TD-HSDPA組網(wǎng)淺析

TD-SCDMA在3GPP標(biāo)準(zhǔn)中稱為TDDLCR，其廣為人知的智能天線技術(shù)、聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)及上行同步技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)均是基于TDD時(shí)分雙工的工作方式而深入展開(kāi)的。

可見(jiàn)TDD時(shí)分雙工是TD-SCDMA相對(duì)其它FDD（頻分雙工）技術(shù)而言最具特色的，并且還將對(duì)未來(lái)TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)生持續(xù)的影響。

TDD時(shí)分雙工的概念說(shuō)起來(lái)非常簡(jiǎn)單，無(wú)非就是在通信過(guò)程中，上行鏈路占用某個(gè)時(shí)隙，而下行鏈路則占用同一幀結(jié)構(gòu)中的其它時(shí)隙，采用不同的時(shí)隙來(lái)實(shí)現(xiàn)雙工通信方式，不同于FDD頻分雙工的上下行鏈路要占用兩個(gè)頻點(diǎn)，要依靠不同的頻率來(lái)承載上下行業(yè)務(wù)。如圖1所示。顯然TDD技術(shù)在節(jié)省頻率資源、靈活調(diào)配時(shí)隙數(shù)量和支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也增加了時(shí)隙同步、導(dǎo)頻干擾控制等技術(shù)細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)的難度。

鼎橋通信的母公司之一西門子早在上世紀(jì)八十年代就開(kāi)始研究TDD技術(shù)，并成功地與CATT合作開(kāi)發(fā)了業(yè)界第一臺(tái)基于TD-SCDMA技術(shù)的基站設(shè)備，充分驗(yàn)證了TDD技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可行性，為當(dāng)前TD-SCDMA技術(shù)的蓬勃發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)為TDD技術(shù)的成熟穩(wěn)定及后續(xù)演進(jìn)指明了方向。目前正在測(cè)試的上行導(dǎo)頻偏移，其標(biāo)準(zhǔn)建議就是幾年前由西門子提出的。

圖1TDD與FDD的比較

圖2TD-HSDPA資源占用分析

TD-HSDPA作為3GPPR5(TDDLCR)新增的主要技術(shù)，依然采用TDD的內(nèi)核。HS-PDSCH的傳輸時(shí)間間隔為5ms，NB調(diào)度的HSDPA共享資源為一個(gè)TTI內(nèi)的各下行時(shí)隙中的碼道。圖2給出了上下行時(shí)隙分配為2∶4時(shí)，同時(shí)支持七個(gè)HSDPA用戶的資源占用分析。

2.TD-SCDMA核心技術(shù)之二:多載波小區(qū)

TD-SCDMA單小區(qū)多載波是指:在一個(gè)小區(qū)內(nèi)同時(shí)支持多個(gè)載波，其中定義一個(gè)主載波，其它載波為輔載波。只有主載波（TS0）上有公共控制信道，專用信道可配置在主載波和輔載波。這樣，在不增加小區(qū)數(shù)量、不影響鄰區(qū)關(guān)系和TS0公共物理信道覆蓋的前提下，通過(guò)增加載波擴(kuò)大了小區(qū)吞吐量（容量）。

目前，5MHz同頻組網(wǎng)（如圖3所示，即主載波異頻、輔載波同頻）的系統(tǒng)性能已經(jīng)在試驗(yàn)網(wǎng)中得到了充分的驗(yàn)證。

圖35MHZ同頻組網(wǎng)示意圖

TD-SCDMA系統(tǒng)單載波所占頻帶資源僅為1.6MHz，具有頻率占用少、頻點(diǎn)分配靈活等特點(diǎn);而我國(guó)為TD-SCDMA劃分的頻率資源高達(dá)155MHz，如此豐富的頻率資源為多載波HSDPA技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展空間。TD-HSDPA理論上單載波最大吞吐能力為2.8Mbit/s，多載波框架下的TD-HSDPA具有小區(qū)吞吐能力強(qiáng)大、資源調(diào)度靈活等優(yōu)點(diǎn)。如單小區(qū)三載波配置時(shí)，小區(qū)最大HSDPA吞吐量即為8.4Mbit/s;單小區(qū)四載波配置時(shí)，小區(qū)最大HSDPA吞吐量可達(dá)11.2Mbit/s;若單基站按4/4/4配置則單站吞吐量就能達(dá)到33.6Mbit/s。

3.TD-HSDPA組網(wǎng)的主要特色

如前所述，TD-HSDPA資源的分配原則與現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)一樣，都是基于載波和時(shí)隙的，TDD技術(shù)組網(wǎng)的靈活性、多樣性依然適用于TD-HSDPA技術(shù)。靈活可變的時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)，按需分配占用時(shí)隙數(shù)量，使得HS-PDSCH既可與DPCH共用某個(gè)載波，也可以獨(dú)立占用一個(gè)載波，甚至多載波。

針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段以及不同覆蓋區(qū)域的綜合業(yè)務(wù)量的預(yù)測(cè)分析，我們可以考慮相應(yīng)的靈活多樣的TD-HSDPA組網(wǎng)方案。例如，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量不大的地區(qū)，HSDPA可與其它業(yè)務(wù)共用一個(gè)載頻，這樣帶來(lái)的好處是不僅直接提供了HSDPA高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且可以同時(shí)滿足語(yǔ)音業(yè)務(wù)的需求，還節(jié)省了頻率資源;如果是在熱點(diǎn)地區(qū)部署，則可配置多個(gè)載頻，提供更高的吞吐量以滿足實(shí)際需要。

