??? 仿真技術是移動通信系統(tǒng)性能驗證和實現(xiàn)設計工具的重要手段，通過采用仿真技術模擬系統(tǒng)工作過程，能得到更加精確的系統(tǒng)容量覆蓋分析結果，輸出運營商所關注的各項網(wǎng)絡性能指標。同樣，在HSDPA的網(wǎng)絡規(guī)劃中，仿真技術也對理論分析和工程實踐具有指導作用。針對HSDPA仿真，典型指標包括：小區(qū)吞吐率、邊緣速率、用戶速率以及覆蓋率等，通過對仿真結果進行分析可以合理估計HSDPA網(wǎng)絡規(guī)模和投資規(guī)模，指導運營商在容量、覆蓋、服務質量三者間尋求最佳點。

??? 中興通訊在3G無線網(wǎng)絡仿真中積累了豐富的經(jīng)驗，對于HSDPA網(wǎng)絡仿真也進行了深入的研究，形成了一套行之有效的網(wǎng)絡仿真規(guī)范和方法。中興通訊本著精益求精的態(tài)度，在實踐中不斷探索、總結、提高，真正具備了為優(yōu)質HSDPA網(wǎng)絡規(guī)劃提供全面技術支持的能力。

??? 本文以中興通訊在HSDPA網(wǎng)絡仿真實踐中積累的經(jīng)驗為基礎，以業(yè)界權威的網(wǎng)絡規(guī)劃軟件AircomEnterprise為例，介紹HSDPA仿真技術。本文側重于分析HSDPA仿真與R99仿真的不同點，如HSDPA的仿真參數(shù)設置及仿真結果分析等。考慮到建網(wǎng)初期都是R99和HSDPA共載頻的，所以本文HSDPA仿真介紹均以R99和HSDPA共載頻混合組網(wǎng)為例。

??? 二、HSDPA仿真原理

??? 針對HSDPA仿真，仿真平臺首先會考慮小區(qū)的下行總發(fā)射功率，然后再計算在每個格點上的HSDPA用戶能夠實際獲得的SNIR（信號對噪聲加干擾功率比）。當HSDPA用戶在某一格點上嘗試發(fā)起呼叫時，首先計算當前格點上能夠實際獲得的SNIR值，然后與所有承載的目標SNIR按照優(yōu)先級別逐個進行比較，一旦實際SNIR超過業(yè)務所支持的某一個承載的SNIR目標值，即認為能夠被成功接入，從而HSDPA業(yè)務就建立在了這個承載上。

??? 在R99系統(tǒng)中，采用Eb/No（每比特能量與噪聲功率密度之比）評估業(yè)務信道的接收能力，Eb/No是R99中非常關鍵的指標之一，在鏈路預算中直接決定了接收機的靈敏度。而在HSDPA系統(tǒng)中，采用的評價指標是Es/No（每符號能量與噪聲之比），也就是我們所說的SNIR。AIRCOMEnterprise軟件中承載都是以Eb/No作為接入指標的，所以當進行HSDPA仿真時，就有必要將SNIR（Es/No）轉換為Eb/No。

??? SNIR與Eb/No是成正比的，其換算關系如下：

??? 其中M表示一個空中符號代表的比特數(shù)，當調制方式為QPSK時M＝2，為16QAM時M＝4；Ncodes則表示該承載使用的碼的個數(shù)。

??? 三、HSDPA規(guī)劃

??? 采用仿真平臺進行仿真之前，要對網(wǎng)絡進行預規(guī)劃。與R99一樣，HSDPA網(wǎng)絡預規(guī)劃包括建立業(yè)務、鏈路預算以及容量估算等。

