解決HSPA用戶數受限的控制信道空分復用技術

肖建華 石浩

（中國移動通信集團公司 北京 100032）

1 現狀及需求分析

隨著移動滲透率在城市地區的逐漸飽和，以新增移動用戶帶來話音的收入增長面臨嚴重挑戰，無線數據業務服務將是運營商重要的盈利增長點，3G網絡數據業務更是運營商技術和服務競爭關注重點。為了進一步提升TD HSPA網絡的無線數據業務支持能力，中國移動組織設備廠商持續合作聯合推出了序列化的HSPAM×空分復用技術，使得HSPA數據業務承載能力得以倍增：2008年8月推出HSDPA空分復用技術；2009年3月推出了HSUPA空分復用技術。

隨著HSPA空分引入，特別是HSPA高倍空分和HSUPA空分的引入，出現了HSPA用戶數受限問題。

例如，在HSUPA 2倍空分復用、HSDPA 4倍空分復用情況下，如果控制信道不進行空分復用，必須配置成倍的控制信道數目，以滿足HSPA業務信道空分復用的需要，這樣就擠占了過多的伴隨信道資源。時隙碼道配置圖如圖1所示，從圖1中可以看到，控制信道時隙TS6已經沒有多余的碼道資源可用于伴隨DPCH，即可支持的HSPA用戶數為0。

圖1 HSDPA 4× & HSUPA 2×時隙碼道配置圖(無控制信道空分)

為解決HSPA用戶數受限問題，中國移動創新性地提出了HSPA控制信道空分復用技術，采用控制信道空分復用技術，控制信道HS-SCCH/HS-SICH、E-AGCH/E-HICH的時隙碼道可以成倍減少。該技術解決HSPA階段，由于控制信道資源受限而影響HSPA用戶數的問題。

在上例中，采用控制信道空分復用技術，在伴隨DPCH 2倍幀分復用的情況下，單HSPA載頻可以支持8個用戶，具體時隙碼道配置如圖2所示。

圖2 HSDPA 4× & HSUPA 2×時隙碼道配置圖 (控制信道空分)

2 HSPA控制信道空分復用技術

2.1 HSPA控制信道空分復用技術原理

控制信道空分復用技術的基本原理是SDMA（Spatial Division Mutiple Access），該技術是利用不同用戶間空間分割構成不同的信道，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。

在室內覆蓋情況下，一些用戶由建筑物樓板和墻體隔離，這些被隔離的用戶間的同碼干擾小，因此，這些相互隔離的用戶可以使用相同的物理資源承載不同的用戶數據，從而實現物理資源的復用，通過物理資源的復用，提高了頻譜利用率、提高了控制信道碼道資源利用率。

下面我們用示意圖說明室內控制信道空分復用技術，見圖3所示。

圖3中是TD-SCDMA系統的典型室內覆蓋場景，4層大樓的每個樓層由同小區的不同通道覆蓋，UE3和UE4屬于不同樓層，由于墻體和樓板隔離，UE3與UE4間的同碼干擾小，UE3和UE4可以復用同頻同時隙碼道來傳輸各自的用戶數據。

2.2 HSPA 控制信道空分復用技術性能和特點

HSPA控制信道空分復用技術性能、特點如下。

2.2.1 碼道資源利用率及HSPA用戶數

采用控制信道空分復用技術，可提高控制信道碼道資源利用率，減少控制信道配置碼道數，相應提高可用于伴隨DPCH的碼道，提高HSPA用戶數。

2.2.2 自適應

采用控制信道空分復用技術，系統可以根據具體應用環境的不同和用戶位置的變化，自動判斷各用戶是否適合進行空分復用，自動選擇空分復用或不空分復用。該功能可以確保系統性能的穩定。

2.2.3 空分門限值可配置

可以根據不同環境配置HSPA 控制信道空分復用技術隔離度門限值，通過該門限值的選擇、配置優化系統性能。

2.2.4 軟件升級

僅通過軟件升級即可實現HSPA控制信道空分復用技術。

2.2.5 終端和網規無影響

采用HSPA 控制信道空分復用技術，不影響終端和網絡規劃。

圖3 控制信道空分復用技術原理

3 控制信道空分復用技術應用建議

在TD-SCDMA HSPA的信道配置上，一條HSSICH/HS-SCCH控制信道支持每TTI調度一個用戶，考慮到碼道資源利用率和調度靈活性，目前HSDPA現網配置了兩條HS-SICH/HS-SCCH控制信道，后續TD-SCDMA現網上HSUPA，需要至少再配置1條E-HICH和E-AGCH控制信道。如果引入空分復用技術，HSPA的控制信道還要成倍增加，那么除了用于HSPA控制信道外，一個時隙就將出現控制信道碼道資源占用過多，沒有可用的伴隨DPCH的碼道的窘境，HSPA用戶數嚴重受限。

考慮到HSPA用戶數受限主要是在引入HSPA空分復用技術，特別是在HSUPA的引入或HSPA高倍空分情況下出現的，因此，建議主要在現網引入HSUPA空分復用時，同時引入HSPA控制信道空分復用技術，具體應用場景為：

* HSDPA 業務信道4倍空分復用；

* HSDPA業務信道2倍空分、HSUPA業務信道2倍空分復用；

* HSDPA業務信道4倍空分、HSUPA業務信道2倍空分復用。

對于HSPA控制信道空分復用技術，中國移動在河北進行了外場測試，從測試情況看，在HSUPA和HSDPA 業務信道2倍復用、4倍復用等各種情況下，控制信道空分復用均可提高控制信道的碼道資源利用率，解決了HSPA用戶數受限問題。

隨著HSPA在TD-SCDMA現網應用的逐步深入，HSPA控制信道空分復用技術必將發揮更加重要的作用。