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1、1 2 0 0 9 年北京青年通信科技论坛论文集H S P AM X 倍速技术应用相关讨论及适用场景姚克宇，岳烈骥，赵雪帆，马旭( 中国移动北京公司，北京1 0 0 0 0 7 )【摘要】H S P AN I X 倍速技术是在不需要对T D S C D M A 系统和终端进行修改的前提下，利用T D S C D M A 自身特有的多通道之间相互隔离以及中兴独有的M X 倍速技术，实现在多用户的情况下，成倍提高系统H S P A 吞吐量的技术。尤其是在室内分布系统中，利用T D 的多通道特性以及建筑物的自然空间分隔，可以更加有效地发挥H S P A M X 倍速技术的特点。从技术发展的角度看，这
2、项技术对T D S C D M A 在H S P A 领域的发展和演进，可以起到巨大的提升和推动作用。为此，我们北京T D S C D M A 网络进行了H S P AM X 倍速技术的测试和验证，从本次测试的结果看，该技术在不改变网络规划，不增加硬件成本( 只需N o d e B 软件升级) 的前提下，提高了频谱利用率，大幅提升T D 网络的小区吞吐量。1 - -一刖苦T D 系统是白干扰码道受限系统，码道的利用效率有效提升是提高T D 频谱利用 率的关键。目前T D 采用的是1 5 M 带宽( 2 0 1 0 M H z 2 0 2 5 M H z ) 、9 个频点( 室外6 个频点，室内
3、3 个频点) 的方式，而W C D M A 采用3 0 M H z 的带宽，虽然理论上T D 的频谱利用率高于W C D M A ，但是总的容量上低于W C D M A 。 H S P AM X 倍速( 空分复用) 技术，实质上增加了空分的增益，在室内覆盖的情况 下利用了楼道、墙体韵隔离作用，而在室外利用了智能天线的波束赋形技术，使得 不同用户在空间产生隔离。这种技术可以提高T D 频谱利用率和系统数据吞吐量。 H S P A M X 技术充分利用了T D S C D M A 的两大优势：其一，对智能天线技术的 使用，一个小区可以包含多个通道；其二，室内覆盖时可将覆盖不同楼层的多个通 道划分为
4、一个小区。 具体来说，室内H S P A M X ( 空分复用) 技术的实现原理是H S P A M X 算法+ S D M A 原理+ T D 多通道技术，即在室内覆盖的情况下，楼板、墙体构成用户间隔离，H S P A M X 技术利用这种隔离，实现不同用户码道资源的重用。 室外H S P A M X ( 空分复用) 技术的实现原理是H S P A M X 算法+ S D M A 原理+ T D 智能天线技术，即在室外宏覆盖情况下，智能天线对不同的用户进行波束赋形，不 同用户间会形成空问上的隔离，H S P A M X 技术利用这种空间隔离实现码道资源重用 本文主要对H S D P A M
5、X 技术的应用场景进行分析。主要内容包括H S D P A M X 技术原理、应用条件、应用场景等方面的内容。二H S D P A 空分复用原理( 一) H S D P A 空分复用技术原理H S D P A 空分复用技术是利用空间隔离将用户分割构成不同的通道，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、码道的资源重用，从而提高系统总吞吐能力。 从技术原理上来看，H S D P A 空分复用技术可同时应用于室内、室外两种环境，2 0 。9 年| 匕京青年通信科拄论宅集具体如下： l 、室内场景 在室内覆盖的情况下，对于不同的楼层使用不同的通道进
