隨著TD現網中HSUPA特性的開啟,HSUPA技術正式步入商用。HSUPA和HSDPA共載波配置,相比于HSDPA載波,增加了HSUPA相關的共享控制信道(E-AGCH和E-HICH)、共享業務信道(E-PUCH)以及增強隨機接入信道(E-RUCCH),上下行時隙的配置發生了明顯的變化,下圖是HSUPA特性引入后的時隙典型配置。

圖1:HSPA載波的時隙典型配置
對于上行時隙而言,配置其中的一個上行時隙為E-PUCH,另一個上行時隙承載DPCH、HS-SICH、PRACH和E-RUCCH,這樣上行DPCH的資源會明顯減少。現網中大部分終端和數據卡還停留在單獨支持HSDPA,并不能支持HSUPA。而對于HSDPA業務,上行伴隨信道的速率達到下行速率的3-5%才能滿足需求,原因是上行DPCH資源的減少,限制了下行業務的速率。
對于下行時隙而言,配置3個下行時隙為HS-PDSCH,剩下一個下行業務時隙承載HS-SCCH、E-AGCH、E-HICH和DPCH,使得下行DPCH資源減少。對于HSUPA業務,下行伴隨信道的速率也要達到上行速率的3-5%才能滿足需求,原因是下行DPCH資源減少,限制了上行業務的速率。
上行和下行DPCH資源的減少同時了限制H業務的用戶數。
大唐移動很早就研究HSUPA引入的影響,并推出業內獨家首創的可變屬性時隙空分復用技術。
一、可變屬性時隙使頻譜利用率更高
現網中,R4載波與H載波是按照一定的比例配制的,以S444為例,典型配置是2個R4載波和2個H載波。當某些時段R4用戶比較少時,部分R4載波資源將處于空閑狀態,由于載波屬性的靜態配置,無法轉換成H載波,導致無線資源的利用率不高。因此,大唐移動適時推出載波的可變屬性時隙技術。
可變屬性時隙技術支持將小區下部分載波的業務時隙設置成可變屬性時隙,這些時隙既可以承載DPCH信道的R4業務,也可以承載HS-PDSCH或E-PUCH信道的H業務。當可變屬性時隙當前無R4業務時,可用于承載H業務;而當有R4業務接入時,則整個時隙優先讓R4業務使用。
以時隙配比為2:4為例,當某一載波設置為可變屬性時隙時(如下圖2所示),如果相關業務時隙(TS2、TS3、TS4、TS5)當前無R4業務,則可用于H業務;當有R4業務接入時,則整個時隙優先讓R4業務使用。

圖2 可變屬性時隙示意圖
二、大唐移動獨家首創的可變屬性時隙空分算法
可變屬性時隙空分算法不僅支持共享信道之間的空分,還支持專用信道和共享信道之間的空分復用,實現了下行DPCH與HS-PDSCH之間、上行DPCH與E-PUCH之間的空分復用。如圖3所示,分屬不同通道的HSPA用戶和R4用戶,當空間上滿足一定隔離度要求時可復用相同物理資源,包括頻率、時隙、碼道等資源,同樣如圖4所示,HSDPA用戶的上行伴隨DPCH與HSPA用戶的E-PUCH信道之間也可以復用相同物理資源。

圖3 HSPA用戶與R4用戶空分復用示意圖

圖4 HSPA用戶與HSDPA用戶空分復用示意圖
三、可變屬性時隙空分技術在增加用戶數的同時進一步提高了小區的吞吐量
可變屬性時隙空分技術支持在可變屬性時隙載波上實現多種空分,在增加用戶數的同時進一步提高了小區的吞吐量。
支持R4與HSDPA用戶的空分復用
如圖5所示,使用可變屬性時隙空分復用技術,在TS3、TS4、TS5上實現HSDPA用戶的共享信道和R4用戶的下行DPCH信道的空分復用。
系統總吞吐量提升為1.6Mbps(HSDPA最大速率)+384kbps(3個時隙最大R4業務速率),并且R4業務可以支持更多的用戶,比如可以支持3個128kbps的R4業務用戶,或者128kbps業務用戶與256kbps業務用戶的組合等。

圖5 可變屬性時隙載波上實現R4與HSDPA用戶的空分
支持R4與HSUPA用戶的空分復用:
如圖6所示,使用可變屬性時隙空分復用技術,在TS2上實現HSUPA用戶的共享信道和R4用戶的上行DPCH信道的空分復用。
系統總吞吐量為560kbps(HSUPA單時隙最大理論速率)+128kbps,并且R4業務可以支持更多的用戶,比如可以支持2個64kbps的R4業務用戶等。

圖6可變屬性時隙載波上實現R4與HSUPA用戶的空分
支持R4與HSPA用戶的空分復用:
如圖7所示,使用可變屬性時隙空分復用技術,在TS2、TS3、TS4、TS5上實現HSPA用戶的上下行共享信道和R4用戶的上下行DPCH信道的空分復用。
系統總吞吐量為2Mbps+384kbps+128kbps,并且R4業務的速率可以支持更多的用戶,比如可以支持3個128kbps的下行R4業務用戶和1個128kbps的上行R4業務用戶等。

圖7 可變屬性時隙載波上實現R4與HSPA用戶的空分
支持HSDPA/HSUPA與HSPA用戶的空分復用:
如圖8和圖9所示,對于單HSDPA用戶和單HSUPA用戶,其伴隨DPCH受限于系統資源配置,且伴隨DPCH速率達不到傳輸狀態包的時延要求時導致H業務速率降低。通過可變屬性時隙空分復用技術把伴隨DPCH與H時隙進行空分,既可以保證DPCH的速率要求,又可以增加接入用戶數(TS2、TS3、TS4、TS5都可以建立相應的伴隨DPCH)。

圖8 可變屬性時隙載波上實現HSDPA用戶與HSPA用戶的空分

圖9 可變屬性時隙載波上實現HSUPA用戶與HSPA用戶的空分
四、總結
大唐移動可變屬性時隙空分復用技術,一方面彌補了載波屬性靜態配置所帶來的不足,提高了頻譜資源的利用率;另一方面實現了上行DPCH和E-PUCH之間、下行DPCH和HS-PDSCH之間的空分,有效地解決了HSUPA特性引入后帶來的DPCH資源受限問題。在增加了用戶數的同時也提升了系統吞吐量,大唐移動將會在保證用戶感知的情況下為運營商創造更大的價值。