隨著數(shù)據(jù)用戶(hù)的不斷增加及對(duì)于高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求日益強(qiáng)烈，TD-SCDMA系統(tǒng)的吞吐量和頻譜效率有可能成為制約數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)深度開(kāi)展的瓶頸。HSDPA" title="HSDPA">HSDPA空分復(fù)用正是為了解決這個(gè)問(wèn)題，在基本不改變網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的情況下，通過(guò)軟件升級(jí)實(shí)現(xiàn)碼道復(fù)用，達(dá)到大幅度提高TD-SCDMA系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐量和頻譜效率的效果。本文簡(jiǎn)要論述了空分復(fù)用原理，分析了HSDPA空分復(fù)用應(yīng)用對(duì)設(shè)備配置的影響，提出空分復(fù)用的使用場(chǎng)景及建議。
TD-SCDMA（時(shí)分同步碼分多址，以下簡(jiǎn)稱(chēng)TD）屬于碼道受限系統(tǒng)，系統(tǒng)的吞吐量和頻譜效率受限于碼道，提高碼道的利用效率是提升TD系統(tǒng)的吞吐量和頻譜利用率的關(guān)鍵。隨著數(shù)據(jù)用戶(hù)的不斷增加以及對(duì)于高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求日益強(qiáng)烈，HSDPA的容量有可能成為制約數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)深度開(kāi)展的瓶頸。目前TD系統(tǒng)大規(guī)模使用的B頻段頻點(diǎn)有9個(gè)(15M帶寬)，一般室外6個(gè)頻點(diǎn)，室內(nèi)3個(gè)頻點(diǎn)，由于載頻數(shù)量少而導(dǎo)致的容量受限矛盾將會(huì)比較突出。
HSDPA空分復(fù)用正是為了解決這個(gè)問(wèn)題，在無(wú)需增加載頻資源、無(wú)需修改用戶(hù)終端、無(wú)需調(diào)整網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、無(wú)需改變TD空口技術(shù)的情況下，利用智能天線的空間隔離或室內(nèi)小區(qū)多通道間的樓層隔離來(lái)實(shí)現(xiàn)碼道復(fù)用，達(dá)到大幅度提高TD頻譜利用率和系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐量的效果。
HSDPA空分復(fù)用原理
空分復(fù)用技術(shù)是利用不同用戶(hù)空間分割構(gòu)成不同的通道，空間隔離的用戶(hù)使用相同的物理資源，實(shí)現(xiàn)物理資源的復(fù)用。空分復(fù)用技術(shù)在TD應(yīng)用，可以復(fù)用頻率、時(shí)隙和碼道資源，提高系統(tǒng)容量。
HSDPA空分復(fù)用技術(shù)原理上可同時(shí)應(yīng)用于室內(nèi)室外環(huán)境，兩種不同的應(yīng)用場(chǎng)景其原理有所區(qū)別。
室外場(chǎng)景
在室外宏蜂窩覆蓋情況下，利用智能天線的波束賦形功能，在不同用戶(hù)間形成的空間隔離基礎(chǔ)上，使用HSDPA空分復(fù)用算法，實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)間無(wú)線資源的重用，進(jìn)而提升用戶(hù)吞吐量（如圖1所示）。用戶(hù)的隔離度主要是通過(guò)DOA的測(cè)量或上行EBB權(quán)值相關(guān)性來(lái)進(jìn)行空分判斷。
圖1室外HSDPA空分復(fù)用技術(shù)原理圖
理論上當(dāng)兩個(gè)用戶(hù)的DOA的來(lái)波方向偏離大于隔離度或EBB的相關(guān)性小于隔離度時(shí)，可以對(duì)這兩個(gè)用戶(hù)進(jìn)行空分。但實(shí)際上由于室外實(shí)際環(huán)境的復(fù)雜性、波瓣旁瓣干擾，DOA/EBB估計(jì)精度以及信道快速變化等原因，很容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的觸發(fā)空分，所以一般來(lái)說(shuō)室外使用空分復(fù)用的效果不是十分理想。
室內(nèi)覆蓋
在室內(nèi)覆蓋情況下，利用室內(nèi)樓板、墻體構(gòu)成用戶(hù)間天然的隔離，使用HSDPA空分復(fù)用算法和多通道室內(nèi)覆蓋技術(shù)，根據(jù)用戶(hù)在不同通道上的功率電平值，計(jì)算用戶(hù)間的隔離度，選擇隔離度足夠大的用戶(hù)進(jìn)行無(wú)線時(shí)隙、碼道的資源復(fù)用，從而提高HSDPA小區(qū)總吞吐量，如圖2所示。
