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HSDPA和HSUPA技術(shù)應(yīng)用探討

云知道

北京郵電大學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)綜合技術(shù)研究所 李美玲 袁超偉 劉鳴 高建波 江西聯(lián)通鷹潭分公司 黃守勇
2006年是中國3G發(fā)展的最要害一年，技術(shù)的選擇關(guān)系到建網(wǎng)成本和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量 。對HSDPA/HSUPA的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探討，不論是對運(yùn)營商還是普通用戶都將會(huì)帶來極大的好處 。對于運(yùn)營商來說，HSDPA/HSUPA可以提高WCDMA和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)容量和頻譜效率、實(shí)現(xiàn)性價(jià)比高的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更低的每比特傳輸成本 。對于普通用戶來說，它們可以提供更高的數(shù)據(jù)速率、更短的服務(wù)響應(yīng)時(shí)間、更好的服務(wù)可靠性 。
一、HSDPA、HSUPA技術(shù)性能分析
1.HSDPA技術(shù)性能分析
HSDPA的性能與信道條件(如時(shí)間色散、小區(qū)環(huán)境、終端車速、小區(qū)內(nèi)與小區(qū)間的干擾分布)、終端基本檢測性能(敏感性、干擾抑制能力等)有關(guān)，還受到無線資源治理(RRM)算法的影響，如功率和碼資源的分配、載干比估計(jì)的準(zhǔn)確性及分組調(diào)度算法的選擇和實(shí)施等 。
在WCDMA R99中，所有傳輸信道都是在RNC側(cè)終止，數(shù)據(jù)的重傳功能位于RNC側(cè)，每次重傳都要經(jīng)過Iub接口，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t；HSDPA中的HARQ(Hybrid ARQ,混合自動(dòng)請求重傳)協(xié)議位于Node-B中，數(shù)據(jù)重傳無需經(jīng)過Iub接口，有效增加了無線鏈路的數(shù)據(jù)吞吐量，從而提高整個(gè)扇區(qū)的吞吐量 。
在WCDMA R99中，下行鏈路功率控制的動(dòng)態(tài)范圍大約是20dB，而上行鏈路的功控動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)70dB，這主要是由于下行鏈路的功率受限于小區(qū)內(nèi)干擾，同時(shí)也意味著當(dāng)用戶靠近Node-B時(shí)，基站的發(fā)射功率會(huì)有所降低但不可能在短時(shí)間內(nèi)大幅度下降；HSDPA中使用自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)技術(shù)，對于靠近Node-B的用戶，充分利用現(xiàn)有的信道條件，使用高階的調(diào)制方案和較高的編碼速率，以最大化下行鏈路的數(shù)據(jù)吞吐量 。
在HSDPA中，小區(qū)吞吐量隨調(diào)制方式、可使用的碼信道數(shù)量和信道編碼速率而不同，它所能達(dá)到的理論峰值速率為R99的5倍，如采用3/4編碼速率和16QAM調(diào)制，能達(dá)到的峰值速率為10.7Mbit/s 。由于多個(gè)用戶是時(shí)間復(fù)用和碼字復(fù)用，因此理論的速率可以由單個(gè)用戶達(dá)到或多個(gè)用戶分配達(dá)到，網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)終端性能和終端數(shù)據(jù)需求進(jìn)行功率和碼字分配 。HSDPA技術(shù)作為WCDMA的增強(qiáng)型無線技術(shù)可以提高系統(tǒng)的頻率效率和碼資源效率，是一種提升網(wǎng)絡(luò)性能和容量的有效方式 。為了使HSDPA可以盡可能多地承載各種類型的業(yè)務(wù)，保證各種業(yè)務(wù)類型的QoS，HSDPA的分組調(diào)度不再由RNC負(fù)責(zé)，而是改由Node-B來直接治理，這樣可以使資源調(diào)度更接近空中接口，緩解Iub產(chǎn)生的延遲限制 。更快的調(diào)度方式使得不需要通過專用信道(DCH)承載，就可以采用分組調(diào)度提供恒定比特速率的業(yè)務(wù)，所以HSDPA不僅能有效支持交互式等非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，同樣可以用于支持某些實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如流媒體業(yè)務(wù)等 。
2.HSUPA性能分析
考慮到上行鏈路自身的特點(diǎn)，如上行軟切換、功率控制和UE的峰均比(PAR)問題，HSUPA主要采用物理層快速重傳和快速調(diào)度等技術(shù)來提高上行鏈路的數(shù)據(jù)速率和小區(qū)容量 。
【HSDPA和HSUPA技術(shù)應(yīng)用探討】在WCDMA R99中，數(shù)據(jù)包重傳是由RNC控制下的RLC重傳完成的 。在透明模式(AM)下，RLC的重傳涉及RLC信令和Iub接口傳輸，重傳延時(shí)超過100ms；HSUPA使用增量冗余重傳機(jī)制，使得數(shù)據(jù)包的重傳可以在移動(dòng)終端和基站間直接進(jìn)行，繞開了Iub接口傳輸，大大降低了時(shí)延，快速重發(fā)還答應(yīng)上行鏈路以更高的誤塊率(BLER)運(yùn)行，答應(yīng)在給定的數(shù)據(jù)速率下以更低的功率級(jí)開始傳輸，最終使得小區(qū)的覆蓋面擴(kuò)大 。
在WCDMA R99中，移動(dòng)終端傳輸速率的調(diào)度由RNC控制，移動(dòng)終端可用的最高傳輸速率在DCH建立時(shí)由RNC確定，RNC不能夠根據(jù)小區(qū)負(fù)載和移動(dòng)終端的信道狀況變化靈活控制移動(dòng)終端的傳輸速率；HSUPA通過在上行鏈路中使用快速調(diào)度可以對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載和數(shù)據(jù)做出快速反應(yīng)，減少了上行鏈路噪聲增長的變化率，有可能減少上行鏈路為了保護(hù)超負(fù)荷預(yù)留的峰值儲(chǔ)備，充分利用了R99解決方案里保留的容量，這樣一來就實(shí)現(xiàn)了更高的用戶數(shù)據(jù)速率和小區(qū)容量 。

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