2010年,3G網(wǎng)絡建設在國內已經(jīng)進入第三個年頭,網(wǎng)絡架構基本成熟,但給消費者帶來的體驗提升程度遠低于光進銅退和Wi-Fi。在高通已經(jīng)放棄UMB(EV-DO Rev.C)技術、WiMAX技術在國內沒有大規(guī)模部署的情況下,剩下的TD-SCDMA和WCDMA技術應如何向后演進,兩種體制在演進中有哪些技術差異?這些差異導致網(wǎng)絡的組建需關注哪些問題?這都是運營商極其關注的敏感問題。
LTE標準的演進
3GPP根據(jù)無線空口和網(wǎng)絡架構的發(fā)展,將其演進分為R99、R4、R5、R6、R7、LTE(R8)等版本。目前國內移動通信運營商WCDMA網(wǎng)絡在空口和無線網(wǎng)絡側大約處于R6版本階段,已部署了HSPA網(wǎng)絡,但核心網(wǎng)部分還未引入IMS、WLAN接入以及多媒體廣播與多播業(yè)務。
根據(jù)TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和CCSA的規(guī)劃,TD-SCDMA技術和標準演進將分為三個階段,在標準上分別對應于3GPP R4、R5/R6/R7和LTE(R7/R8)。目前,國內移動通信運營商WCDMA網(wǎng)絡在空口和無線網(wǎng)絡側大約處于第二階段版本。
LTE雖然擁有諸多革命性的創(chuàng)新,但喪失了現(xiàn)有3GPP 3G系統(tǒng)的兼容性。對于已經(jīng)建設3G網(wǎng)絡的運營商來說,在3G網(wǎng)絡基礎上盡量提高性能,向LTE靠攏,是非常實際的課題。因此,HSPA在向LTE演進的路線上出現(xiàn)了過渡性選擇:HSPA+和HSOPA。
HSPA+的宗旨是要保持與UMTS第6版本(Rel6)的后向兼容性,同時盡量縮小與LTE之間的距離。為此,HSPA+引入了MIMO、高階調制(上行16QAM/下行64QAM)、CPC、增強的MAC層等技術。
在HSPA+之后,將是HSOPA,HSOPA的目的是實現(xiàn)與3GPP LTE的前向兼容性,其最大特征是空口使用OFDM調制技術,可以平滑演進到LTE,但不兼容HSPA/HSPA+。
網(wǎng)絡演進和組網(wǎng)建議
縱觀TD-SCDMA和WCDMA的演進路線,從HSDPA/HSUPA到LTE,各具有相互無法替代的優(yōu)點,同時造就了自身的缺陷,但總的來說是一個技術差異逐漸縮小的過程,最后在LTE階段統(tǒng)一為一種體制下的兩種雙工方式。
在無線網(wǎng)絡側,WCDMA的標準化制定較早、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展比較成熟,比較適合按照HSDPA→HSUPA→HSPA+→HSOPA/LTE的路線演進。而TD-SCDMA因為標準化的延遲,可以考慮將HSUPA和HSPA+合并的方式,按照HSDPA→HSDPA/HSPA+→HSOPA/LTE的路線進行演進。運營商在WCDMA和TD-SCDMA網(wǎng)絡演進過程中組網(wǎng)與建網(wǎng)需要注意以下問題:
基本原則
無論基于哪種技術(WCDMA還是TD-SCDMA)、在技術演進的哪個階段、采用何種技術組網(wǎng),新的網(wǎng)絡的NodeB無線覆蓋范圍要在保證容量需求和質量要求的前提下,盡量多與原有網(wǎng)絡相仿,無論是大于還是小于原有網(wǎng)絡覆蓋范圍都會增加網(wǎng)絡規(guī)劃、建設以及新舊網(wǎng)絡共存的復雜度,增加網(wǎng)絡建設和運營成本。
WCDMA演進建設
WCDMA擁有成熟的實踐經(jīng)驗和技術應用能力積累,適用于大區(qū)制的國際和國家范圍內的覆蓋及對稱業(yè)務(如話音、交互式實時數(shù)據(jù)業(yè)務等)。在其網(wǎng)絡演進建設時需要考慮的問題主要是采用覆蓋方式和載波使用。
