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中兴通讯HSUPA性能分析和网规建议

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来源: 作者: 2018-12-06 16:08:59

中兴通讯股份有限公司 王宗利

一、引言

在全球电信产业逐渐转暖的大环境下,随着3G系统产品和终端产品进一步成熟以及用户的宽带移动数据业务需求的增长,运营商对3G的投资也在逐步增长。目前全球范围内以WCDMA为代表的3G络建设已经进入一个新的快速发展阶段。络建设中新建络和对现有络的升级改造的目标都基本确定为支持高速下行增强技术HSDPA。从移动数据业务模型和发展趋势来看,随着络中下行业务量的上升,上行数据业务量必然也将上升;此外,为满足用户更多更丰富的业务需求,运营商的业务创新能力也将逐步增强,在现有移动数据业务基础上,将出现更多高上行带宽需求的业务,如上传图像/数据、络游戏等业务。因此3GPP从Release6开始引入上行增强技术HSUPA(高速上行分组接入),来增强络上行容量和服务质量,提高无线资源利用率,以利于在WCDMA络上开展许多新兴基于IP分组的高速数据业务。作为一种增强技术,HSUPA必然会对已有络产生一定影响,因此运营商需要HSUPA的性能有充分的评估不锈钢屏风厂家
,以便确定络升级策略和运营策略。

二、HSUPA系统性能分析

与HSDPA类似,HSUPA采用了物理层快速重传及软合并(HARQ)、NodeB分布调度、更短的TTI、高阶调制等技术。因此HSUPA的系统性能主要由扩频、调制、编码、HAQR重传和软合并、调度效率以及特定无线环境等因素确定。

(1)软合并(HARQ)技术:

软合并对链路性能的影响主要体现在可以充分利用以前传输的比特信息,在Ec/No较低的情况具有显著增益;采用宏分集技术同样也能带来显著的链路性能增益,因为宏分集合并中只有当所有激活集中的NodeB都不能正确解码时,UE才会进行重传,否则,只要有一个ACK,UE将不会执行重传,因此采用宏分集可以有效地提高吞吐率、降低重传次数。

(2)帧结构(TTI):

不同的帧结构(TTI)对小区吞吐率和业务时延特性有影响。更短的TTI可以使给定的时间内层1的重传次数得到增加,从而提供链路的效率和吞吐率;更短的TTI还可以有效降低上层的传输时延。根据仿真结果,2msTTI相比10msTTI的小区吞吐率可以有20%的提升;分组业务时延在较高的系统负载时也有明显下降。

(3)调度算法

小区吞吐率除了受到UE的数量、UE所处的地理位置和无线传播条件、UE的数据传输请求以及周围小区的上行干扰的影响外,还受到不同的分组调度策略和调度算法的影响。相比于R99/R4/R5的上行调度集中位于RNC,HSUPA中将上行调度分布放在NodeB物理层中,因此调度周期可能会较短手机麻将代理
,NodeB中随时提供的物理层测量信息和UE上报的信息可以作为调度依据,因此从调度性能来看可以更好地利用上行空中接口容量。

总的来说,与R99络系统相比,HSUPA采用HARQ软合并、NodeB调度机制和较短帧格式三种主要技术可以带来50%~70%的上行容量增益,业务时延也可以减少20%~55%。

三、中兴通讯对HSUPA络规划和建设的建议

HSUPA对络的影响可以概括为以下几方面包括:1)需占用下行码资源;2)需占用下行功率资源;3)络的上行干扰增加,对链路预算、容量和覆盖带来影响;4)对地面传输带宽的影响。考虑到HSUPA将在HSDPA之后且主要在HSDPA升级完成的区域引入,在HSDPA升级时已经完成地面传输络的升级,因此HSUPA升级之后对地面传输的影响不会很大。中兴通讯拥有自主开发的络仿真平台,我们对中兴通讯HSUPA络规划仿真结果分别从链路预算、容量和覆盖几方面来分析HSUPA对络规划的影响。

