HSDPA仿真方法与实例分析
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【摘要】首先基于AIRCOM Enterprise软件对hsdpa的仿真流程、原理、设置进行了初步介绍，然后提供了一个建网初期在密集城区部署HSDPA的仿真实例，并根据仿真结果对不同功率及用户数情况下的HSDPA吞吐量进行对比分析。
【关键词】WCDMA HSDPA 规划 仿真
1 概述
HSDPA组网方式包括混合组网和独立组网。通常建议在建网初期采用R99+HSDPA单载频混合组网，随着用户数量的增加，再增加载频进行扩容，扩容后可采用独立组网或者多载频混合组网。
HSDPA规划指标包括小区边缘吞吐率、小区平均吞吐率、HSDPA功率分配、HSDPA应用策略等。HSDPA的技术复杂性使得其规划及仿真比R99更为复杂，而且仿真结果的准确性往往难以把握。
本文基于AIRCOM Enterprise探讨HSDPA的工程仿真方法，首先对仿真软件的算法进行研究，然后给出一个在广州密集市区部署HSDPA的仿真实例，并对仿真结果给予分析。
2 HSDPA仿真方法
2.1 HSDPA规划流程
R99+HSDPA单载频混合规划流程如图1所示，主要思路是首先根据R99的业务要求，计算出用于R99所使用的基站功率，然后将没有用于R99的功率分配给HSDPA，再计算HSDPA的吞吐率是否满足要求，如果不满足要求，就调整规划参数或者改变HSDPA应用策略，如此进行迭代计算，最终得到HSDPA的规划方案及结果。
2.2 HSDPA仿真原理
HSDPA小区吞吐率与很多参数有关，主要包括：
（1）HSDPA终端类型：可能的调制方式（仅有QPSK或者同时支持QPSK和16QAM）、每UE最大码道数量（5、10或15）、H-ARQ进程（软合并或增量冗余）；
（2）HSDPA终端接收机性能；
（3）HSDPA用户渗透率和小区中的HSDPA终端数量；
（4）终端运动速率；
（5）HSDPA专用功率；
（6）HSDPA可以使用的所有SF16码道数量；
（7）HSDPA调度算法（maxC/
I、RoundRobin或者其他）；
（8）无线环境，比如传播模型、小区半径、阴影衰落方差、正交因子、多径信道模型。
在多用户的情况下，实际HSDPA系统中用户之间根据算法动态共享时域和码域的无线资源，小区的吞吐率和用户分布以及调度算法有很大关系。AIRCOM Enterprise软件基于静态仿真，与动态仿真技术相比，AIRCOM Enterprise软件里进行了一些简化处理：
（1）用户的码分和时分共享程度通过激活因子定义的资源（码、功率、吞吐率）消耗来体现；
（2）软件对多用户的资源调度使用随机方式，比较类似RR调度；
（3）软件不能设置HARQ的合并方式（如CC、IR、FIR），HARQ合并带来的增益通过调整承载的Eb/No来等效设置；
（4）下行控制信道的资源消耗通过在承载里设置control overhead factor来等效。
业务激活因子对仿真结果影响很大。业务激活因子在仿真计算中影响以下三个方面，因此软件中予以分别定义：
（1）影响SINR的计算；
（2）影响消耗资源的计算（例如码资源）：假如某承载需要1个码资源，而该业务使用该承载时的激活因子是α，则该承载实际平均消耗码资源是α个；
（3）影响有效吞吐率计算。
2.3 HSDPA仿真设置
AIRCOM Enterprise仿真平台的HSDPA仿真方法与WCDMA R99仿真方法类似，在此不再赘述。仿真方法别针对HSDPA的设置主要包括：
（1）HSDPA码资源设置
每个小区除了原有的信道资源之外，增加一类HSDPA码资源。可以指定可用HSDPA码资源（SF16码道数量）的最大数量。
（2）HSDPA功率设置
在Node B中设置HSDPA下行可用的最大功率。采用大功率基站，更能发挥HSDPA的优势。
（3）HSDPA终端定义
定义该终端支持的调制方式、编码方式以及最大码个数。
（4）HSDPA承载
HSDPA承载需要设置调制方式、编码方式、HSDPA码资源数量、控制信道overhead factor及该承载Eb/No目标值的设置。Eb/No的设置很关键，关系到发起呼叫的用户能否成功接入。实际每个承载的Eb/No值的选取可以与每种承载的QoS要求密切相关。HSDPA不支持快速功控和软切换，因此链路预算时不设功率余量和软切换增益。
调制方式（QPSK和16QAM）和信道编码的最大数（15）在3GPP规范中有明确标准，但编码率的使用并没有严格限定，在AIRCOM Enterprise工具中，编码率被设置成一些默认值，也可自行添加。
（5）HSDPA业务
根据话务模型，设置各种需要HSDPA承载的业务，以及对应使用的HSDPA承载类型和数量。注意不支持软切换。某类业务使用不同类型承载时，需分别给定功率激活因子和资源激活因子。
3 HSDPA仿真实例
本实例假设3G建网初期在广州密集市区根据R99+HSDPA单载频混合组网策略部署HSDPA。仿真结果和众多假设条件相关，本实例只用于说明应用AIRCOM Enterprise仿真HSDPA的一般方法。
3.1 假设条件
3.2 仿真结果及分析
4 结束语
HSDPA的引入使WCDMA的规划及仿真更为复杂。HSDPA的部署策略、话务模型、信道模型、终端性能、HSDPA采用的多种算法（如功率分配、码资源分配、分组调度等）、以及本身的技术特性（如自适应调制方式使得速率与信道参数紧密关联）使HSDPA的规划仿真非常复杂。HSDPA工程仿真软件简化了动态链路仿真的部分算法，可以较快为工程规划提供仿真结果，然而仿真结果的可信度依赖于仿真输入的各种参数及模型的准确性。因此，规划人员需要对规划场景进行细致的技术分析，估计关键参数，才能使规划仿真结果较为准确并能在工程建设中发挥指导作用。
参考文献：
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