4.TD-HSDPA組網(wǎng)在建網(wǎng)初期和成熟期的不同特點(diǎn)及策略

在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)仍是主要業(yè)務(wù)，同時(shí)有一定的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)處于培育階段。初期的網(wǎng)絡(luò)部署將以每小區(qū)1個(gè)載波的配置為主，話務(wù)量較高的地區(qū)也可以配置多個(gè)載波;HSDPA資源可根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量靈活分配。

由于總的話務(wù)需求量并不是很高，可以把HSDPA業(yè)務(wù)和話音業(yè)務(wù)配置在一個(gè)載波上，上下行時(shí)隙比例配置以3∶3為主。具體覆蓋原則如下:

*在熱點(diǎn)地區(qū)，HSDPA可實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋，滿足高速業(yè)務(wù)的需求。此時(shí)高速的PS域業(yè)務(wù)（如大于64kbit/s的業(yè)務(wù)）采用HSDPA方式進(jìn)行傳輸，低于64kbit/s的業(yè)務(wù)采用非HSDPA方式傳輸。

*在非熱點(diǎn)地區(qū)，通過(guò)非HSDPA方式提供PS業(yè)務(wù)，滿足低速業(yè)務(wù)的需求。

*用戶從HSDPA小區(qū)移動(dòng)到非HSDPA小區(qū)時(shí)，業(yè)務(wù)連續(xù)性仍然可以得到保證，但峰值速率可能下降。

隨著語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求量不斷增加，用戶數(shù)穩(wěn)步增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)速率高于語(yǔ)音業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)速率，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)經(jīng)過(guò)培育期，將進(jìn)入快速發(fā)展階段。初期單載波的配置已無(wú)法滿足話務(wù)需求，此時(shí)可通過(guò)增加載頻數(shù)量，同時(shí)調(diào)配HSDPA和語(yǔ)音業(yè)務(wù)資源，滿足語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷增加的需求。

大部分小區(qū)將配置2個(gè)以上的載頻。語(yǔ)音業(yè)務(wù)和HSDPA資源可在載頻間以及載頻內(nèi)靈活分配。下面我們提出了詳細(xì)的配置策略。

（1）在下行數(shù)據(jù)流量較低的地區(qū)，可將HSDPA資源配置為0，主要支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

（2）在下行數(shù)據(jù)流量較多的地區(qū)，可采取以下3種方式進(jìn)行配置:

*將HSDPA與語(yǔ)音業(yè)務(wù)配置在不同的載頻上。

*將HSDPA與語(yǔ)音業(yè)務(wù)混合配置在同一個(gè)載頻上，HSDPA的資源可靈活配置為30%，50%，80％等。

*載頻數(shù)較多時(shí)的混合配置方式，即在某些載頻的下行方向主要配置HSDPA資源，在某些載頻上主要配置語(yǔ)音業(yè)務(wù)資源，在某些載頻上同時(shí)配置HSDPA和語(yǔ)音業(yè)務(wù)資源。

（3）當(dāng)下行數(shù)據(jù)流量明顯高于上行數(shù)據(jù)流量時(shí):

*首先維持時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)不變，在多個(gè)載頻上同時(shí)配置HSDPA資源。

*如果仍然不能滿足下行數(shù)據(jù)流量的需求，將高話務(wù)量區(qū)域的上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)調(diào)整為2∶4，同時(shí)在3∶3和2∶4的重疊區(qū)域內(nèi)采取交叉時(shí)隙干擾消除措施;特殊地區(qū)可配置成1∶5，以滿足下行數(shù)據(jù)量非常高的需求。

5.TD-HSDPA組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)分析

TD-HSDPA可靈活組網(wǎng)適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)，直接源自于TDD技術(shù)的靈活性以及TD-SCDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性。當(dāng)WCDMA引入HSDPA時(shí)，由于功率受限和干擾受限的影響，小區(qū)的覆蓋及容量均會(huì)受到較大沖擊，如果增加第二頻點(diǎn)，將加大其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的復(fù)雜程度。而TD-HSDPA的引入不會(huì)對(duì)TD-SCDMA的組網(wǎng)造成不良影響，其主要優(yōu)勢(shì)可歸納為以下三點(diǎn):

*TD-HSDPA與語(yǔ)音業(yè)務(wù)可使用不同時(shí)隙，不存在功率分配的問(wèn)題;HSDPA業(yè)務(wù)對(duì)覆蓋的影響較小，對(duì)容量沒(méi)有什么影響。

*同一覆蓋區(qū)內(nèi)可只配置一個(gè)多載波小區(qū)，通過(guò)載頻間資源分配即可滿足用戶的各類業(yè)務(wù)需求，無(wú)須進(jìn)行小區(qū)間切換。

*無(wú)論載波數(shù)量多或少，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜度相同，且可靈活滿足單用戶峰值速率高、小區(qū)吞吐量大以及支持的語(yǔ)音用戶數(shù)量多等各種要求。

6.結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)然，TD-HSDPA與其它新技術(shù)一樣，不可能一蹴而就，在其組網(wǎng)應(yīng)用的過(guò)程中也會(huì)不可避免地面臨許多問(wèn)題。但人們?cè)诓粩嗟馗?、完善和研究嘗試下，以深厚的技術(shù)底蘊(yùn)和豐富的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，打造一流的TD-HSDPA精品網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該不是一個(gè)夢(mèng)想。