HSPA建網(wǎng)及商用策略

一、應(yīng)用現(xiàn)狀
  
　　1.HSDPA
 
    HSDPA經(jīng)過近一年半（自2005年底至今）的商用探索，目前已進入蓬勃發(fā)展期，也可稱為高速增長期，這極大地縮短了試商用到大規(guī)模商用的周期，當然這也給3G通信行業(yè)帶來了極大的信心和希望，同時也鼓舞了WCDMA陣營的信心。

據(jù)GSA統(tǒng)計，截至2007年7月30日，全球已有178個運營商計劃在80個國家（美洲，11個；歐洲，40個；中東/非洲，14個；其他，15個）開展HSDPA商用，其中128個網(wǎng)絡(luò)在63個國家已經(jīng)得到商用。在這128個已經(jīng)商用的網(wǎng)絡(luò)中，有66個網(wǎng)絡(luò)可支持單用戶3.6Mbit/s的峰值速率，滿足用戶的高速體驗。此外，在這128個網(wǎng)絡(luò)中也同時存在71個商用的EDGE網(wǎng)絡(luò)，主要是為滿足業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋的要求。

2.HSUPA

HSUPA對實時業(yè)務(wù)（如VoIP）目前不能提供較CS語音更高的效率，同時也不能保證用戶感受，因此HSUPA的發(fā)展相對HSDPA而言，并未受到廠家和運營商的大力支持。

HSUPA的發(fā)展分為兩個階段，第一階段峰值速率為1.45Mbit/s，第二階段峰值速率為5.76Mbit/s。根據(jù)調(diào)查，截至2007年7月30日，全球有27個運營商計劃部署HSUPA，共有24個HSUPA試商用網(wǎng)，其中3個已經(jīng)得到商用。

二、組網(wǎng)

正如前面提到，HSUPA與HSDPA是互為上下增強的技術(shù)。在組網(wǎng)中，為避免復雜性以及資源的合理利用，不會分開考慮HSUPA與HSDPA，因此引入HSUPA后的組網(wǎng)可分為兩種情況，即：單獨組網(wǎng)（HSPA=HSDPA+HSUPA）和混合組網(wǎng)（HSPA+R99）。下面就這兩種組網(wǎng)模式及存在的問題進行詳述。

1.混合組網(wǎng)

(1)HSDPA

經(jīng)過近兩年的研究和探索，混合組網(wǎng)的模式基本得到業(yè)界的認可，這主要出于兩方面的考慮。

◇資源利用率高

眾所周知，R99采用快速功控。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般下行負載設(shè)計在75%左右，即預留25%的空間作為功率調(diào)整的余量。HSDPA采用全功率發(fā)射，同時它只用R99的剩余功率，這樣可將下行負載提升到90%（部分廠家提到100%）。因此，混合組網(wǎng)取得了比R99單獨組網(wǎng)更高的效率。當然眾多試驗數(shù)據(jù)也表明混合組網(wǎng)的效率要高于單獨組網(wǎng)。

◇提供并發(fā)業(yè)務(wù)

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)盡管扮演著越來越重要的地位，成為運營商追逐更高利潤點的必爭之地，但是語音業(yè)務(wù)依然是運營商收入的主要來源。因此，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，語音業(yè)務(wù)享有最高的優(yōu)先級。

在混合組網(wǎng)中，用戶在享用HSDPA帶來高速體驗的同時，還可以通過R99的DCH信道提供語音業(yè)務(wù)，即：在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進行的同時，用戶還可以接聽或撥打電話。但是在單獨組網(wǎng)中，HSDPA網(wǎng)絡(luò)只能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如果需要同時進行語音業(yè)務(wù)，就需要終端具有雙模接收機，即一套接收機接收HSDPA網(wǎng)絡(luò)的信息，另一套接收機監(jiān)測R99網(wǎng)絡(luò)進行語音相關(guān)的業(yè)務(wù)。這樣會增加手持終端的體積，同時也增加終端的成本。

