HSPA建网及商用策略

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一、应用现状
   
　　1.HSDPA

　　HSDPA经过近一年半（自2005年底至今）的商用探索，目前已进入蓬勃发展期，也可称为高速增长期，这极大地缩短了试商用到大规模商用的周期，当然这也给3G通信行业带来了极大的信心和希望，同时也鼓舞了WCDMA阵营的信心。
　　据GSA统计，截至2007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，15个）开展HSDPA商用，其中128个网络在63个国家已经得到商用。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。
　　2.HSUPA
　　HSUPA对实时业务（如VoIP）目前不能提供较CS语音更高的效率，同时也不能保证用户感受，因此HSUPA的发展相对HSDPA而言，并未受到厂家和运营商的大力支持。
　　HSUPA的发展分为两个阶段，第一阶段峰值速率为1.45Mbit/s，第二阶段峰值速率为5.76Mbit/s。根据调查，截至2007年7月30日，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个已经得到商用。
二、组网
　　正如前面提到，HSUPA与HSDPA是互为上下增强的技术。在组网中，为避免复杂性以及资源的合理利用，不会分开考虑HSUPA与HSDPA，因此引入HSUPA后的组网可分为两种情况，即：单独组网（HSPA=HSDPA+HSUPA）和混合组网（HSPA+R99）。下面就这两种组网模式及存在的问题进行详述。
　　1.混合组网
　　(1)HSDPA
　　经过近两年的研究和探索，混合组网的模式基本得到业界的认可，这主要出于两方面的考虑。
　　◇资源利用率高
　　众所周知，R99采用快速功控。为保证系统的稳定性，一般下行负载设计在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的剩余功率，这样可将下行负载提升到90%（部分厂家提到100%）。因此，混合组网取得了比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。
　　◇提供并发业务
　　数据业务尽管扮演着越来越重要的地位，成为运营商追逐更高利润点的必争之地，但是语音业务依然是运营商收入的主要来源。因此，在网络设计中，语音业务享有最高的优先级。
　　在混合组网中，用户在享用HSDPA带来高速体验的同时，还可以通过R99的DCH信道提供语音业务，即：在数据业务进行的同时，用户还可以接听或拨打电话。但是在单独组网中，HSDPA网络只能提供数据业务，如果需要同时进行语音业务，就需要终端具有双模接收机，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。这样会增加手持终端的体积，同时也增加终端的成本。
　　综上两点因素，HSDPA与R99混合组网的方案被业界广泛采纳。
　　(2)HSUPA
　　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后是否应该混合组网的话：第一，鉴于当前的试验环境/仿真工具等的限制，我们目前无法判断其效率的高低；第二，混合组网可以提供语音业务，因此我们应从理论或者从业务发展的角度来探讨引入HSUPA后采用混合组网的可能性。
　　◇商用能力
　　按照业界的商用发展步伐，HSUPA真正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。从系统设备的角度看，绝大多数厂商能在今年3季度提供商用产品；终端方面的工作相对滞后，终端方面只有华为提供的E270/E870数据卡，而且还处于多方测试阶段；芯片方面目前只有高通的MSM7200。
　　此外，HSUPA的最高速率可达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。
　　◇商用规模
　　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，上行的数据传输需求并不强烈，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，而且目前的R99上行网络基本能解决这些上传业务。据调查，在初期运营商在单小区只会提供3～4种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。
　　综合以上两点，引入HSUPA的初期，一是受限于终端的能力，速率不高；二是受限于HSPA的业务提供能力，市场的培育需要一定的时期。因此可初步判断，在HSUPA引入初期，业务量并不大，为避免资源的浪费（采用单独组网时需要双频点）建议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，可根据业务发展的需要进行相应的调整。
　　2.独立组网
　　(1)HSDPA
　　从上面的分析可知，由于效率和业务能力，混合组网的方案已得到认可。独立组网只适用在部分光纤无法到达的地方。如孤立的办公楼、风景区可用宽带接入等作为替代方案。
　　(2)HSUPA
　　从理论分析角度看，引入HSUPA后，最好采用独立组网的方案（HSUPA+HSDPA），这主要出于业务发展/系统复杂度考虑，原因如下。
