HSPA组网及商用策略讨论

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HSPA应用现状
　　据GSA统计，截至今年7月30日，全球已有178个运营商计划在80个国家（美洲11个，欧洲40个，中东/非洲14个，其他地区15个）开展HSDPA商用，其中128个网络在63个国家已经商用。在这128个已经商用的网络中，有66个网络可支持单用户3.6Mbit/s的峰值速率，满足用户的高速体验。此外，在这128个网络中也同时存在71个商用的EDGE网络，主要是为满足业务连续覆盖的要求。
　　就HSUPA而言，对于实时业务如VoIP等，HSPA技术目前并不能提供较CS话音更高的效率，同时也不能保证用户的通话质量，对于其他上行的应用目前需求并不明确，因此HSUPA的发展相对HSDPA来说并不受到厂家/运营商的大力支持。截至今年7月底，全球有27个运营商计划部署HSUPA，共有24个HSUPA试商用网，其中3个已经商用。
HSPA组网建议
　　正如前面提到，HSUPA与HSDPA是互为上下增强的技术，因此在组网中，为避免复杂性以及资源的合理利用，HSUPA与HSDPA在网络中不会分开应用，因此运营商引入HSUPA后的组网可分为两种情况，即单独组网（HSPA=HSDPA+HSUPA），混合组网（HSPA+R99）。下面就这两种组网的模式及存在的问题进行详述。
　　1．混合组网
　　（1）HSDPA
　　HSDPA经过近两年的研究和探索，其混合组网的模式基本得到业界的认可，这主要在于HSDPA资源利用率高、提供并发业务两方面。
　　R99采用快速功控，为保证系统的稳定性，一般来讲下行负载设计在75%左右，即预留25%的空间作为功率调整的余量。HSDPA采用全功率发射，同时它只用R99剩余功率，这样可将下行负载提升到90%（部分厂家提到100%），因此混合组网方案基于HSDPA充分利用R99剩余功率的特性，取得了较R99单独组网更高的效率。当然众多试验数据也表明混合组网的效率要高于单独组网。
　　运营商采用混合组网方案时，在用户享用HSDPA带来的高速体验时，还可以同时通过R99的DCH信道提供语音业务，即在数据业务进行中可以让用户接听或拨打电话。但是单独组网时，HSDPA网络下只能提供数据业务，如果需要同时提供语音，需要终端具有双接收机，即一套接收机接收HSDPA网络的信息，另一套接收机监测R99网络，进行语音相关的业务。但这样会增加手持终端体积，同时增加终端成本。
　　综上两点因素，HSDPA与R99采用混合组网的方案被业界广泛采纳。
　　（2）HSUPA
　　当引入HSUPA后，是否还考虑混合组网呢？如果按照HSDPA混合组网的依据来判断引入HSUPA后运营商是否应该混合组网的话，鉴于当前的试验环境/仿真工具等的限制，效率高低我们目前无法判断，而且混合组网可以提供话音业务。因此，这里我们从理论或者从业务发展的角度来探讨引入HSUPA后运营商采用混合组网的可能性。
　　按照业界的商用发展步伐，HSUPA业务真正能实现初步商用至少要到今年年底，这主要是依据设备商商用产品的时间表。从系统设备的角度，绝大多数厂商能在今年第三季度提供商用产品，但终端方面的工作相对滞后，芯片方面目前只有高通MSM7200，终端上只有华为提供的E270/E870数据卡，而且还处于多方测试阶段。此外，HSUPA最大能力虽然可达5.76Mbit/s，但要到2008年底才能实现，目前的芯片/终端只能提供1.45Mbit/s左右的峰值速率，因此这种速率不会占用系统过多的资源。
　　由于HSUPA的引入并没有带来如同EV-DORevA的全IP解决方案，它与HSDPA一起并不能提供运营级的VoIP、VT等实时业务，HSPA目前的承载对象仍然是QoS无法保证的BE（BestEffort）业务。此外，除了企业虚拟专网、彩信、移动邮件、在线游戏（对时延要求不高的）等，用户的上行数据传输需求并不强烈，而且这些上传业务利用目前的R99上行网络也基本能够解决。据调查，部分运营商在HSUPA运营初期单小区只会提供3～4个HSUPA业务，因此HSUPA的规模应用还需要一定的培育期，初期的规模不会太大。
　　综上两点，运营商引入HSUPA的初期，一是受限于终端的能力，传输速率不高；二是受限于HSPA业务提供能力，市场的培育需要一定的时期。在HSUPA引入初期，为避免资源的浪费（采用单独组网时需要双频点），建议运营商采用混合组网的方式，这样既充分利用资源，又可以通过现网的运营摸索探讨混合组网的优势及不足。
　　当然混合组网中，运营商需要详细规划，如上行负载、功率/码字的分配、数据业务转移的比例、切换/调度策略、优先级划分等，以保证原有R99业务的容量、覆盖不受影响，中后期时可根据业务发展的需要进行相应的调整。
　　2．独立组网
