基于现网的HSPA+网络部署探讨

涂作鑫（中国联通珠海分公司，广东 珠海 519000）

0 前言

在3GPP R7中引入的HSPA+是HSPA技术的增强型版本，其主要关键技术包括64QAM、MIMO、双载波等，最高速率可以达到84 Mbit/s，是3G网络演进到LTE之前的重要网络阶段。

2009年下半年珠海作为中国联通3个实验点之一，完成了HSPA+64QAM外场测试。外场测试选择珠海市区，所有基站在1个RNC下，与其他RNC的基站都有天然的屏障进行隔离，平均站间距为350 m，平均站高为33 m。本文主要结合珠海HSPA+64QAM外场测试，介绍HSPA+64QAM网络升级改造的要求、测试结果和部署建议。

1 HSPA+64QAM现网改造介绍

从技术角度看，HSPA+下行调制方式将从16QAM提高到64QAM，为此需对接入网架构进行优化，但核心网和Iu接口依然共享。通过高阶调制技术的引入，HSPA的下行峰值速率将从14.4 Mbit/s提升到21 Mbit/s。

为了支持64QAM高阶调制技术，需对现网核心网、传输网、无线网、UE等相关网元进行升级改造。珠海区域现有1个MSC服务器、3个MGW、3个RNC，PS域通过CE路由器上联到IP承载网，图1示出的是珠海联通的网络结构。

1.1 核心网改造

核心网改造主要涉及的SGSN、GGSN、HLR、MSC，均需升级到支持HSPA+的软件版本，以支持64QAM高阶调制方式；对应的测试USIM卡，需将签约速率修改为21 Mbit/s，以保证能充分发挥HSPA+的峰值速率。

1.2 传输网改造

图1 珠海网络结构示意

由于单小区HSPA+理论速率可以达到21 Mbit/s，考虑到IP传输包头开销、传输效率及现网话务传输带宽需求等，需要Iub侧传输带宽能满足需求，每个基站需要16E1底层捆绑，提供大约32 Mbit/s带宽，所有基站Iub调整为双栈传输方式，其中CS业务采用ATM，PS业务采用IP方式。

PS数据接入传输是基于SDH传输网的多业务传送平台（MSTP）技术，实现在SDH网络上传输以太网的数据业务。在下面分散的各个基站，无线设备的以太网数据口与传输设备的百兆以太网接口 （FE电口）对接；在交换局处，把以太网业务汇聚到传输设备的千兆以太网接口 （GE光口），和RNC路由器连接，通过VLAN来隔离不同站点的业务。

1.3 无线网络改造

无线网络改造的主要工作包括激活64QAM和Enhanced Layer 2（层2加强）功能、开启第二载频、部分站点扩容载扇、无线网络优化。

本次外场测试是在商用网络中实施的，为了避免对现网的影响，测试采用的是独立频点，故需开启测试区域内第二载频供HSPA+测试使用。测试区域内基站均支持第二载频，只需进行小区载扇激活操作，同时对第二载频开启64QAM和Enhanced Layer 2功能即可。

测试区域内宏基站设备单基站支持12载扇，其余为BBU/RRU设备，单基站支持6载扇。由于部分BBU/RRU站点下挂室分RRU信源，现网载扇数加HSPA+第二载频载扇数超过6。基于此问题，对7个载扇数超过6的站点新增了基带单元BBU（见表1）。

表1 新增BBU站点

由于HSPA+采用64QAM高阶调制方式，对无线环境提出了更高的要求，外场测试前开展了多次无线网络优化调整工作，最终测试区域的Ec/Io情况见图2。

2 HSPA+64QAM测试结果

本次测试项目共计27项，限于篇幅不一一叙述，下面主要说明室内外场景HSPA+和R99共载波小区吞吐率、Iub传输配置等2个测试项目。

2.1 室内外场景HSPA+和R99共载波小区吞吐率

图2 测试区域Ec/Io

室外场景HSPA+和R99共载波小区吞吐率测试选定小区为吉大邮政2扇区，测试UE在吉大邮政2扇区下同时发起FTP大数据量下载业务，然后依次分别建立6对CS64K业务，观察CS64K业务对下行数据速率和主测小区总吞吐率的影响（白天测试）。测试在下面2种情况下进行。

