HSDPA仿真技術淺析

仿真技術是移動通信系統(tǒng)性能驗證和實現(xiàn)設計工具的重要手段，通過采用仿真技術模擬系統(tǒng)工作過程，能得到更加精確的系統(tǒng)容量覆蓋分析結(jié)果，輸出運營商所關注的各項網(wǎng)絡性能指標。同樣，在HSDPA的網(wǎng)絡規(guī)劃中，仿真技術也對理論分析和工程實踐具有指導作用。針對HSDPA仿真，典型指標包括：小區(qū)吞吐率、邊緣速率、用戶速率以及覆蓋率等，通過對仿真結(jié)果進行分析可以合理估計HSDPA網(wǎng)絡規(guī)模和投資規(guī)模，指導運營商在容量、覆蓋、服務質(zhì)量三者間尋求最佳點。

中興通訊在3G無線網(wǎng)絡仿真中積累了豐富的經(jīng)驗，對于HSDPA網(wǎng)絡仿真也進行了深入的研究，形成了一套行之有效的網(wǎng)絡仿真規(guī)范和方法。中興通訊本著精益求精的態(tài)度，在實踐中不斷探索、總結(jié)、提高，真正具備了為優(yōu)質(zhì)HSDPA網(wǎng)絡規(guī)劃提供全面技術支持的能力。

本文以中興通訊在HSDPA網(wǎng)絡仿真實踐中積累的經(jīng)驗為基礎，以業(yè)界權(quán)威的網(wǎng)絡規(guī)劃軟件AircomEnterprise為例，介紹HSDPA仿真技術。本文側(cè)重于分析HSDPA仿真與R99仿真的不同點，如HSDPA的仿真參數(shù)設置及仿真結(jié)果分析等?？紤]到建網(wǎng)初期都是R99和HSDPA共載頻的，所 以本文HSDPA仿真介紹均以R99和HSDPA共載頻混合組網(wǎng)為例。

二、HSDPA仿真原理

針對HSDPA仿真，仿真平臺首先會考慮小區(qū)的下行總發(fā)射功率，然后再計算在每個格點上的HSDPA用戶能夠?qū)嶋H獲得的SNIR（信號對噪聲加干擾功率比）。當HSDPA用戶在某一格點上嘗試發(fā)起呼叫時，首先計算當前格點上能夠?qū)嶋H獲得的SNIR值，然后與所有承載的目標SNIR按照優(yōu)先級別逐個進行比較，一旦實際SNIR超過業(yè)務所支持的某一個承載的SNIR目標值，即認為能夠被成功接入，從而HSDPA業(yè)務就建立在了這個承載上。

在R99系統(tǒng)中，采用Eb/No（每比特能量與噪聲功率密度之比）評估業(yè)務信道的接收能力，Eb/No是R99中非常關鍵的指標之一，在鏈路預算中直接決定了接收機的靈敏度。而在HSDPA系統(tǒng)中，采用的評價指標是Es/No（每符號能量與噪聲之比），也就是我們所說的SNIR。 AIRCOMEnterprise軟件中承載都是以Eb/No作為接入指標的，所以當進行HSDPA仿真時，就有必要將SNIR（Es/No）轉(zhuǎn)換為 Eb/No。

SNIR與Eb/No是成正比的，其換算關系如下：

其中M表示一個空中符號代表的比特數(shù)，當調(diào)制方式為QPSK時M＝2，為16QAM時M＝4；Ncodes則表示該承載使用的碼的個數(shù)。

三、HSDPA規(guī)劃

采用仿真平臺進行仿真之前，要對網(wǎng)絡進行預規(guī)劃。與R99一樣，HSDPA網(wǎng)絡預規(guī)劃包括建立業(yè)務、鏈路預算以及容量估算等。

1.業(yè)務模型

HSDPA業(yè)務模型的計算中，不再沿用R99中的erl概念，而是直接統(tǒng)計出HSDPA業(yè)務的下行總數(shù)據(jù)吞吐率，并由此決定HSDPA功率分配的額度。要注意的是，HSDPA的上行業(yè)務一般是通過PS64K實現(xiàn)的，所以在計算上行PS64K承載的總吞吐率時，應是R99數(shù)據(jù)業(yè)務和HSDPA業(yè)務的上行流量之和。R99部分則仍要把各種業(yè)務模型數(shù)據(jù)歸整成每種業(yè)務的上下行erl，以便用campbell方法進行容量估算。

2.鏈路預算

HSDPA的鏈路預算主要考慮下行鏈路預算。

HSDPA引入了HS-PDSCH信道，即下行物理信道，它的引入是為了承載傳輸信道HS-DSCH，也就是承載實際的用戶數(shù)據(jù)，其擴頻碼為 SF16，UE可占用多個HS-PDSCH碼道，并可根據(jù)實際信道條件選擇不同的調(diào)制方式和編碼方式，可承載不同大小的傳輸塊。也正因如此，HSDPA沒有固定的下行服務速率，因而在仿真之前的鏈路預算中需要首先確定被規(guī)劃區(qū)域的小區(qū)邊緣的用戶服務速率需求，即小區(qū)邊緣速率，進而確定HSDPA下行信噪比（Es/No）取值，隨后按照與R99類似的鏈路預算過程獲得最后結(jié)果。如果已知需要達到的邊緣覆蓋距離，可以反推能夠達到的下行信噪比值，進而可以獲得能夠達到的HSDPA邊緣速率。如圖1所示。

圖1 HSDPA下行鏈路預算流程圖

需要注意的是，HSDPA因為不支持軟切換和快速功控，故HSDPA鏈路預算中的軟切換增益和功控余量均為0。

3.容量估算

容量估算的關鍵點在于應該預留多少功率資源給HSDPA。在建網(wǎng)初期，中興通訊建議分配30%的功率給HSDPA。除去公共信道功率和HSDPA功率后，剩余功率用于R99下行容量的計算，便可得出滿足容量所需的基站數(shù)。結(jié)合鏈路預算和容量估算，可知實際所需的基站半徑和基站數(shù)，從而得到預規(guī)劃組網(wǎng)方案。