6、行覆盖利用室内楼 板构成用户问天然的隔离，利用H S D P A 空分复用算法，实现用户问频率、时隙和 码道等无线资源的重用，提高系统吞吐能力。豳拳堕0 塞, “ - , d 。t J 3 耐黪蓥窿黼函豳屡羽。目斟瞠幽1 室内H S D P A n 复用技术蟓4 幽 2 、室外场景 在室外宏蜂窝覆盖场景下，利用智能天线的波束赋形功能，在不同用户问形成 的空问隔离基础上，利用H S D P A 空分复用算法，实现H j 户问频率、时隙和码道等无线资源的重用，提高系统吞吐能力。幽2 空* H S D P A 十n 月$ n 4 目 理论j 当两个用户的柬波方向的偏离大丁隔离度要求时，可以对这两个用
7、户进 行空分。但实际1 由于审外实际环境的复杂性、波瓣旁瓣f 扰，隔离度估计精度、 信道变化速度等原田易导致错误的触发审分，建议暂不使用。( 二) H S D P A 空分复用技术应用条件H S P A M X 在自身的自适应编码、H R Q 、Q u e s t 调度等方面与传统的H S P A 技术 类似，但H S P A M X 主要应用了空间的隔离特性。当多个用户之间的空间隔离度满足 定条件的时候，由十H S P A M X 空间隔离度作用，用户可咀复用相应的码道，从而 达到提高传输教率的作用。崮此，不同用户之间能雨和如何满足一定的空间隔离度，( 2 0 0 9 年北京青年通信科技论坛
8、论文集是该技术能否应用以及应用效果如何的关键所在。 H S P AM X 技术是H S P A 技术在T D 系统中的先进和创新的应用。H S P AM X 在自 身的自适应编码、H R Q 、Q u e s t 调度等方面与传统的H S P A 技术类似，但H S P AM X 主要应用了空间的隔离特性。当多个用户之间的空间隔离度满足一定条件的时候， 由于H S P A M X 空间隔离度作用，用户可以复用相应的码道，从而达到提高传输效率 的作用。因此，不同用户之间能否和如何满足一定的空间隔离度，是该技术能否应 用以及应用效果如何的关键所在。运营商在部署网络时会考虑这一关键特性，根据该特性来
9、选择部署网络的技术方案。 用户体验方面，在室内小规模试点情况下，两个用户之间的隔离度如果能满足 一定条件的话，确实可以提高小区的吞吐率；在相同用户数的情况下，小区吞吐量 的提升可以带来每个用户通信吞吐量的提升；单个用户吞吐量提升之后，用户进行 游戏下载等下载业务时的速率将提高，用户体验将大大提升。 H S P A M X 是一个多倍速的技术，根据不同的设置，可以将吞吐率提升至2 倍、 4 倍等，这主要是由多个用户之间的隔离度大小以及室内部署的通道数量而决定。但 是这种倍速技术不是永无止境增加的，它也有一定的极限，这种极限主要由室内部 署的通道数、通道内各用户之间的隔离度是否可在实际的网络中达到
10、、硬件的处理能力等指标而决定。 多通道和多天线特性是H S P A M X 应用的前提，因为T D 采用多天线、具有多通 道特性，T D 在室内应用时会有8 通道或6 通道，每个通道相当于一个小型的功放， 应用时可以在1 、2 层用一个通道，3 、4 层用另一通道，5 、6 层再用一个通道，这 样以来三个层次在通道上就产生一定的隔离，能够区分不同层次的用户，具有很好 的区分性。 结合实际测试结果，H S D P A 空分复用技术应用的条件如下： l 、H S D P A 空分复用技术主要应用于室内分布系统，暂不建议用于宏基站。 2 、同一个小区由多个单通道R R U 或一个多通道R R U 进
11、行覆盖，2 倍速空分要求 单小区通道数量至少大于2 个，4 倍速要求单小区通道数量至少大于4 个。 3 、不同通道用户间隔离度至少能够达到3 0 d B 以上。 在实际应用中应根据室内空分复用技术的应用条件和业务量分布，有选择的开 通H S D P A 空分复用技术，在必要的情况下，还需要对小区覆盖范围和通道的分布情况进行调整。三目前存在的问题 当前北京升级H S D P A M X 存在的困难与问题： 1 ) 由于1 期工程中北京使用的都是T B P E 板，需要更换T B P H 板，并不能实现 简单的软件升级； 2 ) 室内分布系统都是利用原有的G 网改造的，所以符合选点要求( 4 个或