a）打开小区Enhanced Layer 2以及64QAM支持开关，主测小区下行空载，邻小区下行加载50%。

b）关闭64QAM调制和Enhanced Layer 2功能，主测小区下行空载，邻小区下行加载50%。

室外场景开/关64QAM情况下，CS64K业务数目与HSPA数据业务总吞吐率之间的关系见表2。

表2 室外场景CS64K业务数目与HSPA数据业务总吞吐率

室内测试主小区选用珠海联通大厦室内分布系统，各楼层采用同一信源。室内分布系统的天线分布不可见。

室内场景开/关64QAM情况下，CS64K业务数目与小区业务总吞吐率之间的关系见表3。

表3 室内场景CS64K业务数目与HSPA数据业务总吞吐率

根据上述测试，可以得出以下结论。

a）可以实施HSPA+和R99共载波。

b）在多CS64K用户接入情况下，开启64QAM较关闭64QAM在小区总的吞吐量方面有明显提高；开启64QAM在室外场景均有超过20%的吞吐量提升，室内场景有超过30%的提升。

c）在关闭和开启64QAM的情况下，随着CS64K业务数目的增加，小区的总吞吐率呈下降趋势。

2.2 Iub传输配置测试

首先进行了HSPA+独立载波小区测试，测试小区选定为吉大官村大厦第一扇区，测试终端UE1、UE2、UE3在主测小区吉大官村大厦第一扇区下按顺序开始进行FTP大数据文件下载业务，待速率稳定后传输侧依次减少VC12数目，直至小区吞吐率出现明显下降（小区应用层吞吐率下降0.5～1 Mbit/s）。

UE平均下行数据速率和小区下行总吞吐率见表4。

随后进行了HSPA+和R99共载波小区测试，测试终端UE1、UE2、UE3在主测小区吉大官村大厦第一扇区下按顺序开始进行FTP大数据文件下载业务，UE4、UE5、UE6及UE7开始AMR业务，待速率稳定后传输侧依次减少VC12数目，直至小区吞吐率出现明显下降（小区应用层吞吐率下降0.5～1 Mbit/s）。

表4 独立载波VC12数目与HSPA数据业务总吞吐率

UE平均下行数据速率和小区下行总吞吐率见表5。

表5 共用载波VC12数目与HSPA数据业务总吞吐率

HSPA+独立载波与HSPA+和R99共载波吞吐率对比见图3。

图3 HSPA+独立载波与共载波吞吐率对比

根据上述测试，可以得出以下结论。

a）HSPA+独立载波小区下行总吞吐率在VC12的数量由7条减少至6条时出现明显下降，由11.5 Mbit/s降至10.8 Mbit/s，降幅超过0.5 Mbit/s。VC12为 7条就是HSPA+64QAM下所需的Iub传输配置。

b）HSPA+和R99共载波小区下行总吞吐率在VC12的数量由8条减少至7条时出现明显下降，由11.7 Mbit/s降至 10.9 Mbit/s，降幅超过 0.5 Mbit/s。VC12为8条就是HSPA+64QAM数据传输和R99CS业务下所需的Iub传输配置。

c）HSPA+和R99共载波小区下行总吞吐率小于HSPA+独立载波下行总吞吐率，HSPA+和R99共载波，会造成系统容量的减小，HSPA+承载在独立载波上更能够发挥性能作用。

d）HSPA+和R99共载波相较于HSPA+独立载波，对Iub传输带宽的要求更高。

3 HSPA+部署建议

从本次外场测试实施过程来看，HSPA+64QAM网络升级改造工作量较小，主要为无线调制技术的升级、传输网络带宽扩容，主要包括以下内容。

a）核心网软件升级。SGSN、GGSN、HLR等软件升级支持64QAM调制，对应测试USIM卡，需将签约速率修改为21 Mbit/s。

b）无线网络改造。主要是开启64QAM和Enhanced Layer 2功能；对数据业务量高的区域需考虑开启第二载频供HSPA+使用，此种情况下由于基站设备载扇限制需增加基带单元BBU；改造不涉及天馈部分改造。

c）传输网络改造。传输带宽需求增加明显，商用HSDPA网络普遍配置的传输为4E1，本次HSPA+外场测试按每站16E1扩容传输，实际测试发现7E1以上也可以发挥HSPA+的速率优势。

升级HSPA+后可以支持HSPA+和R99共载波，在混合业务情况下对单载波吞吐量提升明显，其中室外场景开启64QAM后较16QAM提升20%以上，室分场景开启64QAM后较16QAM提升30%以上。

综合考虑HSPA+网络升级改造工作量、吞吐量提升效果，建议在室内第一载频直接部署HSPA+64QAM，以提升室内高速数据用户感知。在室外市区第一载频部署时可以结合传输网络资源充足情况、数据业务需求强烈程度等分步实施。

［1］中国联通WCDMA网64QAM测试规范 ［EB/OL］. ［2010-12-21］.http://wenku.baidu.com/view/6c1a5deae009581b6bd9eb5b.html.