WCDMA網(wǎng)絡(luò)與TD網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)

摘要:結(jié)合WCDMA和TD-SCDMA制式特點(diǎn),文章分別從WCDMA與TD-SCDMA混合組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和WCDMA與TD-SCDMA混合組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋兩個(gè)方面詳細(xì)闡述了WCDMA與TD-SCDMA混合組網(wǎng)設(shè)計(jì)問(wèn)題,為電信運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行WCDMA與TD-SCDMA混合組網(wǎng)設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞:WCDMA;TD-SCDMA;混合組網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào):TN929文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)21-0038-03

ITU針對(duì)3G規(guī)定了五種無(wú)線通信技術(shù),其中WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA是三種主流技術(shù)。其中WCDMA和cdma2000采用頻分雙工方式,需要成對(duì)的頻率規(guī)劃;WCDMA擴(kuò)頻碼速率為3.84Mchip/s,載波帶寬為5MHz。TD-SCDMA采用時(shí)分雙工、TDMA/CDMA多址方式工作,擴(kuò)頻碼速率為1.28Mchip/s,載波帶寬為1.6MHz,其基站間同步是必須的。TD-SCDMA采用了智能天線、聯(lián)合檢測(cè)、上行同步控制及動(dòng)態(tài)信道分配、接力切換等技術(shù),適合非對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。WCDMA采用了HSDPA技術(shù),其下行數(shù)據(jù)速率超過(guò)了普通WCDMA和TD-SCDMA,是目前3G技術(shù)中發(fā)展最快的技術(shù),也是商用化最快的技術(shù)。WCDMA與TD-SCDMA的標(biāo)準(zhǔn)制訂都由3GPP來(lái)完成的,二者在業(yè)務(wù)層和核心網(wǎng)層的協(xié)議是一致的,主要區(qū)別是使用了不同的無(wú)線接入技術(shù)。因此,WCDMA與TD-SCDMA系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上具有一定的共性,既可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立組網(wǎng),也可以實(shí)現(xiàn)混合組網(wǎng)。

一、WCDMA與TD網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3GPP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為核心網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)兩大子系統(tǒng)。WCDMA及TD-SCDMA是3GPP的兩種無(wú)線接入技術(shù),具有相同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),在系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)時(shí)兩種技術(shù)都是按照可以獨(dú)立組網(wǎng)的能力進(jìn)行設(shè)計(jì)的。TD-SCDMA的特點(diǎn)主要反映在空中接口上,TD-SCDMA的基站(NodeB)、終端和WCDMA的基站、終端是不同的,基站控制器RNC有少量的不同點(diǎn),而在核心網(wǎng)方面沒(méi)有任何差別。WCDMA網(wǎng)絡(luò)與TD-SCDMA混合組網(wǎng)時(shí)通過(guò)共用核心網(wǎng)、共用RNC及核心網(wǎng)兩種方式。

(一)共用核心網(wǎng)方式

在核心網(wǎng)與UTRAN的Iu接口上,從目前3GPP的規(guī)范來(lái)看,是不區(qū)分FDD和TDD的,因此TD-SCDMA與WCDMA的Iu接口也是一致的。從核心網(wǎng)的角度看,TD-SCDMA、WCDMA是兩種不同的接入方式,不同的接入方式的差別已經(jīng)在RNC得到處理,核心網(wǎng)所見(jiàn)的是一個(gè)統(tǒng)一的Iu接口。對(duì)核心網(wǎng)來(lái)講,唯一可見(jiàn)兩種接入方式的是在無(wú)線接口層三協(xié)議(由TS24.008規(guī)定),在TS 24.008中,有兩個(gè)bit示出TD-SCDMA與WCDMA的區(qū)別,具體如下:

1.Mobile Station Classmark 3信息單元(TS24.008中10.5.1.7)。此信息單元指示一般的移動(dòng)臺(tái)特征,其內(nèi)容將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的操作。Mobile Station Classmark 3中有兩個(gè)bit(UMTS FDD Radio Access Technology Capability和UMTS 1.28 Mcps TDD Radio Access Technology Capability),用于在重定位請(qǐng)求時(shí)分別指示移動(dòng)臺(tái)對(duì)WCDMA和TD-SCDMA RAT的支持能力。

2.MS Radio Access capability信息單元(TS24.008中10.5.5.12a)。MS Radio Access capability是一個(gè)GPRS移動(dòng)性管理的信息單元,用于向網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線部分提供移動(dòng)臺(tái)無(wú)線特征的信息,其內(nèi)容將會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的操作。MS Radio Access capability中有兩個(gè)bit(UMTS FDD Radio Access Technology Capability和UMTS 1.28 Mcps TDD Radio Access Technology Capability),用于路由區(qū)更新及附著請(qǐng)求時(shí)分別指示移動(dòng)臺(tái)對(duì)WCDMA和TD-SCDMA RAT的支持能力。