??? 1.業(yè)務模型

??? HSDPA業(yè)務模型的計算中，不再沿用R99中的erl概念，而是直接統(tǒng)計出HSDPA業(yè)務的下行總數(shù)據(jù)吞吐率，并由此決定HSDPA功率分配的額度。要注意的是，HSDPA的上行業(yè)務一般是通過PS64K實現(xiàn)的，所以在計算上行PS64K承載的總吞吐率時，應是R99數(shù)據(jù)業(yè)務和HSDPA業(yè)務的上行流量之和。R99部分則仍要把各種業(yè)務模型數(shù)據(jù)歸整成每種業(yè)務的上下行erl，以便用campbell方法進行容量估算。

??? 2.鏈路預算

??? HSDPA的鏈路預算主要考慮下行鏈路預算。

??? HSDPA引入了HS-PDSCH信道，即下行物理信道，它的引入是為了承載傳輸信道HS-DSCH，也就是承載實際的用戶數(shù)據(jù)，其擴頻碼為SF16，UE可占用多個HS-PDSCH碼道，并可根據(jù)實際信道條件選擇不同的調制方式和編碼方式，可承載不同大小的傳輸塊。也正因如此，HSDPA沒有固定的下行服務速率，因而在仿真之前的鏈路預算中需要首先確定被規(guī)劃區(qū)域的小區(qū)邊緣的用戶服務速率需求，即小區(qū)邊緣速率，進而確定HSDPA下行信噪比（Es/No）取值，隨后按照與R99類似的鏈路預算過程獲得最后結果。如果已知需要達到的邊緣覆蓋距離，可以反推能夠達到的下行信噪比值，進而可以獲得能夠達到的HSDPA邊緣速率。如圖1所示。

??? 圖1 HSDPA下行鏈路預算流程圖

??? 需要注意的是，HSDPA因為不支持軟切換和快速功控，故HSDPA鏈路預算中的軟切換增益和功控余量均為0。

??? 3.容量估算

??? 容量估算的關鍵點在于應該預留多少功率資源給HSDPA。在建網(wǎng)初期，中興通訊建議分配30%的功率給HSDPA。除去公共信道功率和HSDPA功率后，剩余功率用于R99下行容量的計算，便可得出滿足容量所需的基站數(shù)。結合鏈路預算和容量估算，可知實際所需的基站半徑和基站數(shù)，從而得到預規(guī)劃組網(wǎng)方案。

??? 四、HSDPA仿真參數(shù)設置

??? 組網(wǎng)方案確定后，便可將有關仿真參數(shù)輸入仿真平臺進行仿真。在AIRCOMEnterprise仿真平臺中，針對HSDPA有關特性需要進行有關參數(shù)的設置。重要的有：

??? 1.編碼率

??? 在仿真中，HSDPA承載的確定，取決于所采用的調制方式、編碼率以及信道編碼的數(shù)目。調制方式（QPSK和16QAM）和信道編碼的最大數(shù)(15)在3GPP規(guī)范中有明確標準，但編碼率的使用并沒有嚴格限定，在AIRCOMEnterprise工具中，編碼率被設置成一些默認值，但在實際應用中并不采用默認值，需要另行添加，中興通訊即有完整的編碼率表，囊括了HSDPA網(wǎng)絡仿真所需的所有編碼率。

??? 2.HSDPA承載

??? 承載設置中，Es/No的設置是關鍵。如前所述，Es/No與SNIR成正比關系，實際每個承載的Es/No值的選取可以與每種承載的CQI值相對應，這也就決定了此種承載所能達到的傳輸速率。

??? 3.HSDPA業(yè)務

??? 在仿真業(yè)務設置中，要為HSDPA業(yè)務單獨建立一種業(yè)務，并為其下行配上對應所需的若干承載，而上行則通常選擇PS64K。中興通訊為HSDPA業(yè)務的下行設置了一系列承載配制方案，可滿足各種仿真環(huán)境的需求。

??? 4.碼道數(shù)

??? 考慮到建網(wǎng)初期，HSPDA和R99是共載頻的，為了避免對R99用戶產(chǎn)生較大的影響，HS-PDSCH信道的碼道資源不可過多，系統(tǒng)為每個扇區(qū)配置5個碼道給HSDPA業(yè)務使用。考慮到HSDPA建網(wǎng)初期通常使用的終端類型是6類或者12類終端，因此每扇區(qū)5碼道配置也是比較合理的。