綜上兩點因素，HSDPA與R99混合組網(wǎng)的方案被業(yè)界廣泛采納。

(2)HSUPA

引入HSUPA后，是否還考慮混合組網(wǎng)呢？如果按照HSDPA混合組網(wǎng)的依據(jù)來判斷引入HSUPA后是否應(yīng)該混合組網(wǎng)的話：第一，鑒于當前的試驗環(huán)境/仿真工具等的限制，我們目前無法判斷其效率的高低；第二，混合組網(wǎng)可以提供語音業(yè)務(wù)，因此我們應(yīng)從理論或者從業(yè)務(wù)發(fā)展的角度來探討引入HSUPA后采用混合組網(wǎng)的可能性。

◇商用能力

按照業(yè)界的商用發(fā)展步伐，HSUPA真正實現(xiàn)初步商用至少要到今年年底。這主要是依據(jù)設(shè)備商商用產(chǎn)品的時間表。從系統(tǒng)設(shè)備的角度看，絕大多數(shù)廠商能在今年3季度提供商用產(chǎn)品；終端方面的工作相對滯后，終端方面只有華為提供的E270/E870數(shù)據(jù)卡，而且還處于多方測試階段；芯片方面目前只有高通的MSM7200。

此外，HSUPA的最高速率可達5.76Mbit/s，但要到2008年底才能實現(xiàn)，目前的芯片/終端只能提供1.45Mbit/s左右的峰值速率，因此這種速率不會占用系統(tǒng)過多的資源。

◇商用規(guī)模

HSUPA的引入并沒有帶來如同EV-DORevA的全IP解決方案，它與HSDPA一起并不能提供運營級的VoIP、VT等實時業(yè)務(wù)。HSPA目前的承載對象仍然是QoS無法保證的BE（BestEffort）業(yè)務(wù)，此外，上行的數(shù)據(jù)傳輸需求并不強烈，除了企業(yè)虛擬專網(wǎng)、彩信、移動郵件、在線游戲（對時延要求不高的）等，而且目前的R99上行網(wǎng)絡(luò)基本能解決這些上傳業(yè)務(wù)。據(jù)調(diào)查，在初期運營商在單小區(qū)只會提供3～4種HSUPA業(yè)務(wù)，因此HSUPA的規(guī)模應(yīng)用還需要一定的培育期，初期的規(guī)模不會太大。

綜合以上兩點，引入HSUPA的初期，一是受限于終端的能力，速率不高；二是受限于HSPA的業(yè)務(wù)提供能力，市場的培育需要一定的時期。因此可初步判斷，在HSUPA引入初期，業(yè)務(wù)量并不大，為避免資源的浪費（采用單獨組網(wǎng)時需要雙頻點）建議采用混合組網(wǎng)的方式，這樣既充分利用資源，又可以通過現(xiàn)網(wǎng)的運營摸索探討混合組網(wǎng)的優(yōu)勢及不足。

當然，混合組網(wǎng)需要詳細規(guī)劃，如上行負載、功率/碼字的分配、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移的比例、切換/調(diào)度策略、優(yōu)先級劃分等，以保證原有R99業(yè)務(wù)的容量、覆蓋不受影響。中后期，可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要進行相應(yīng)的調(diào)整。

2.獨立組網(wǎng)

(1)HSDPA

從上面的分析可知，由于效率和業(yè)務(wù)能力，混合組網(wǎng)的方案已得到認可。獨立組網(wǎng)只適用在部分光纖無法到達的地方。如孤立的辦公樓、風景區(qū)可用寬帶接入等作為替代方案。

(2)HSUPA

從理論分析角度看，引入HSUPA后，最好采用獨立組網(wǎng)的方案（HSUPA+HSDPA），這主要出于業(yè)務(wù)發(fā)展/系統(tǒng)復雜度考慮，原因如下。