　　从上面的分析可知，由于效率、业务能力的问题，HSDPA混合组网的方案已得到认可，独立组网适用于部分光纤无法到达的孤立的办公楼、风景区作为宽带接入ADSL等的替代方案，当然这种情况不多。从理论分析的角度，引入HSUPA后，运营商最好采用独立组网的方案（HSUPA+HSDPA），这主要出于业务发展/系统复杂度的考虑。
　　HSPA虽然一定程度上不能提供实时的业务，但随着视频监控、移动办公（收发邮件）、即时消息（移动QQ、移动MSN以及时下移动大力推动的飞信业务等）、移动blog的快速发展，HSPA将会充分发挥其高速、高效的优势。可见HSPA的大力发展在所难免，蓬勃发展更是大势所趋。因此运营商与其在后期更改网络配置，还不如一上马就进行单独组网，避免后期网络改造的复杂性。
　　在系统复杂度方面，HSDPA引入了三个新的物理信道HS-DPCCH、HS-PDSCH、HS-SCCH以及短帧（2ms）、快速重传+软合并（HARQ）、快速调度等先进技术，因此对资源（码字、功率）的合理分配带来了全新的研究。
传输系统引入HSUPA后，上行传输通道引入了E-DPCCH专用物理控制信道，承载上行信令信息；E-DPDCH专用物理数据信道，承载上行数据信息；下行传输通道引入了E-HICH确认指示信道，承载下行信令信息，如HARQ的ACK/NACK等；E-RGCH相关准予信道，携带指示UE的功率上升、保持、下降的指令信息；E-AGCH绝对准予信道，承载资源的分配以及小区信息等。这些信道的使用会带来码字、功率的消耗，如何合理规划码字、功率的分配是运营商利用HSPA组网必须详细研究的问题。
　　如果混合组网，上行传输通道中同时工作的信道由原来的2个（DPCCH、DPDCH）变为4个（DPCCH、DCDCH、E-DPCCH、E-DPDCH），会导致较高的峰均比，因此这给上行链路预算带来新的挑战。下行传输通道中，三个信道的引入至少会占用一个SF=128（分配给E-HICH和E-RGCH），一个SF=256（分配给E-AGCH）的码字，占去总码字数的1.17%。此外，据初步研究，下行3信道在初期静态功率分配的方式下，会占用5～10%的下行功率，这对已经很匮乏的功率资源是很大的挑战。
　　此外，HSUPA采用10ms/2ms两种帧长、HARQ、软切换等技术，因此运营商如果考虑混合组网，既要结合HSUPA的特点，又要保证原R99的业务不受影响，运营商必须在网络参数设计、业务配比、资源分配等方向上做深入的探讨和研究，这无疑是一项艰巨的工作。
　　综上所述，考虑到HSPA的规模发展是大势所趋，HSPA与R99混合组网又存在很多的复杂性。
网络覆盖
　　新兴的移动运营商一方面要建设R99/R4网络，同时要引入HSPA，这给网络覆盖带来了挑战。移动网络有个重要法则，就是必须全覆盖，用户无论在哪，都要能享受同样的体验。
　　1．热点区域覆盖
　　用户的行为有一个培育期，HSPA商用初期，用户数不会很多，用户量也不会很大。因此运营商在HSDPA商用初期主要考虑区域性覆盖。
　　一些区域如风景区、孤立办公楼等，数据业务需求量大但是范围小，而且主要集中在室内，运营商部署HSDPA网络时，可考虑在原R99小区的基础上叠加HSPA单站点。
　　热点区域如商务区、高级住宅区等，数据业务需求量大但是范围广，运营商部署HSDPA网络可以在原R99的网络上，叠加多个HSPA小区，建设区域性的HSPA覆盖网络。
　　在HSPA与R99的共同覆盖区内，PS数据业务优先选择HSPA网络。当PS用户进入HSPA的覆盖范围内时，优先选择HSPA小区，当PS用户远离HSPA的覆盖区时，为保证业务的连续性，让用户切换到R99的信道上，使用R99网络。当激活集中同时存在HSPA小区、R99小区时，用户优先选择HSPA小区。这样，用户才能感受到高速移动服务。
　　这个策略一定程度上与HSDPA引入初期的覆盖策略相似。
　　2．全部连续覆盖
　　室外全部连续覆盖，即运营商在密集城区、一般城区等全部区域提供HSPA服务，实现全部城区的HSPA连续覆盖，这要求所有的小区同时支持HSPA业务和R99业务，且两种业务的覆盖范围相同。对于R99业务，小区满足CS64k业务的连续覆盖；而对于HSPA业务，运营商可根据自身需求设定HSPA小区的边缘速率，实现HSPA的全网覆盖，保证用户的高速体验。但这种方式的问题是投资大、浪费资源。
业务策略
　　从3GPP标准来看，HSPA承载的重点还是在BE（BestEffort）类业务上，流媒体类业务存在一定的QoS要求（速率、延时）等，只作为可选项。每个厂商根据自身对市场的判断，制订出的设备指标存在一定的差异，因此某些厂商的方案支持流媒体业务，某些厂商的方案只支持BE业务。
　　总体而言，HSPA支持流媒体业务时是否需要网络付出比R99DCH承载流业务更大的代价，如下行功率的占用、系统调度策略的复杂性等，还有待试验和业界进一步深入研究。
　　尽管HSUPA的到来给运营商网络演进指明方向，但是如何部署HSPA网络，如何制定出合理的运营模式，还要进一步验证，也有待业界进一步努力。