此兩項(xiàng)只是移動(dòng)臺(tái)在接入或區(qū)域發(fā)生變化時(shí)用來(lái)向網(wǎng)絡(luò)指示其是否支持TD-SCDMA和WCDMA,其實(shí)現(xiàn)的操作過(guò)程相同,對(duì)于流程及底層的傳輸并不產(chǎn)生大的影響,且并不影響接口和流程。

(二)共用RNC及核心網(wǎng)方式

在3GPP的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中,TD-SCDMA的RNC與WCDMA的RNC 在高層協(xié)議處理過(guò)程上大部分是相同的,只有幾個(gè)協(xié)議過(guò)程有區(qū)別,但在無(wú)線資源管理上TD-SCDMA的RNC與WCDMA的RNC區(qū)別比較大。在RNC二、三層協(xié)議MAC、RLC、PDCP、BMC、RRC中,TD-SCDMA與WCDMA僅在MAC與RRC方面有些差別,主要是隨機(jī)接入過(guò)程、物理信道配置、上行同步及其參數(shù)的不同以及在功率控制方面的一些差別,在其余的協(xié)議中無(wú)差別。在RNC第三層協(xié)議方面,TD-SCDMA與WCDMA在Iu接口上無(wú)差別,在Iub和Iur接口上有一些差別(協(xié)議棧相同,消息及IE、某些數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)不同),主要是因?yàn)橛行┻^(guò)程、功能(Iub和Iur中的 NBAP/RNSAP)和某些數(shù)據(jù)幀(Iub/Iur UP)與TD-SCDMA特有的或與WCDMA不同的物理層有關(guān)。

1.RRM。WCDMA系統(tǒng)和TD-SCDMA系統(tǒng)的無(wú)線資源管理差別比較大,主要原因是TD-SCDMA和WCDMA在物理層上差別比較大,這是由于物理層幀結(jié)構(gòu)、資源單元使用、同步方式以及智能天線等不同所造成的。差別最主要體現(xiàn)在DCA(動(dòng)態(tài)信道分配)上,包括快速DCA 以及慢速DCA,是TD-SCDMA系統(tǒng)特有的功能;另外,在切換控制功能方面,TD-SCDMA沒(méi)有軟切換,有接力切換,而WCDMA有軟切換沒(méi)有接力切換;在其他功率控制、接入控制、小區(qū)選擇等方面,由于考慮了智能天線的應(yīng)用,在算法和策略上也有一定程度的不同。

2.壓縮模式控制。壓縮模式是WCDMA特有的一種模式,很多過(guò)程都與壓縮模式相關(guān):如無(wú)線鏈路建立與無(wú)線鏈路增加,同步與非同步無(wú)線鏈路重配,同步無(wú)線鏈路準(zhǔn)備取消等。

3.共享信道的管理。FDD與TDD有所不同,WCDMA特有的傳輸信道:公共分組信道(CPCH);TD-SCDMA特有的傳輸信道:上行共享信道(USCH),DSCH兩者都有但使用上有區(qū)別;另外,引入HSDPA技術(shù)后,WCDMA中HS-SCCH不同于TD-SCDMA中的HS-SCCH,WCDMA中的HS-SCCH的擴(kuò)頻因子為128,TD-SCDMA中的HS-SCCH擴(kuò)頻因子為16,HS-DSCH兩者都有,但使用上也有不同。

4.同步區(qū)別。由于WCDMA基站為異步方式,同步為可選方式,TD-SCDMA為GPS同步或主從同步方式,因此WCDMA系統(tǒng)和TD-SCDMA系統(tǒng)在Node B間同步方式和無(wú)線接口同步方式方面存在差異。

二、WCDMA與TD網(wǎng)絡(luò)混合組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋

當(dāng)WCDMA與TD-SCDMA系統(tǒng)混合組網(wǎng)時(shí),考慮到WCDMA與TD-SCDMA兩個(gè)系統(tǒng)各自在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面的特點(diǎn),在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)可充分利用兩個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。根據(jù)覆蓋環(huán)境需要和業(yè)務(wù)需求,網(wǎng)絡(luò)覆蓋策略可以分別采用分層覆蓋和分區(qū)覆蓋。

(一)分層覆蓋

主要的網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案包括:

1.采取WCDMA 進(jìn)行建網(wǎng),TD-SCDMA 作為中后期解決WCDMA熱點(diǎn)區(qū)域容量的一個(gè)補(bǔ)充。

這個(gè)混合方案的基礎(chǔ)是初期采取WCDMA進(jìn)行單獨(dú)組網(wǎng),利用WCDMA完成話音、數(shù)據(jù)(低速,中速和高速)的覆蓋,在規(guī)劃上不需要考慮TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的影響,只需要考慮設(shè)備的兼容性和網(wǎng)管的互操作性。隨著網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的發(fā)展,如果現(xiàn)有的WCDMA網(wǎng)絡(luò)很難解決或無(wú)法解決熱點(diǎn)地區(qū)的容量問(wèn)題時(shí),可以利用TD-SCDMA與WCDMA 的技術(shù)相通性和兼容性,采取TD-SCDMA 來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充。這種方案,TD-SCDMA完全作為一個(gè)WCDMA FDD的網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充功能,類(lèi)似于WCDMA TDD HCR 承擔(dān)的功能。這種方案是可行的,前期風(fēng)險(xiǎn)也是最低的。