◇業(yè)務(wù)發(fā)展

眾所周知，全球面臨語音ARPU的集體下滑，數(shù)據(jù)ARPU呈現(xiàn)逐步上漲的趨勢。從未來的3G市場看，語音業(yè)務(wù)對于移動運營商提高收入幫助不大。運營商要想維持用戶的忠誠度、提高網(wǎng)絡(luò)的利用率、增加業(yè)務(wù)的附加值、獲取最大的利潤，就必須提供更多的數(shù)據(jù)多媒體業(yè)務(wù)。這也是運營商部署3G所必須要考慮的問題。HSPA雖然在一定程度上不能提供實時的業(yè)務(wù)，但隨著視頻監(jiān)控、移動辦公（收發(fā)郵件）、即時消息（移動QQ、移動MSN以及時下移動大力推動的飛信業(yè)務(wù)-Fetion）、移動Blog的快速發(fā)展，HSPA將會充分發(fā)揮其高速、高效的優(yōu)勢，給廣大用戶呈現(xiàn)一個五彩紛呈的多媒體世界。

因此，大力發(fā)展HSPA在所難免，蓬勃發(fā)展更是大勢所趨。在后期更改網(wǎng)絡(luò)配置，還不如一上馬就進行單獨組網(wǎng)，避免后期網(wǎng)絡(luò)改造的復雜性。

◇系統(tǒng)復雜度

引入HSDPA就要引入3個新的物理信道（HS-DPCCH、HS-PDSCH和HS-SCCH）、短幀（2ms）、快速重傳+軟合并（HARQ）以及快速調(diào)度等先進技術(shù)，因此給資源（碼字、功率）的合理分配帶來了全新的研究。

引入HSUPA后，上行引入了E-DPCCH（E-DCHDedicatedPhysicalControl Channel）—專用物理控制信道，承載上行信令信息；E-DPDCH（E-DCH Dedicated Physical Data Channel）—專用物理數(shù)據(jù)信道，承載上行數(shù)據(jù)信息。下行引入了E-HICH（E-DCH HARQ Acknowledgement indicator channel）—確認指示信道，承載下行信令信息，如HARQ的ACK/NACK等；E-RGCH（E-DCH Relative Grant Channel）——相關(guān)準予信道，攜帶指示UE的功率上升、保持、下降的指令信息；E-AGCH（E-DCH Absolute Grant Channel）——絕對準予信道，承載資源的分配以及小區(qū)信息等。這些信道的使用會帶來碼字、功率的消耗，如何合理地規(guī)劃碼字、功率的分配是混合組網(wǎng)必需進行詳細研究的問題。

如果混合組網(wǎng)，上行中同時工作的信道由原來的2個（DPCCH、DPDCH）變?yōu)?個（DPCCH、DCDCH、E-DPCCH、E-DPDCH）會導致較高的峰均比，這給上行鏈路預算帶來了新的挑戰(zhàn)。下行中，3個信道的引入至少會占用1個SF=128（分配給E-HICH和E-RGCH）、1個SF=256（分配給E-AGCH）的碼字，占去總碼字數(shù)的1.17%。此外，據(jù)初步研究，下行3個信道在初期靜態(tài)功率分配的方式下，會占用5～10%的下行功率。這對已經(jīng)很匱乏的功率資源是很大的挑戰(zhàn)。

此外，HSUPA采用10ms/2ms兩種幀長、HARQ、軟切換等技術(shù)。如果考慮混合組網(wǎng)，如何結(jié)合HSUPA的特點并保證原R99的業(yè)務(wù)不受影響，我們必須在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計、業(yè)務(wù)配比、資源分配等方向上做深入的探討和研究，這無疑是一項艱巨的工作。

綜上所述，考慮到HSPA的規(guī)模發(fā)展是大勢所趨，HSPA與R99混合組網(wǎng)又存在很多的復雜性，我們可以考慮在HSPA部署的初期就實施獨立組網(wǎng)方案。

3.小結(jié)

上述內(nèi)容僅是理論分析，具體選擇獨立組網(wǎng)還是混合組網(wǎng)，同時又不影響到原有網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及CS域業(yè)務(wù)的覆蓋及容量，還有待試驗進一步驗證。