12、4 个 通道以上，至少2 个E 1 以上，楼层隔离度要高) 的站点很少。 3 ) 通过北京现网测试的数据来看，对通道间的隔离度要求较高，大于3 0 d B 。四应用场景 隔离度是关键指标，在整个测试过程中，隔离度是我们强调地重要环节。而运 用H S P A M X 倍速技术地另一先决条件是用户需要处在H S P A 网络地同一小区内。 经过测试，小高层地砖混建筑，其楼层之间地隔离度相对较差。相邻楼层地空 分效果，我们可以发现，在U E 间隔离度处在临界点时，H S P A M X 倍速技术会表现 2 0 0 9 年北京青年通信科技论坛论文集出一定地概率性，但小区总平均吞吐量依然得到提高。在测试
13、结果中，U E 地速率由 原来地4 0 0 K b i t s 提高到5 0 0 6 0 0 K b i t s ，小区地总吞吐量也可达到1 1 M “ - , 1 2 M 。这就说明即使不完全满足隔离度地情况下，U E 也会以一定概率应用H S P A M X 倍速技 术，小区吞吐量也会得到提高。 在网络规划方面，考虑到H S P A M X 倍速技术是应用于同一小区地H S P A 用户， 为了更好地利用这一技术，减少工程规划和数据制作地难度，网络规划中也可适当 减少室内覆盖地分区数量。如果小区话务流量相对稳定，在单小区中开启H S P A M X 倍速功能，可以较好地提高用户地上网速率，
14、相应情况下降低工程规划难度和网络硬件成本。 总的来说，H S D P A 空分复用主要使用在室内环境中，要求室内分：布系统单个小 区有个多通道R R U 或多个单通道R R U ，且多个通道之间的隔离度应达到3 0 d B 左 右，具体使用建议如下。( 一)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。但由于宏基站覆盖区域无线环境复杂，有可能存在信号干扰或衍射： 用户的位置分布随机性强且移动概率大，隔离度要求难于保证，目前其空间处理及 干扰抑制的隔离算法还处于研究验证阶段，建议室外宏蜂窝基站不使用H S D P A 空分复用技术。 ( 二)室内场
15、景 对于室内场景，根据通道覆盖情况和建筑物结构有选择的应用H S D P A 空分复用技术。 1 、商业写字楼、高档住宅小区、高档酒店宾馆等全钢或钢筋混凝土结构建筑物。 建筑特点：该类场景建筑物多为全钢或钢筋混凝土结构，楼层间隔离度较高， 可以达到3 0 d B 。( 但具有大面积的玻璃幕墙的写字楼，如菜市口移动综合楼：保利 大厦，隔离度便不能满足H S P A M X 条件要求) 用户特点：这类场景一般为高端用户聚集区域，用户对数据业务有较大需求，并且各楼层间用户分布比较均匀。 在这类场景下，如果室内分布系统采用多通道覆盖技术，利用多通道R R U 或者 多个单通道R R U 进行覆盖，每个
16、通道覆盖若干楼层，则可以应用H S D P A 空分复用技术，且效果较好。 2 、宾馆酒店、老机关办公楼、老居住区等砖墙结构建筑物 建筑物特点：该类场景建筑物多为砖墙结构，部分高档酒店为钢筋混凝土结构。 楼层间隔离度相对应商务写字楼稍低，可以达到1 5 到2 0 d B 。 用户特点：这类场景一般为高端用户聚集区域，用户对数据业务有较大需求，并且各楼层间用户分布比较均匀。 在这类场景下，如果室内分布系统采用多通道覆盖技术，利用多通道R R U 或者 多个单通道R R U 进行覆盖，每个通道覆盖若干楼层，则可以应用H S D P A 空分复用 技术，效果可能略差于商务写字楼。 3 、特殊室内场景( 场馆、商场、卖场等大型公共场所)对于大型体育场馆、会展中心会议中心、民航机场火车站大型汽车站等场景， 无线传播条件好，信号为视距传输，无线环境比较空旷，不建议采用H S D P A 空分复用技术。 4 、符合隔离度与多通道要求的热点区域内或数据热点室内微蜂窝。 5 、符合隔离度与多通道要求的平均每用户吞吐率较低小区
