TD HSDPA空分復用應用對設備配置的影響

隨著數據用戶的不斷增加及對于高速數據業務的需求日益強烈，TD-SCDMA系統的吞吐量和頻譜效率有可能成為制約數據業務深度開展的瓶頸。HSDPA空分復用正是為了解決這個問題，在基本不改變網絡設置的情況下，通過軟件升級實現碼道復用，達到大幅度提高TD-SCDMA系統數據吞吐量和頻譜效率的效果。本文簡要論述了空分復用原理，分析了HSDPA空分復用應用對設備配置的影響，提出空分復用的使用場景及建議。

TD-SCDMA（時分同步碼分多址，以下簡稱TD）屬于碼道受限系統，系統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系統的吞吐量和頻譜利用率的關鍵。隨著數據用戶的不斷增加以及對于高速數據業務的需求日益強烈，HSDPA的容量有可能成為制約數據業務深度開展的瓶頸。目前TD系統大規模使用的B頻段頻點有9個(15M帶寬)，一般室外6個頻點，室內3個頻點，由于載頻數量少而導致的容量受限矛盾將會比較突出。

HSDPA空分復用正是為了解決這個問題，在無需增加載頻資源、無需修改用戶終端、無需調整網絡規劃、無需改變TD空口技術的情況下，利用智能天線的空間隔離或室內小區多通道間的樓層隔離來實現碼道復用，達到大幅度提高TD頻譜利用率和系統數據吞吐量的效果。

HSDPA空分復用原理

空分復用技術是利用不同用戶空間分割構成不同的通道，空間隔離的用戶使用相同的物理資源，實現物理資源的復用。空分復用技術在TD應用，可以復用頻率、時隙和碼道資源，提高系統容量。

HSDPA空分復用技術原理上可同時應用于室內室外環境，兩種不同的應用場景其原理有所區別。

室外場景

在室外宏蜂窩覆蓋情況下，利用智能天線的波束賦形功能，在不同用戶間形成的空間隔離基礎上，使用HSDPA空分復用算法，實現了用戶間無線資源的重用，進而提升用戶吞吐量（如圖1所示）。用戶的隔離度主要是通過DOA的測量或上行EBB權值相關性來進行空分判斷。

圖1室外HSDPA空分復用技術原理圖

理論上當兩個用戶的DOA的來波方向偏離大于隔離度或EBB的相關性小于隔離度時，可以對這兩個用戶進行空分。但實際上由于室外實際環境的復雜性、波瓣旁瓣干擾，DOA/EBB估計精度以及信道快速變化等原因，很容易導致錯誤的觸發空分，所以一般來說室外使用空分復用的效果不是十分理想。

室內覆蓋

在室內覆蓋情況下，利用室內樓板、墻體構成用戶間天然的隔離，使用HSDPA空分復用算法和多通道室內覆蓋技術，根據用戶在不同通道上的功率電平值，計算用戶間的隔離度，選擇隔離度足夠大的用戶進行無線時隙、碼道的資源復用，從而提高HSDPA小區總吞吐量，如圖2所示。

圖2室內HSDPA空分復用技術原理圖

HSDPA空分復用技術應用條件是同小區多通道，即進行空分復用的用戶必須處于同一小區的不同通道覆蓋下，而且用戶間有較好的隔離度。

在實際室內覆蓋的規劃過程中，應根據室內空分復用技術的應用條件和業務量分布，在必要的情況下，調整小區和通道的分布。在空間上相互隔離的區域，在保障業務量的情況下，應盡量配置在一個小區，并由多個通道進行覆蓋。

相比在室外HSDPA空分復用技術，在室內應用效果更好，可以更好地滿足企業和家庭移動數據用戶對室內吞吐量的要求。

HSDPA空分復用技術對設備配置的影響

對基站硬件的影響

目前各個系統廠商的設備均可以通過軟件升級支持空分復用，在2倍速空分復用的情況下基帶處理板的載頻處理能力不受影響。

根據理論推算和實際測試，在基站滿負荷工作時，不開啟TDHSDPA空分復用技術時BBU處理器的峰值負荷約50%～60％左右。開啟TDHSDPA空分復用技術后，BBU處理器的峰值負荷將達到70%。根據系統廠商提供性能指標和實際測試，加載TDHSDPA空分復用功能不會對原有系統性能產生直接影響。基站設備的處理能力能夠滿足TDHSDPA空分復用技術的應用要求，不需要對基站進行基帶處理板擴容。

對傳輸的影響

HSDPA空分復用技術提高了HSDPA小區吞吐量，在開啟2倍速空分復用的情況下，單小區HSDPA理論峰值速率會增加一倍，這會導致NodeB至RNC間的Iub接口帶寬增加，而Iub帶寬增加就會導致需要的E1數目增加，因此在開啟空分復用后，要根據實際需求核算NodeB設備是否增加傳輸接口板卡，同樣RNC側由于空分復用增加了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。

以典型室內覆蓋站型O3為例，如時隙配比2:4，配置兩個HSDPA載波，每HSDPA載波配置3個HSDPA業務時隙,基站負荷按照70%考慮，則不開啟空分復用需要3個E1，開啟2倍速空分復用功能后需要5個E1，增加2個E1。

HSDPA空分復用技術應用建議

總體來說，HSDPA空分復用主要應用在室內環境中，要求室內分布系統單個小區有一個多通道RRU或2個以上單通道RRU，且多個通道之間的隔離度至少應達到12dB～15dB，各具體應用場景建議如下。

室外場景

對于室外情況，在采用智能天線的情況下，理論分析認為通過空分復用可以獲得一定的增益。但由于站點周圍的環境復雜，用戶的位置分布隨機性強且用戶的移動性大，隔離度不好保證，同時空間處理及干擾抑制的算法復雜度很高，目前還處于研究階段。所以現階段密集市區和一般市區的室外基站都不建議使用空分復用。

商務寫字樓

該類建筑多為全鋼或鋼筋混凝土結構外加玻璃幕墻，樓層內的墻壁多采用復合吸音材料，穿透損耗較小，樓層間隔離度高。該環境下高端用戶比重較大，用戶對數據業務有較大需求，用戶一般均勻分布在不同樓層。