HSDPA仿真技術(shù)淺析

仿真技術(shù)是移動(dòng)通信系統(tǒng)性能驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工具的重要手段，通過(guò)采用仿真技術(shù)模擬系統(tǒng)工作過(guò)程，能得到更加精確的系統(tǒng)容量覆蓋分析結(jié)果，輸出運(yùn)營(yíng)商所關(guān)注的各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。同樣，在HSDPA的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，仿真技術(shù)也對(duì)理論分析和工程實(shí)踐具有指導(dǎo)作用。針對(duì)HSDPA仿真，典型指標(biāo)包括：小區(qū)吞吐率、邊緣速率、用戶速率以及覆蓋率等，通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析可以合理估計(jì)HSDPA網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和投資規(guī)模，指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商在容量、覆蓋、服務(wù)質(zhì)量三者間尋求最佳點(diǎn)。

中興通訊在3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)仿真中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于HSDPA網(wǎng)絡(luò)仿真也進(jìn)行了深入的研究，形成了一套行之有效的網(wǎng)絡(luò)仿真規(guī)范和方法。中興通訊本著精益求精的態(tài)度，在實(shí)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(luò)規(guī)劃提供全面技術(shù)支持的能力。

本文以中興通訊在HSDPA網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以業(yè)界權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件AircomEnterprise為例，介紹HSDPA仿真技術(shù)。本文側(cè)重于分析HSDPA仿真與R99仿真的不同點(diǎn)，如HSDPA的仿真參數(shù)設(shè)置及仿真結(jié)果分析等。考慮到建網(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(duì)HSDPA仿真，仿真平臺(tái)首先會(huì)考慮小區(qū)的下行總發(fā)射功率，然后再計(jì)算在每個(gè)格點(diǎn)上的HSDPA用戶能夠?qū)嶋H獲得的SNIR（信號(hào)對(duì)噪聲加干擾功率比）。當(dāng)HSDPA用戶在某一格點(diǎn)上嘗試發(fā)起呼叫時(shí)，首先計(jì)算當(dāng)前格點(diǎn)上能夠?qū)嶋H獲得的SNIR值，然后與所有承載的目標(biāo)SNIR按照優(yōu)先級(jí)別逐個(gè)進(jìn)行比較，一旦實(shí)際SNIR超過(guò)業(yè)務(wù)所支持的某一個(gè)承載的SNIR目標(biāo)值，即認(rèn)為能夠被成功接入，從而HSDPA業(yè)務(wù)就建立在了這個(gè)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(píng)估業(yè)務(wù)信道的接收能力，Eb/No是R99中非常關(guān)鍵的指標(biāo)之一，在鏈路預(yù)算中直接決定了接收機(jī)的靈敏度。而在HSDPA系統(tǒng)中，采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)是Es/No（每符號(hào)能量與噪聲之比），也就是我們所說(shuō)的SNIR。 AIRCOMEnterprise軟件中承載都是以Eb/No作為接入指標(biāo)的，所以當(dāng)進(jìn)行HSDPA仿真時(shí)，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(guān)系如下：

其中M表示一個(gè)空中符號(hào)代表的比特?cái)?shù)，當(dāng)調(diào)制方式為QPSK時(shí)M＝2，為16QAM時(shí)M＝4；Ncodes則表示該承載使用的碼的個(gè)數(shù)。

三、HSDPA規(guī)劃

采用仿真平臺(tái)進(jìn)行仿真之前，要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)規(guī)劃。與R99一樣，HSDPA網(wǎng)絡(luò)預(yù)規(guī)劃包括建立業(yè)務(wù)、鏈路預(yù)算以及容量估算等。

1.業(yè)務(wù)模型

HSDPA業(yè)務(wù)模型的計(jì)算中，不再沿用R99中的erl概念，而是直接統(tǒng)計(jì)出HSDPA業(yè)務(wù)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(wù)一般是通過(guò)PS64K實(shí)現(xiàn)的，所以在計(jì)算上行PS64K承載的總吞吐率時(shí)，應(yīng)是R99數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和HSDPA業(yè)務(wù)的上行流量之和。R99部分則仍要把各種業(yè)務(wù)模型數(shù)據(jù)歸整成每種業(yè)務(wù)的上下行erl，以便用campbell方法進(jìn)行容量估算。

2.鏈路預(yù)算

HSDPA的鏈路預(yù)算主要考慮下行鏈路預(yù)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(shí)際的用戶數(shù)據(jù)，其擴(kuò)頻碼為 SF16，UE可占用多個(gè)HS-PDSCH碼道，并可根據(jù)實(shí)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(méi)有固定的下行服務(wù)速率，因而在仿真之前的鏈路預(yù)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(wù)速率需求，即小區(qū)邊緣速率，進(jìn)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(yù)算過(guò)程獲得最后結(jié)果。如果已知需要達(dá)到的邊緣覆蓋距離，可以反推能夠達(dá)到的下行信噪比值，進(jìn)而可以獲得能夠達(dá)到的HSDPA邊緣速率。如圖1所示。

圖1 HSDPA下行鏈路預(yù)算流程圖

需要注意的是，HSDPA因?yàn)椴恢С周浨袚Q和快速功控，故HSDPA鏈路預(yù)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(guān)鍵點(diǎn)在于應(yīng)該預(yù)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(jì)算，便可得出滿足容量所需的基站數(shù)。結(jié)合鏈路預(yù)算和容量估算，可知實(shí)際所需的基站半徑和基站數(shù)，從而得到預(yù)規(guī)劃組網(wǎng)方案。