圖2室內(nèi)HSDPA空分復(fù)用技術(shù)原理圖
HSDPA空分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用條件是同小區(qū)多通道，即進(jìn)行空分復(fù)用的用戶(hù)必須處于同一小區(qū)的不同通道覆蓋下，而且用戶(hù)間有較好的隔離度。
在實(shí)際室內(nèi)覆蓋的規(guī)劃過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)室內(nèi)空分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用條件和業(yè)務(wù)量分布，在必要的情況下，調(diào)整小區(qū)和通道的分布。在空間上相互隔離的區(qū)域，在保障業(yè)務(wù)量的情況下，應(yīng)盡量配置在一個(gè)小區(qū)，并由多個(gè)通道進(jìn)行覆蓋。
相比在室外HSDPA空分復(fù)用技術(shù)，在室內(nèi)應(yīng)用效果更好，可以更好地滿(mǎn)足企業(yè)和家庭移動(dòng)數(shù)據(jù)用戶(hù)對(duì)室內(nèi)吞吐量的要求。
HSDPA空分復(fù)用技術(shù)對(duì)設(shè)備配置的影響
對(duì)基站硬件的影響
目前各個(gè)系統(tǒng)廠商的設(shè)備均可以通過(guò)軟件升級(jí)支持空分復(fù)用，在2倍速空分復(fù)用的情況下基帶處理板的載頻處理能力不受影響。
根據(jù)理論推算和實(shí)際測(cè)試，在基站滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)，不開(kāi)啟TDHSDPA空分復(fù)用技術(shù)時(shí)BBU處理器的峰值負(fù)荷約50%～60％左右。開(kāi)啟TDHSDPA空分復(fù)用技術(shù)后，BBU處理器的峰值負(fù)荷將達(dá)到70%。根據(jù)系統(tǒng)廠商提供性能指標(biāo)和實(shí)際測(cè)試，加載TDHSDPA空分復(fù)用功能不會(huì)對(duì)原有系統(tǒng)性能產(chǎn)生直接影響。基站設(shè)備的處理能力能夠滿(mǎn)足TDHSDPA空分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用要求，不需要對(duì)基站進(jìn)行基帶處理板擴(kuò)容。
對(duì)傳輸?shù)挠绊?br />
HSDPA空分復(fù)用技術(shù)提高了HSDPA小區(qū)吞吐量，在開(kāi)啟2倍速空分復(fù)用的情況下，單小區(qū)HSDPA理論峰值速率會(huì)增加一倍，這會(huì)導(dǎo)致NodeB至RNC間的Iub接口帶寬增加，而Iub帶寬增加就會(huì)導(dǎo)致需要的E1數(shù)目增加，因此在開(kāi)啟空分復(fù)用后，要根據(jù)實(shí)際需求核算NodeB設(shè)備是否增加傳輸接口板卡，同樣RNC側(cè)由于空分復(fù)用增加了Iub口的傳輸帶寬需求，因此也需要考慮是否需要增加Iub傳輸接口板卡。
以典型室內(nèi)覆蓋站型O3為例，如時(shí)隙配比2:4，配置兩個(gè)HSDPA載波，每HSDPA載波配置3個(gè)HSDPA業(yè)務(wù)時(shí)隙,基站負(fù)荷按照70%考慮，則不開(kāi)啟空分復(fù)用需要3個(gè)E1，開(kāi)啟2倍速空分復(fù)用功能后需要5個(gè)E1，增加2個(gè)E1。
HSDPA空分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用建議
總體來(lái)說(shuō)，HSDPA空分復(fù)用主要應(yīng)用在室內(nèi)環(huán)境中，要求室內(nèi)分布系統(tǒng)單個(gè)小區(qū)有一個(gè)多通道RRU或2個(gè)以上單通道RRU，且多個(gè)通道之間的隔離度至少應(yīng)達(dá)到12dB～15dB，各具體應(yīng)用場(chǎng)景建議如下。
室外場(chǎng)景
對(duì)于室外情況，在采用智能天線的情況下，理論分析認(rèn)為通過(guò)空分復(fù)用可以獲得一定的增益。但由于站點(diǎn)周?chē)沫h(huán)境復(fù)雜，用戶(hù)的位置分布隨機(jī)性強(qiáng)且用戶(hù)的移動(dòng)性大，隔離度不好保證，同時(shí)空間處理及干擾抑制的算法復(fù)雜度很高，目前還處于研究階段。所以現(xiàn)階段密集市區(qū)和一般市區(qū)的室外基站都不建議使用空分復(fù)用。
商務(wù)寫(xiě)字樓
該類(lèi)建筑多為全鋼或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外加玻璃幕墻，樓層內(nèi)的墻壁多采用復(fù)合吸音材料，穿透損耗較小，樓層間隔離度高。該環(huán)境下高端用戶(hù)比重較大，用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有較大需求，用戶(hù)一般均勻分布在不同樓層。
