組網方式也帶來了如下問題:
◆HSDPA需要單獨組網,網絡建設成本高;
◆初期的用戶數(shù)量有限,TD-SCDMA與HSDPA各自占用一個小區(qū),共享程度低,網絡整體效能下降;
◆為了支持CS和HSDPA并發(fā)業(yè)務,需要多載頻的終端,并且要支持多小區(qū)駐留,設備復雜性增加。

2.3 TD-SCDMA和HSDPA室內組網
與室外環(huán)境相比,室內環(huán)境具有如下適宜采用HSDPA的顯著特點:
◆覆蓋區(qū)域有限;
◆傳播環(huán)境較好;
◆鄰區(qū)干擾少;
◆用戶數(shù)有限;
◆對無線數(shù)據業(yè)務的需求較大。
而HSDPA在室內應用的優(yōu)勢則有如下幾點:
◆由于信道條件要比室外環(huán)境好得多,HSDPA數(shù)據吞吐量可以接近峰值;
◆由于用戶數(shù)量較少,采用HSDPA和TD-SCDMA共小區(qū)的方案可以將更多的無線資源分配給HSDPA;
◆可以采用較簡單的天線結構,HSDPA和TD-SCDMA異小區(qū)組網在成本上比較節(jié)省。
因此,HSDPA和TD-SCDMA在室內環(huán)境的組網具有很大的靈活性。
3、TD-SCDMA+HSDPA地面網絡傳輸資源的組織
在無線側引入HSDPA,會使空中接口的數(shù)據流量加大,同時,地面?zhèn)鬏斁W絡也要作相應的調整,以適應這種變化。Node B到RNC的Iub接口傳輸資源和RNC到CN的傳輸資源需要增加,具體增加的幅度根據無線組網方案進行計算。
目前,地面?zhèn)鬏數(shù)氖侄沃饕茿TM Over E1同軸電纜或ATM Over SDH光纖,對于承載CS,它們的業(yè)務效率很高,但對于承載以IP包為主的數(shù)據業(yè)務,則不如以太網。面對HSDPA帶來的數(shù)據流量大幅增長的情況,采用FE和GE單獨承載數(shù)據業(yè)務的地面?zhèn)鬏敺绞匠蔀橐环N趨勢,這可以提高效率,降低成本。但同時,在TD-SCDMA網絡設備和地面?zhèn)鬏攺陀迷O備上也應做好相應的準備。
TD-SCDMA+HSDPA,如虎添翼。在實際的組網中,應緊密配合運營商的業(yè)務開展需求,仔細做好規(guī)劃,以求做到最佳組合,充分發(fā)揮TD-SCDMA的全部優(yōu)勢,使移動新生活進入千家萬戶。