HSDPA和HSUPA技术应用探讨

发布: 2007-6-23 15:23 | 作者: | 来源: 通信世界 | 查看: 16次 | 进入软件测试论坛讨论

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北京邮电大学通信网络综合技术研究所李美玲袁超伟刘鸣高建波

江西联通鹰潭分公司黄守勇

2006年是中国3G发展的最关键一年，技术的选择关系到建网成本和网络质量。对HSDPA/HSUPA的技术应用进行探讨，不论是对运营商还是普通用户都将会带来极大的好处。对于运营商来说，HSDPA/HSUPA可以提高WCDMA和TD-SCDMA网络数据容量和频谱效率、实现性价比高的网络，实现更低的每比特传输成本。对于普通用户来说，它们可以提供更高的数据速率、更短的服务响应时间、更好的服务可靠性。

一、HSDPA、HSUPA技术性能分析

1.HSDPA技术性能分析

HSDPA的性能与信道条件(如时间色散、小区环境、终端车速、小区内与小区间的干扰分布)、终端基本检测性能(敏感性、干扰抑制能力等)有关，还受到无线资源管理(RRM)算法的影响，如功率和码资源的分配、载干比估计的准确性及分组调度算法的选择和实施等。

在WCDMA R99中，所有传输信道都是在RNC侧终止，数据的重传功能位于RNC侧，每次重传都要经过Iub接口，增加了数据传输的延迟；HSDPA中的HARQ(Hybrid ARQ,混合自动请求重传)协议位于Node-B中，数据重传无需经过Iub接口，有效增加了无线链路的数据吞吐量，从而提高整个扇区的吞吐量。

在WCDMA R99中，下行链路功率控制的动态范围大约是20dB，而上行链路的功控动态范围可达70dB，这主要是由于下行链路的功率受限于小区内干扰，同时也意味着当用户靠近Node-B时，基站的发射功率会有所降低但不可能在短时间内大幅度下降；HSDPA中使用自适应调制编码(AMC)技术，对于靠近Node-B的用户，充分利用现有的信道条件，使用高阶的调制方案和较高的编码速率，以最大化下行链路的数据吞吐量。

在HSDPA中，小区吞吐量随调制方式、可使用的码信道数量和信道编码速率而不同，它所能达到的理论峰值速率为R99的5倍，如采用3/4编码速率和16QAM调制，能达到的峰值速率为10.7Mbit/s。由于多个用户是时间复用和码字复用，因此理论的速率可以由单个用户达到或多个用户分配达到，网络可根据终端性能和终端数据需求进行功率和码字分配。HSDPA技术作为WCDMA的增强型无线技术可以提高系统的频率效率和码资源效率，是一种提升网络性能和容量的有效方式。为了使HSDPA可以尽可能多地承载各种类型的业务，保证各种业务类型的QoS，HSDPA的分组调度不再由RNC负责，而是改由Node-B来直接管理，这样可以使资源调度更接近空中接口，缓解Iub产生的延迟限制。更快的调度方式使得不需要通过专用信道(DCH)承载，就可以采用分组调度提供恒定比特速率的业务，所以HSDPA不仅能有效支持交互式等非实时业务，同样可以用于支持某些实时业务，如流媒体业务等。

2.HSUPA性能分析

考虑到上行链路自身的特点，如上行软切换、功率控制和UE的峰均比(PAR)问题，HSUPA主要采用物理层快速重传和快速调度等技术来提高上行链路的数据速率和小区容量。

在WCDMA R99中，数据包重传是由RNC控制下的RLC重传完成的。在透明模式(AM)下，RLC的重传涉及RLC信令和Iub接口传输，重传延时超过100ms；HSUPA使用增量冗余重传机制，使得数据包的重传可以在移动终端和基站间直接进行，绕开了Iub接口传输，大大降低了时延，快速重发还允许上行链路以更高的误块率(BLER)运行，允许在给定的数据速率下以更低的功率级开始传输，最终使得小区的覆盖面扩大。

在WCDMA R99中，移动终端传输速率的调度由RNC控制，移动终端可用的最高传输速率在DCH建立时由RNC确定，RNC不能够根据小区负载和移动终端的信道状况变化灵活控制移动终端的传输速率；HSUPA通过在上行链路中使用快速调度可以对网络业务负载和数据做出快速反应，减少了上行链路噪声增长的变化率，有可能减少上行链路为了保护超负荷预留的峰值储备，充分利用了R99解决方案里保留的容量，这样一来就实现了更高的用户数据速率和小区容量。

HSUPA向后充分兼容于3GPP的WCDMA R99，可以逐步引入到网络中，其终端可以和R99的终端共享同一无线载体。HSUPA不依赖HSDPA，也就是说没有升级到HSDPA的网络也可以引入HSUPA。虽然WCDMA引入HSUPA需要对现有的无线接入系统做一定程度的升级，但是由于HSUPA极大地提高了上行传输速率，无论对于发送Email，文件上传还是交互式游戏这样的应用，用户都将体会到HSUPA提供的高速率和短延迟。