連續(xù)覆蓋可以提高用戶的滿意度,但成本較高。另外,考慮到初期用戶可能是采用筆記本電腦高速接入的方式會比較多,對移動性要求不高,所以網(wǎng)絡部署初期可以是熱點覆蓋。隨著高速數(shù)據(jù)用戶的增加以及智能手機的普及,可以發(fā)展連續(xù)覆蓋。
分別使用不同載波的優(yōu)點是演進網(wǎng)絡和現(xiàn)網(wǎng)可同時獲得最高的容量;缺點是相比共享載波方式,網(wǎng)絡部署成本較高。共享載波的優(yōu)點是,可以以低成本進行網(wǎng)絡部署,無需增加新的頻率和系統(tǒng)硬件,相比現(xiàn)網(wǎng)有更好的性能表現(xiàn),更高的系統(tǒng)吞吐量;缺點是相比單獨載波方式,頻率利用率較低。為實現(xiàn)HSPA/HSPA+/HSOPA等的最大傳輸速率,需消耗近乎所有的信道碼資源。
還應注意的是,HSPA/HSPA+/HSOPA等演進技術對下行功率使用的突發(fā)特性會對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務造成影響,在功率資源的分配上,應給現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務保留適當?shù)挠嗔恳詼p輕這種影響。這樣也會反過來影響HSPA/HSPA+/HSOPA等演進技術的吞吐量,需要進行功率資源和碼資源的平衡。
TD-SCDMA演進建設
針對TD-SCDMA的特點,網(wǎng)絡演進初期可能有兩種方案,分別是HSPA/HSPA+與TD-SCDMA共小區(qū)直接建網(wǎng),以及HSPA/HSPA+與TD-SCDMA使用不同的小區(qū)分層建網(wǎng)。
HSPA/HSPA+與TD-SCDMA共小區(qū),包括異載頻和共載頻等形式,兩者共同使用基站功率、載頻、時隙和信道化碼等資源,在系統(tǒng)統(tǒng)一調度下發(fā)揮各自優(yōu)勢。采用同頻組網(wǎng)方案,需要平衡TD-SCDMA傳統(tǒng)承載業(yè)務和HSPA/HSPA+高速數(shù)據(jù)業(yè)務對無線資源的使用。在建網(wǎng)初期,傳統(tǒng)承載業(yè)務和HSPA/HSPA+的業(yè)務量約為70%和30%,在無線資源的分配上也大致按此比例。根據(jù)網(wǎng)絡發(fā)展階段容量的預測,TD-SCDMA小區(qū)采用3載波可以滿足城區(qū)的容量需求(CS話音+PS數(shù)據(jù)業(yè)務),這樣根據(jù)上述無線資源的分配比例并結合TD-SCDMA載波特點,可以采用上下行對稱或非對稱的承載方式。
HSPA/HSPA+采用與TD-SCDMA不同的小區(qū)進行組網(wǎng),組成另外一層網(wǎng)絡。TD-SCDMA網(wǎng)絡承載CS業(yè)務和低速數(shù)據(jù)業(yè)務,HSDPA網(wǎng)集中提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務,通過切換實現(xiàn)兩個系統(tǒng)間業(yè)務承載能力的互補。
縱觀TD和WCDMA的演進路線,新技術、新機制層出不窮,網(wǎng)絡的性能和架構不斷優(yōu)化,但TDD和FDD的本質差異和技術成熟度差異貫穿其中。時分/頻分雙工方式差異導致幀結構的不同,進而導致上下行信道的差異,導致信道控制、媒體訪問控制、資源調度機制的不同,導致切換和干擾抑制等網(wǎng)絡機制的差異,導致移動性、覆蓋等網(wǎng)絡特性的不同,最終導致網(wǎng)絡規(guī)劃和建設的策略的差異。WCDMA成熟穩(wěn)定,新技術的部署實現(xiàn)直接基于現(xiàn)有網(wǎng)絡考慮資源的共用和覆蓋模式;而TD-LTE作為一個技術和成本上都非常有特色的標準,但在標準發(fā)展和技術成熟度上落后于LET-FDD,演進建設必須與TD網(wǎng)絡自身建設同步考慮。