3、系统仿真结果

3.1　仿真原理

实际的HSDPA系统通过自适应调制和编码调整数据速率以满足信道质量。而信道质量主要反应在UE的接收载干比C/I上，C/I的计算公式为：

其中：Pi为用户单码道i的接收功率；a为本小区干扰抑制因子，a=联合检测因子×非正交因子；Iown为本小区干扰功率；Iother为来自其他小区的干扰功率NO为下行热噪声功率。

UE通过测量当前接收的C/I来判断信道质量的好坏，根据当前的信道质量在协议规定的传输格式及资源组合（TFRC）表中选择合适的数据块大小（TBS）以及调制编码方式，同时UE还将对当前TTI接收到的数据块进行解码，最后将ACK/NAK信息以及TFRC信息一起作为信道质量指示（CQI）通过HS-SICH信道上报给Node B，Node B根据收到的CQI信息在下一个TTI内发送合适的数据块。当多UE在线时，还要考虑到使用的调度算法，使用最多的是以下3种基本调度算法：①基于最大载干比的MAX-C/I调度算法；②对用户轮询调度的Round Robin算法；③兼顾时间与资源的部分公平调度PF算法。具体采用哪种调度算法取决于运营商的策略，协议并没有作硬性的规定。

在上述系统基本原理的基础上对TD-HSDPA进行系统建模仿真。主要仿真参数如表1所示。

表1　主要仿真参数

图2　单用户吞吐量与路损关系

3.2　单用户性能

仿真考察在孤岛条件下，HSDPA用户只受本小区干扰和接收机热噪声的影响时，HSDPA单用户吞吐量与路径损耗的关系，由于仿真中HSDPA占3个下行时隙（考虑实际保留部分时隙承载12.2k语音业务），所以理论的最高速率为563.6 kbit/s×3=1.6 Mbit/s。从图2的仿真结果可以看到，用户吞吐量随路损的增大而减小，当用户所处的无线环境较好、路径损耗在80 dB左右时，吞吐量可以接近理论上限1.6 Mbit/s（仿真中考虑10%的误块率影响），当用户处于小区边缘、路径损耗大于150 dB时，流量则下降到500 kbit/s以下。

3.3　多用户性能

仿真考察在多小区多用户环境下的吞吐量性能，此时用户将同时受到本小区和相邻小区的干扰。小区内有多个用户在线时，随着小区用户数的增加，MAX-C/I和PF调度算法下的小区吞吐量都有所上升，这种由小区用户数增加而带来的吞吐量上升，被称为多用户分集增益。从图3可以看到，MAX-C/I下的吞吐量上升最为明显，这和调度算法本身的特性是相吻合的，在多用户下，MAX-C/I算法总能调度到信道质量最好的用户，选用高阶的调制方式以及更大的TBS传输，从而提高小区吞吐量。而RR调度算法与用户信道质量无关，被轮循调度到的用户的信道质量可能会比较差，而这种情况在多用户数下出现的几率更大，所以影响了小区吞吐量的提升。PF算法由于兼顾了用户信道质量以及调度的公平性，所以吞吐量上升不如MAX-C/I算法显著。多用户分集增益也比较有限，随着在线用户数的进一步增加，小区吞吐量也将趋于平稳。

图3　3种调度算法下小区吞吐量与用户数的关系

4、结语

基于TD-SCDMA的HSDPA系统继承了TD-SCDMA的先进技术，如智能天线技术、联合检测技术等，融入了HSDPA特有的一些关键技术，大大提高了系统网络的下行数据速率。文章通过理论分析结合系统仿真，考察了HSDPA系统的性能，为实际的HSDPA网络规划与建设提供参考。