??? 首先,從本質上說HSDPA是一些無線增強技術的集合,利用HSDPA技術可以在3G現有技術的基礎上使下行數據峰值速率有很大的提高。HSPDA是3GPPRelease5RAN的一個重要特性,與R4版本TD-SCDMA、WCDMA系統相比較引入HSDPA 技術主要是通過修改空中接口來增強系統性能,主要操作在UE、NodeB的物理層和MAC層,而RLC(無線鏈路控制)和PDCP(分組數據匯聚協議)不做任何改動。無論是在UE側還是在NodeB側MAC層主要是增加了MAC-hs實體,相關HS-DSCH的MAC層操作都在這里完成,除了包括流控和優(yōu)先級處理功能外,還需要完成HARQ 協議的相關操作,包括調度、重傳、重排等。另外RRC和NBAP協議需要提供相應流程支持。基本原理都是通過引入高速下行共享信道HS-DSCH增強空中接口,并在UTRAN中增加相應的功能實體來實現。從底層來看主要通過引入自適應調制編碼(AMC)、混和自動重傳請求(HARQ)等鏈路自適應技術以及快速調度、MAC-hs協議等關鍵技術來實現更高的數據吞吐量,降低時延和提高峰值速率。
??? 總之,HSDPA技術可以同時適用于WCDMA和TD-SCDMA兩種不同制式,在這兩種不同制式中其實現方式十分相似,基本原理和關鍵技術都是大體相同的。不同之處主要表現在以下方面:
??? 1. 幀結構不同
??? 由于WCDMA和TD-SCDMA兩種制式本身幀結構的不同導致W-HSDPA和TD-HSDPA幀結構的不同,W-HSDPA子幀是2ms,相當于3個目前定義的W-CDMA 時隙,而TD-HSDPA子幀是5ms,有7個業(yè)務時隙和3個特殊時隙。W-HSDPA較短的幀允許用戶在較短持續(xù)時間內把數據傳送分配至一個或多個物理信道,從而使網絡能在時域和碼域重新調整它的資源分配。
??? 2. 信道結構的異同
??? HSDPA引入的專用傳輸信道是HS-DSCH,它是高速下行共享信道,下行鏈路方向,負責承載用戶高速業(yè)務數據,W-HSDPA和TD-HSDPA都有此信道。對于W-HSDPA,信道共享方式為時分復用+碼分復用,擴頻因子為16(最多映射15條物理信道)。對于TD-HSDPA,擴頻因子為1。
??? HSDPA引入的物理信道有3類,TD-HSDPA物理層引入HS-PDSCH,HS-SCCH和HS-SICH三個信道,W-HSDPA物理層引入HS-PDSCH,HS-SCCH和HS-DPCCH三個信道,分別來說有:
??? ?高速物理下行共享信道,下行鏈路方向,承載凈荷數據。W-HSDPA和TD-HSDPA都是HS-PDSCH信道。
??? ? 高速下行鏈路共享控制信道,下行鏈路方向,承載相關UE標識和TFRI(傳輸格式資源組合),HARQ等相關信息。W-HSDPA和TD-HSDPA都是HS-SCCH信道,但擴頻因子分別為128和16,調制方式都是QPSK。
??? ?高速物理控制信道,上行鏈路方向,承載HARQ確認(ACK)和信道質量指示符(CQI)信息。W-HSDPA中是HS-DPCCH信道,是一個專用信道,擴頻因子是256。TD-HSDPA中對應的是HS-SICH,是一個共享信息信道,擴頻因子是16。
??? 3. 物理過程的異同
??? 整體而言HSDPA對于TD-SCDMA、WCDMA兩種制式的物理過程基本類似。
??? 4. 頻譜效率的比較
??? W-HSDPA單載波(10MHz帶寬上)支持的理論峰值吞吐量為14.4Mbps。對于TD-HSDPA,在上下行時隙配置為1:5時,單載波(1.6MHz帶寬)TD-HSDPA的理論峰值速率可以達到2.8Mbps。在10MHz帶寬內(即6個載波)能夠達到的峰值速率為16.8Mbps,已經大于W-HSDPA相應的14.4Mbps。而在多載波TD-HSDPA系統中,若考慮將輔載波上物理幀結構中常規(guī)時隙TS0也利用起來承載數據,則系統的絕對數據傳輸速率將達到((N-1)X3.3+2.8)Mbps(N為載波個數),此時對應10MHz帶寬多載波TD-HSDPA來說峰值吞吐量為19.3Mbps,系統的頻譜利用效率較W-HSDPA系統將更有優(yōu)勢;再者對于WCDMA,如果要在10MHz的帶寬內提供HSDPA,要求上下行的5MHz帶寬分別都是連續(xù)的。而TD-HSDPA則可以使用6個分離的1.6MHz載波,在載波資源受限情形下,這無疑也是一個較大的優(yōu)勢。