??? 需要注意的是，在AIRCOMEnterprise仿真平臺中，NodeB要設置成支持HSDPA資源的類型，且NodeB和UE所支持的編碼率要一致。此外HSDPA業(yè)務所占用的功率也要考慮，中興通訊建議在建網(wǎng)初期，在每扇區(qū)5碼道配置下，HSDPA一般分配30%的功率。

??? 五、HSDPA仿真結果分析

??? 在HSDPA仿真中，最終關注的還是仿真結果，通過對仿真結果的分析，可以有針對性地對規(guī)劃網(wǎng)絡進行調整，以獲得最佳網(wǎng)絡效果。現(xiàn)通過實際案例，介紹中興通訊最為關注的幾個仿真輸出。

??? 1.導頻覆蓋強度圖

??? 圖2 導頻覆蓋強度圖

??? 導頻覆蓋反映了各個地理位置處的UE接收到的平均導頻功率RSCP值，如圖2所示。由圖可知，該規(guī)劃區(qū)域的導頻強度都在-90dBm以上，網(wǎng)絡質量較高。根據(jù)HSDPA無線性能測試，導頻強度超過-90dBm時，系統(tǒng)可以達到較高的R99和HSDPA容量。

??? 2.Ec/Io圖

??? 導頻覆蓋效果的好壞一方面取決于導頻的信號強度，另一方面取決于導頻信號質量即Ec/Io。前者僅僅考慮了信號的絕對強度，而后者考慮了全網(wǎng)的干擾水平。從圖3所示的導頻Ec/Io仿真結果分析中，可以看出規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的導頻Ec/Io多數(shù)高出-13dB，網(wǎng)絡質量較好。根據(jù)有關導頻Ec/Io、MPO、HS-PDSCH的Es/No之間的內(nèi)在關系，可快速準確地預估出HSDPA的用戶吞吐率。

??? 圖3 導頻Ec/Io圖

??? 3.HSDPA有效服務速率圖

??? HSDPA有效服務速率表示某一位置上的用戶可以得到的HSDPA下行速率，從圖4可以看到，多數(shù)HSDPA用戶速率都在600Kbps~1Mbps之間，完全滿足初期HSDPA網(wǎng)絡中用戶的需求。如果速率未達到預期效果，則需要對規(guī)劃重新進行調整，并再次仿真加以驗證。

??? 圖4 HSDPA有效服務速率

??? 除此之外，我們還需要關注的是每個小區(qū)的吞吐率報表，它可以較為直接地體現(xiàn)出每小區(qū)HSDPA的性能。如表1所示，各小區(qū)均有著較高的吞吐率。

表1 HSDPA小區(qū)吞吐率

??? 通過以上仿真平臺對HSDPA網(wǎng)絡仿真后的輸出描述，我們可以了解被規(guī)劃區(qū)域的網(wǎng)絡情況，得到無線網(wǎng)絡狀況的各項指標，從而指導實際的網(wǎng)絡工程建設。

??? 六、總結

??? 引入HSDPA之后，在仿真計算過程中需要引入更多的算法，例如功率分配、碼資源分配、分組調度等，因此HSDPA的仿真與系統(tǒng)算法更加緊密地聯(lián)系在一起，這是比以往R99仿真更加復雜之處，需要仿真人員在工程仿真之前對被規(guī)劃場景進行技術分析，預估關鍵參數(shù)，為下一步的工程化仿真提供參考方案和參數(shù)建議，并對相關技術問題提供解決方案，對最終方案的容量、覆蓋等技術指標進行精確評估，使得HSDPA仿真結果在工程建設中發(fā)揮指導作用。

??? 中興通訊現(xiàn)已參與了國內(nèi)外多個HSDPA網(wǎng)絡規(guī)劃及仿真，已在世界各地承建了10多個支持HSDPA技術的3G網(wǎng)絡，得到了運營商的一致認可。