三、覆蓋

對于新興的移動運營商，一方面要建設(shè)R99/R4網(wǎng)絡(luò)，一方面要引入HSPA。移動網(wǎng)絡(luò)有個重要法則，就是必須全面覆蓋，用戶無論在哪兒都要能享受到同樣的體驗。如果同樣的體驗享受不到，那就會存在問題。

1.分區(qū)域覆蓋

用戶的行為有一個培育期。HSPA商用初期，用戶數(shù)不會很多，用戶量也不會很大。因此HSDPA在初期主要考慮區(qū)域性的覆蓋。

偏僻區(qū)域，如風景區(qū)、孤立辦公樓等。這些區(qū)域，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求量大，但是范圍小，而且主要集中在室內(nèi)。部署HSDPA網(wǎng)絡(luò)時，可考慮在原R99小區(qū)的基礎(chǔ)上疊加HSPA單站點覆蓋的方式。

熱點區(qū)域，如商務(wù)區(qū)、高級住宅區(qū)等。這些區(qū)域，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求量大，但是范圍廣。部署HSDPA網(wǎng)絡(luò)，即在原R99的網(wǎng)絡(luò)上，疊加多個HSPA小區(qū)，建設(shè)區(qū)域性的HSPA面覆蓋網(wǎng)絡(luò)。

在HSPA與R99的共同覆蓋區(qū)內(nèi)，PS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先選擇HSPA網(wǎng)絡(luò)。當PS用戶進入HSPA的覆蓋范圍內(nèi)時，優(yōu)先選擇HSPA小區(qū)，當PS用戶遠離HSPA的覆蓋區(qū)時，為保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，讓用戶切換到R99的信道上使用R99網(wǎng)絡(luò)。當激活集中，同時存在HSPA小區(qū)、R99小區(qū)時，用戶優(yōu)先選擇HSPA小區(qū)。這個策略在一定程度上與HSDPA引入初期的覆蓋策略相似。

2.全部連續(xù)覆蓋

室外全部連續(xù)覆蓋，即提供包括密集城區(qū)、一般城區(qū)等全部重要區(qū)域的HSPA服務(wù)，實現(xiàn)全部城區(qū)區(qū)域的HSPA連續(xù)覆蓋。其中，所有的小區(qū)同時支持HSPA業(yè)務(wù)和R99業(yè)務(wù)，且兩種業(yè)務(wù)的覆蓋范圍相同。對于R99業(yè)務(wù)，小區(qū)滿足CS64kbit/s業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋；而對于HSPA業(yè)務(wù)，運營商可根據(jù)自身需求設(shè)定HSPA小區(qū)的邊緣速率，實現(xiàn)HSPA的全網(wǎng)覆蓋，保證用戶的高速體驗。但這種方式的問題是投資大、浪費資源。

四、業(yè)務(wù)策略

從3GPP標準來看，HSPA承載的重點還是考慮BE（BestEffort）類業(yè)務(wù)，對于流（Streaming）類業(yè)務(wù)，因為存在一定的QoS要求（速率、延時）等，它只作為可選。每個廠商根據(jù)自身對市場的判斷，制訂出的設(shè)備路標存在一定的差異，因此某些廠商支持流業(yè)務(wù)，某些廠商只支持BE業(yè)務(wù)。

總體而言，HSPA支持流業(yè)務(wù)時是否需要網(wǎng)絡(luò)付出比R99DCH承載流業(yè)務(wù)更大的代價，如：下行功率的占用、系統(tǒng)調(diào)度策略的復雜性等，還有待試驗的驗證和業(yè)界的進一步深入研究。

五、總結(jié)

盡管HSUPA的到來給運營商的網(wǎng)絡(luò)演進指明了方向，但是如何部署HSPA網(wǎng)絡(luò)，如何制定出合理的運營模式，還有待試驗的進一步驗證，也有待業(yè)界的進一步努力。