解决HSPA用户数受限的控制信道空分复用技术

肖建华 石浩

（中国移动通信集团公司 北京 100032）

1 现状及需求分析

随着移动渗透率在城市地区的逐渐饱和，以新增移动用户带来话音的收入增长面临严重挑战，无线数据业务服务将是运营商重要的盈利增长点，3G网络数据业务更是运营商技术和服务竞争关注重点。为了进一步提升TD HSPA网络的无线数据业务支持能力，中国移动组织设备厂商持续合作联合推出了序列化的HSPAM×空分复用技术，使得HSPA数据业务承载能力得以倍增：2008年8月推出HSDPA空分复用技术；2009年3月推出了HSUPA空分复用技术。

随着HSPA空分引入，特别是HSPA高倍空分和HSUPA空分的引入，出现了HSPA用户数受限问题。

例如，在HSUPA 2倍空分复用、HSDPA 4倍空分复用情况下，如果控制信道不进行空分复用，必须配置成倍的控制信道数目，以满足HSPA业务信道空分复用的需要，这样就挤占了过多的伴随信道资源。时隙码道配置图如图1所示，从图1中可以看到，控制信道时隙TS6已经没有多余的码道资源可用于伴随DPCH，即可支持的HSPA用户数为0。

图1 HSDPA 4× & HSUPA 2×时隙码道配置图(无控制信道空分)

为解决HSPA用户数受限问题，中国移动创新性地提出了HSPA控制信道空分复用技术，采用控制信道空分复用技术，控制信道HS-SCCH/HS-SICH、E-AGCH/E-HICH的时隙码道可以成倍减少。该技术解决HSPA阶段，由于控制信道资源受限而影响HSPA用户数的问题。

在上例中，采用控制信道空分复用技术，在伴随DPCH 2倍帧分复用的情况下，单HSPA载频可以支持8个用户，具体时隙码道配置如图2所示。

图2 HSDPA 4× & HSUPA 2×时隙码道配置图 (控制信道空分)

2 HSPA控制信道空分复用技术

2.1 HSPA控制信道空分复用技术原理

控制信道空分复用技术的基本原理是SDMA（Spatial Division Mutiple Access），该技术是利用不同用户间空间分割构成不同的信道，空间隔离的用户使用相同的物理资源，实现物理资源的复用。

在室内覆盖情况下，一些用户由建筑物楼板和墙体隔离，这些被隔离的用户间的同码干扰小，因此，这些相互隔离的用户可以使用相同的物理资源承载不同的用户数据，从而实现物理资源的复用，通过物理资源的复用，提高了频谱利用率、提高了控制信道码道资源利用率。

下面我们用示意图说明室内控制信道空分复用技术，见图3所示。

图3中是TD-SCDMA系统的典型室内覆盖场景，4层大楼的每个楼层由同小区的不同通道覆盖，UE3和UE4属于不同楼层，由于墙体和楼板隔离，UE3与UE4间的同码干扰小，UE3和UE4可以复用同频同时隙码道来传输各自的用户数据。

2.2 HSPA 控制信道空分复用技术性能和特点

HSPA控制信道空分复用技术性能、特点如下。

2.2.1 码道资源利用率及HSPA用户数

采用控制信道空分复用技术，可提高控制信道码道资源利用率，减少控制信道配置码道数，相应提高可用于伴随DPCH的码道，提高HSPA用户数。

2.2.2 自适应

采用控制信道空分复用技术，系统可以根据具体应用环境的不同和用户位置的变化，自动判断各用户是否适合进行空分复用，自动选择空分复用或不空分复用。该功能可以确保系统性能的稳定。

2.2.3 空分门限值可配置

可以根据不同环境配置HSPA 控制信道空分复用技术隔离度门限值，通过该门限值的选择、配置优化系统性能。

2.2.4 软件升级

仅通过软件升级即可实现HSPA控制信道空分复用技术。

2.2.5 终端和网规无影响

采用HSPA 控制信道空分复用技术，不影响终端和网络规划。

图3 控制信道空分复用技术原理

3 控制信道空分复用技术应用建议

在TD-SCDMA HSPA的信道配置上，一条HSSICH/HS-SCCH控制信道支持每TTI调度一个用户，考虑到码道资源利用率和调度灵活性，目前HSDPA现网配置了两条HS-SICH/HS-SCCH控制信道，后续TD-SCDMA现网上HSUPA，需要至少再配置1条E-HICH和E-AGCH控制信道。如果引入空分复用技术，HSPA的控制信道还要成倍增加，那么除了用于HSPA控制信道外，一个时隙就将出现控制信道码道资源占用过多，没有可用的伴随DPCH的码道的窘境，HSPA用户数严重受限。

考虑到HSPA用户数受限主要是在引入HSPA空分复用技术，特别是在HSUPA的引入或HSPA高倍空分情况下出现的，因此，建议主要在现网引入HSUPA空分复用时，同时引入HSPA控制信道空分复用技术，具体应用场景为：

* HSDPA 业务信道4倍空分复用；

* HSDPA业务信道2倍空分、HSUPA业务信道2倍空分复用；

* HSDPA业务信道4倍空分、HSUPA业务信道2倍空分复用。

对于HSPA控制信道空分复用技术，中国移动在河北进行了外场测试，从测试情况看，在HSUPA和HSDPA 业务信道2倍复用、4倍复用等各种情况下，控制信道空分复用均可提高控制信道的码道资源利用率，解决了HSPA用户数受限问题。

随着HSPA在TD-SCDMA现网应用的逐步深入，HSPA控制信道空分复用技术必将发挥更加重要的作用。