HSUPA采用HARQ提升了传输效率,在相同的链路预算条件下,UE可以得到更高的数据吞吐率,或者说在相同的数据吞吐率情况下,链路的预算得到了改善。从链路预算分析来看,在HSUPA与R99同频组情况下,由于引入了较高的干扰余量门限(例如5~6dB),可导致R99业务覆盖半径的收缩,12.2kbit/s业务半径收缩了10%~20%;HSUPA的64k或稍高速率的业务可以达到全覆盖,峰值1920kbit/s业务覆盖半径可以达到规划小区半径的50%,也就是可以覆盖整个小区的面积的25%左右;异频组时候对R99上行规划基本没有影响饿了么怎么刷单

WCDMA系统上行的受限因素主要是小区的干扰程度和UE的发射功率。络中引入HSUPA后还将提升小区内和小区之间的上行干扰,从而影响原有络的上行系统性能。在不支持HSUPA的NodeB和支持HSUPA的NodeB边界区域,不支持HSUPA的NodeB覆盖的容量可能受到在HSUPA Node B覆盖区域的UE产生的附加干扰的影响。对于宏蜂窝,在小区的边缘由于路径损耗较大的原因,在UE的最大发射功率一定的情况下,上行的E-DCH发射功率将受到限制,软切换的引入虽然能使这种情况得到改善,但是在小区边缘的E-DCH发射还可能对周围小区造成干扰,所以处于软切换状态UE的上行发射也会受到限制,因此宏蜂窝中上行链路的主要受限因素是UE的发射功率。对于微蜂窝,由于小区的半径较小,UE有足够的功率进行上行数据的传输,因此链路的主要受限因素是小区的上行干扰门限。

下行覆盖与容量也会受到HSUPA的下行控制信道的影响。其中AGCH属于共享信道,功率消耗与同时支撑的用户数、调度策略等因素有关。根据仿真结果分析,一条E-AGCH最大可能占用小区下行发射功率的5%~7%。一条HICH和RGCH可以同时支持20个用户,HICH和RGCH的下行接收性能略好于AGCH,一般情况下,HICH和RGCH约消耗下行发射功率的5%左右。它对下行平均覆盖和容量存在一定的影响。

综合以上分析,中兴通讯提出的络规划的建议:

*HSUPA络部署:以较低速率全覆盖,重点覆盖密集城区,保证热点地区的上行传输高速率。初期规划建议可以参照HSDPA覆盖范围,在热点区域做重点覆盖,一般小区边缘地带做低速覆盖即可。HSUPA的引入与HSDPA下行业务量的发展有密切关系,络发展到一定阶段,HSUPA可能会采用单独的载频支持HSUPA/HSDPA。

*在HSUPA的络规划中,在保证相同过载概率条件以及RRM的控制算法进一步得到优化的情况下,从提高上行吞吐量角度出发,可以设置比R99常用的上行3dB噪声抬升高一些的门限。

*根据链路预算分析,在异频HSUPA组情况下,HSUPA64kbit/s业务预算半径略小于R99的12.2kbit/s、64kbit/s业务半径;同频组下,HSUPA64kbit/s业务预算半径略大于R99的12.2kbit/s、64kbit/s业务半径;综合分析,低速HSUPA业务可以与R99规划范围实现同覆盖。

*引入HSUPA后,下行会增加几条新的物理信道,需要考虑下行码资源分配和功率资源分配问题。络初期HSUPA用户数较少,可配置较少的E-AGCH、E-HICH/RGCH信道。新引入的信道会导致下行公共信道功率开销加大,可能影响原有下行容量和覆盖规划。

四、结语

作为WCDMA络继高速数据传输技术HSDPA之后的下一步演进方案,HSUPA的目标是进一步改善用户业务感受和提升络上行性能,为新兴数据业务提供更高的上行数据速率和更低的时延。HSUPA的优势是可提供更高的上行数据传输速率、支持灵活的部署方案和QoS保证能力。中兴通讯WCDMA产品支持HSUPA与HSDPA和R99在同一个载波上部署,从而与原有络完全融合,同时为终端用户提供高效的语音和高速数据服务;支持软件络升级,为运营商提供经济的投资方案。

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