　　◇业务发展
　　众所周知，全球面临语音ARPU的集体下滑，数据ARPU呈现逐步上涨的趋势。从未来的3G市场看，语音业务对于移动运营商提高收入帮助不大。运营商要想维持用户的忠诚度、提高网络的利用率、增加业务的附加值、获取最大的利润，就必须提供更多的数据多媒体业务。这也是运营商部署3G所必须要考虑的问题。HSPA虽然在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-Fetion）、移动Blog的快速发展，HSPA将会充分发挥其高速、高效的优势，给广大用户呈现一个五彩纷呈的多媒体世界。
　　因此，大力发展HSPA在所难免，蓬勃发展更是大势所趋。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。
　　◇系统复杂度
　　引入HSDPA就要引入3个新的物理信道（HS-DPCCH、HS-PDSCH和HS-SCCH）、短帧（2ms）、快速重传+软合并（HARQ）以及快速调度等先进技术，因此给资源（码字、功率）的合理分配带来了全新的研究。
　　引入HSUPA后，上行引入了E-DPCCH（E-DCHDedicatedPhysicalControl Channel）—专用物理控制信道，承载上行信令信息；E-DPDCH（E-DCH Dedicated Physical Data Channel）—专用物理数据信道，承载上行数据信息。下行引入了E-HICH（E-DCH HARQ Acknowledgement indicator channel）—确认指示信道，承载下行信令信息，如HARQ的ACK/NACK等；E-RGCH（E-DCH Relative Grant Channel）——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（E-DCH Absolute Grant Channel）——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，如何合理地规划码字、功率的分配是混合组网必需进行详细研究的问题。
　　如果混合组网，上行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，这给上行链路预算带来了新的挑战。下行中，3个信道的引入至少会占用1个SF=128（分配给E-HICH和E-RGCH）、1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个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。如果考虑混合组网，如何结合HSUPA的特点并保证原R99的业务不受影响，我们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，我们可以考虑在HSPA部署的初期就实施独立组网方案。
　　3.小结
　　上述内容仅是理论分析，具体选择独立组网还是混合组网，同时又不影响到原有网络规划及CS域业务的覆盖及容量，还有待试验进一步验证。
三、覆盖
　　对于新兴的移动运营商，一方面要建设R99/R4网络，一方面要引入HSPA。移动网络有个重要法则，就是必须全面覆盖，用户无论在哪儿都要能享受到同样的体验。如果同样的体验享受不到，那就会存在问题。
　　1.分区域覆盖
　　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HSDPA在初期主要考虑区域性的覆盖。
　　偏僻区域，如风景区、孤立办公楼等。这些区域，数据业务需求量大，但是范围小，而且主要集中在室内。部署HSDPA网络时，可考虑在原R99小区的基础上叠加HSPA单站点覆盖的方式。
　　热点区域，如商务区、高级住宅区等。这些区域，数据业务需求量大，但是范围广。部署HSDPA网络，即在原R99的网络上，叠加多个HSPA小区，建设区域性的HSPA面覆盖网络。
　　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。这个策略在一定程度上与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，即提供包括密集城区、一般城区等全部重要区域的HSPA服务，实现全部城区区域的HSPA连续覆盖。其中，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CS64kbit/s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。
四、业务策略
　　从3GPP标准来看，HSPA承载的重点还是考虑BE（BestEffort）类业务，对于流（Streaming）类业务，因为存在一定的QoS要求（速率、延时）等，它只作为可选。每个厂商根据自身对市场的判断，制订出的设备路标存在一定的差异，因此某些厂商支持流业务，某些厂商只支持BE业务。
　　总体而言，HSPA支持流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，还有待试验的验证和业界的进一步深入研究。
五、总结
　　尽管HSUPA的到来给运营商的网络演进指明了方向，但是如何部署HSPA网络，如何制定出合理的运营模式，还有待试验的进一步验证，也有待业界的进一步努力。