2.WCDMA用以解決全國(guó)性的覆蓋問(wèn)題,TD-SCDMA用以解決容量問(wèn)題這種方案,可以分為如下三種方式:(1)WCDMA完成全網(wǎng)覆蓋,完成話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(比如≦64kbps的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))的接入,TD-SCDMA解決業(yè)務(wù)增長(zhǎng)和中高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入;(2)WCDMA完成全網(wǎng)覆蓋,完成話音全覆蓋并吸收大部分話音話務(wù)量,TD-SCDMA在某些熱點(diǎn)地區(qū)做話務(wù)量補(bǔ)充,TD-SCDMA實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)(低速,高速)的覆蓋;(3)WCDMA實(shí)現(xiàn)話音全覆蓋,TD-SCDMA用于吸收大部分話務(wù)量和數(shù)據(jù)全覆蓋。在TD-SCDMA設(shè)備成熟之后,這種混合組網(wǎng)方式具有一定的吸引力,可以充分發(fā)揮TD-SCDMA與WCDMA系統(tǒng)各自的優(yōu)勢(shì)。但是,隨著HSDPA技術(shù)的引入,WCDMA會(huì)首先使用這種技術(shù),TD-SCDMA使用HSDPA技術(shù)還需要一段時(shí)間。在WCDMA采用HSDPA而TD-SCDMA還沒(méi)有采用HSDPA技術(shù)的時(shí)間段內(nèi),TD-SCDMA系統(tǒng)的非對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)傳輸沒(méi)有優(yōu)勢(shì),上述三種方式也就沒(méi)有存在的基礎(chǔ)。

對(duì)于WCDMA與TD-SCDMA系統(tǒng)混合組網(wǎng),究竟選擇哪種方式, 最終取決于建網(wǎng)的時(shí)候TD-SCDMA 產(chǎn)業(yè)的成熟度、國(guó)家政府部門(mén)對(duì)3G制式選擇的制約以及運(yùn)營(yíng)商的投資規(guī)模。如果建網(wǎng)時(shí)TD-SCDMA 產(chǎn)業(yè)鏈還不很成熟但必須混合組網(wǎng)時(shí),可以選擇A方式,如果TD-SCDMA 產(chǎn)業(yè)非常成熟,可以根據(jù)建網(wǎng)策略, 考慮A或者B或者C。

(二)分區(qū)覆蓋

分區(qū)覆蓋,即WCDMA與TD-SCDMA分別覆蓋不同區(qū)域,各自保持覆蓋的連續(xù)性,分別擁有自己獨(dú)立的MGW、MSC Server、SGSN、GGSN、HLR等核心網(wǎng)設(shè)備。這種覆蓋方式,可以根據(jù)南、北方通信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的差異性,各省之間移動(dòng)市場(chǎng)的發(fā)展不平衡性,以及WCDMA和TD-SCDMA兩種系統(tǒng)不同的覆蓋特性,針對(duì)不同的市場(chǎng)定位和不同的業(yè)務(wù)需求,采取不同的覆蓋方案。

對(duì)該方案的主要應(yīng)用建議如下:

1.在主打地區(qū)發(fā)展主打體制網(wǎng)絡(luò)(如在北方及南方大城市優(yōu)先發(fā)展WCDMA網(wǎng)絡(luò))。

2.利用TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的覆蓋特性,在力量薄弱地區(qū)發(fā)展TD-SCDMA移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

3.TD-SCDMA與WCDMA可以采用統(tǒng)一的PLMN號(hào)。

4.中高端用戶(hù)(經(jīng)常性流動(dòng)的用戶(hù))通過(guò)TD-SCDMA 、WCDMA雙模手機(jī)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的全國(guó)漫游。

三、結(jié)語(yǔ)

采用WCDMA與TD-SCDMA混合組網(wǎng),在技術(shù)上沒(méi)有障礙,是一個(gè)可行的方案;但在用戶(hù)看來(lái),必須采用雙模手機(jī)是一個(gè)心理和經(jīng)濟(jì)上的障礙;而且,運(yùn)營(yíng)商要同時(shí)在兩種接入系統(tǒng)之間統(tǒng)籌規(guī)劃,要同時(shí)考慮WCDMA、TD-SCDMA兩種系統(tǒng)的特性給運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、管理、成本等各方面的問(wèn)題,提高了網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜度。

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作者簡(jiǎn)介:溫國(guó)遠(yuǎn)(1980-),男,廣東增城人,供職于廣東南方通信建設(shè)有限公司,研究方向:移動(dòng)通信。