??? 5. 網絡規(guī)劃的比較
??? W-HSDPA組網方案
??? 對于WCDMAR4網絡,引入HSDPA時需要考慮是采用連續(xù)覆蓋還是熱點覆蓋,是單獨使用載波還是與R4共享載波。連續(xù)覆蓋可以提高用戶的滿意度,但成本較高,另外考慮初期用戶可能是采用筆記本電腦用HSDPA高速接入的方式會比較多,對移動性要求不高,所以網絡部署初期可以是熱點覆蓋。隨著高速數據用戶的增加以及引入HSDPA的智能手機的普及,可以發(fā)展連續(xù)覆蓋。分別使用不同載波優(yōu)點是HSDPA和R4可同時獲得最高的容量。缺點是相比共享載波方式,網絡部署成本較高。
??? 共享載波
??? 優(yōu)點是,可以以低成本進行網絡部署,無需增加新的頻率和系統硬件,相比R4有更好的性能表現,更高的系統吞吐量。缺點是相比單獨載波方式,頻率利用率較低。為實現HSDPA的最大傳輸速率,需消耗近乎所有的信道碼資源。為支持一個載波下HSDPA+R4方式的運營,必須為R4的業(yè)務預留一些信道碼資源,這也意味著 HSDPA可獲得的碼資源減少,導致HSDPA 的吞吐量和容量在碼資源上受限。還需注意的是HSDPA對下行功率使用的突發(fā)特性會對R4業(yè)務造成影響,在功率資源的分配上應給R4業(yè)務保留適當的余量以減輕這種影響,但這又會影響HSDPA吞吐量??傊枰诙唛g進行功率資源和碼資源的權衡。
??? TD-HSDPA組網方案
??? 針對TD-SCDMA的特點,網絡建設初期可能有兩種方案,分別是:HSDPA與TD-SCDMA共小區(qū)直接建網,以及HSDPA與TD-SCDMA使用不同的小區(qū)分層建網。
??? 共小區(qū)組網
??? HSDPA與TD-SCDMA共小區(qū),包括異載頻和共載頻等形式。兩者共同使用基站功率、載頻、時隙和信道化碼等資源,在系統統一調度下發(fā)揮各自優(yōu)勢。
??? 采用同頻組網方案,需要平衡TD-SCDMA傳統承載業(yè)務(主要指CS業(yè)務)和HSDPA高速數據業(yè)務對無線資源的使用。在建網初期,預測CS業(yè)務和HSDPA的業(yè)務量分別約為70%和30%,則在無線資源的分配上也大致按此比例。
??? 根據網絡發(fā)展階段容量的預測,TD-SCDMA小區(qū)采用3載波可以滿足城區(qū)的容量需求(CS話音+PS數據業(yè)務),這樣根據上述無線資源的分配比例并結合TD-SCDMA載波特點,可以有幾種無線資源的分配方案。
??? (1)采用上下行對稱的承載方式
??? (2)采用上下行非對稱的承載方式
??? 異小區(qū)組網
??? HSDPA采用與TD-SCDMA不同的小區(qū)進行組網,組成另外一層網絡。TD-SCDMA網絡承載CS業(yè)務和低速R4數據業(yè)務,HSDPA網集中提供高速數據業(yè)務,通過切換實現兩個系統間業(yè)務承載能力的互補。
??? 總而言之,由于HSDPA技術并不針對具體的空中接口技術,因此對于TD-SCDMA和WCDMA其基本原理和關鍵技術、實現方案和思路都基本相同。由于空中接口技術的不同,導致TD-HSDPA和W-HSDPA在具體的時隙格式與擴頻因子、信道結構等方面有不同,導致峰值速率和頻譜利用率也不同。當然TD-HSDPA由于具有特有的上行同步、動態(tài)信道分配等特點,使TD-HSDPA能更好地支持非對稱數據業(yè)務
??? 烽火移動已經推出了成熟的WCDMAHSDPA商用網絡解決方案和產品,TD-HSDPA的解決方案和產品也即將面世。在目前HSDPA的發(fā)展正如火如荼之時,烽火移動希望以業(yè)界領先的技術和豐富經驗貢獻自己的一份力量,推動HSDPA的發(fā)展。
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