諾基亞西門子通信：I-HSPA解決方案

諾基亞西門子通信I-HSPA解決方案已經(jīng)率先拉開了HSPA網(wǎng)絡扁平化演進的大幕，為全球移動運營商提供了一個技術(shù)先進、性能領(lǐng)先、成本低廉的WCDMA/HSPA網(wǎng)絡。

作為高速移動數(shù)據(jù)業(yè)務的載體，上下行速率分別高達14.4M　HSDPA和5.76M的HSUPA技術(shù)業(yè)已受到運營商的重視和青睞，紛紛升級已有的WCDMA網(wǎng)絡來支持HSDPA/HSUPA技術(shù)，對于即將新建的3G網(wǎng)絡，運營商要求網(wǎng)絡開通初期就必須具有HSDPA的功能。

根據(jù)GSM協(xié)會的最新統(tǒng)計，截至今年六月份，在全球79個國家或地區(qū)已有179個運營商承諾提供HSDPA技術(shù)，其中117個運營商已經(jīng)開通了HSDPA網(wǎng)絡。

3GPP　R5/R6PS域網(wǎng)絡架構(gòu)

眾所周知，作為在2003年3GPP　R5版本制定的HSDPA技術(shù)，只是在空中接口方面做出了改善，通過采用“鏈路與編碼自適應”“混合重傳”“基站快速調(diào)度”等關(guān)鍵技術(shù)，使得用戶峰值速率由R99的384Kbps增長至最大14.4Mbps，而在網(wǎng)絡架構(gòu)方面仍沿用了R99的結(jié)構(gòu)，即基站上下行的數(shù)據(jù)經(jīng)RNC、SGSN等網(wǎng)元與業(yè)務平臺相連。

R99網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)要求上述每一個網(wǎng)元都對數(shù)據(jù)包進行拆解-封裝-轉(zhuǎn)發(fā)，這樣就導致以下兩個主要的弊�。�

1)要求RNC/SGSN/GGSN具有較高的數(shù)據(jù)處理能力

對于PS域用戶數(shù)據(jù)而言，在空口容量不高的情況下各網(wǎng)元對數(shù)據(jù)的處理不成問題，但當空口具有HSPA能力時，成百上千小區(qū)所匯集的HSPA數(shù)據(jù)就對各網(wǎng)元尤其是RNC的數(shù)據(jù)處理能力提出了較高的要求。以HSDPA最大峰值速率14.4M為例，一個1500個小區(qū)的HSDPA網(wǎng)絡所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量為21.6G，目前業(yè)界RNC的數(shù)據(jù)吞吐量大致在幾百兆到1G的范圍內(nèi)，如果是1G容量的RNC話則需要22臺RNC。為減少RNC的數(shù)量，則要提高單臺RNC的數(shù)據(jù)處理能力，然而RNC在無線網(wǎng)絡側(cè)不只是完成低層的數(shù)據(jù)包處理，更多的功能是在無線側(cè)的移動性管理，無線資源管理等方面，因而提高整體RNC的容量并不是一個簡單的課題。

當HSDPA演進到R7階段時，MIMO、64QAM，接受分集手機等增強功能的采用使得單小區(qū)最大下行峰值速率可達21M，上行達到11M，這樣對RNC/SGSN/GGSN的數(shù)據(jù)容量提出了更高的要求。

2)較長的端到端時延

在每一個節(jié)點處的重新拆裝，就會導致在每一節(jié)點都要引入額外的時延。較長的網(wǎng)絡時延會限制一些業(yè)務的展開，例如互動游戲，流媒體播放等。

為解決上述問題，優(yōu)化分組域網(wǎng)絡性能與架構(gòu)，諾基亞西門子通信公司推出了扁平化結(jié)構(gòu)的I-HSPA解決方案。

I-HSPA解決方案

所謂I-HSPA解決方案，就是在基站和GGSN之間建立直達隧道來傳送分組域用戶數(shù)據(jù)，而不經(jīng)過RNC和SGSN節(jié)點。

諾基亞西門子通信公司的I-HSPA解決方案有著以下特點：

完全兼容3GPP現(xiàn)有的空中接口標準，無須手機的改動。利用已有的網(wǎng)元設(shè)備，通過功能升級即可支持I-HSPA。

I-HSPA解決方案將RNC和SGSN從繁重的用戶數(shù)據(jù)處理中解放出來，使其更加專職于控制平面，無線資源，移動性的管理中。用戶數(shù)據(jù)在基站和GGSN之間可以通過直接傳送，優(yōu)化了傳輸結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)端到端的時延。根據(jù)諾基亞西門子通信公司研究結(jié)果，I-HSPA方案可以將一個32byte數(shù)據(jù)包的環(huán)回時延由R6HSUPA的50毫秒優(yōu)化至40毫秒左右。同時基站和GGSN之間采用IP技術(shù)傳輸，降低了傳輸網(wǎng)絡方面的成本。目前諾基亞西門子通信WCDMA基站都能提供IP接口，為IPUTAN和I-HSPA的部署做好了準備。

除了上述種種優(yōu)勢，對于運營商而言，I-HSPA解決方案最為重要的是改變了傳統(tǒng)HSPA網(wǎng)絡的投資曲線。傳統(tǒng)基于RNC的HSPA網(wǎng)絡，當網(wǎng)絡業(yè)務量尤其是分組域流量增加時，運營商需要不斷的對傳輸線路，RNC/SGSN處理容量進行升級，而I-HSPA網(wǎng)絡就無須為后期分組域容量的增加而投資。兩者的投資曲線如圖2所示。

網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)向扁平化演進

網(wǎng)絡架構(gòu)的扁平化已是移動通信網(wǎng)絡演進的一個主要潮流。減少網(wǎng)元節(jié)點，將RNC的功能移植入基站將是下一代移動網(wǎng)絡的重要特點。下一代移動通信網(wǎng)絡兩個重要代表的LTE和Wimax-16e，都定義了扁平化的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，如圖3所示。對于目前已經(jīng)大量商用部署的WCDMA/HSPA系統(tǒng)，運營商也迫切希望其不斷吸收先進的技術(shù)，通過網(wǎng)絡的不斷演進保持技術(shù)的領(lǐng)先性和對已有投資的保護。

在標準范圍方面，3GPP已經(jīng)在R7版本中制定了HSPA技術(shù)的演進，主要的方面包括：

*采用MIMO技術(shù)

*上行行調(diào)制方式擴展至16QAM/64QAM

*提高手機的性能，要求終端設(shè)備支持接受分集，基帶信號均衡等gongneng

*HSPA性能的持續(xù)改善，例如業(yè)務的連續(xù)性，對信令信道承載，對高容量FACH信道的支持

*定義扁平化網(wǎng)絡架構(gòu)

在HSPA網(wǎng)絡扁平化結(jié)構(gòu)演進方面，目前集中討論的主要有四種可選方案，其中一種即位為諾基亞西門子通信公司的I-HSPA方案。今年三月份舉行的3GPP第35次全會仍將該研究項目處于公開狀態(tài)，但建議各方將研究精力集中在諾基亞西門子通信公司的方案上。雖然標準的制訂還需一段時間，但諾基亞西門子通信公司的I-HSPA解決方案已經(jīng)率先拉開了HSPA網(wǎng)絡扁平化演進的大幕，為全球移動運營商提供了一個技術(shù)先進，性能領(lǐng)先，成本低廉的WCDMA/HSPA網(wǎng)絡。