【導讀】HSPA的全稱為高速分組接入，它是高速下行分組接入和高速上行分組接入HSUPA兩種技術(shù)的統(tǒng)稱。HSPA是為了支持更高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務、更低的時延、更高的吞吐量和頻譜利用率、對高數(shù)據(jù)速率業(yè)務的更好的覆蓋而提出的。究竟如何設(shè)計HSPA，又需要什么技術(shù)特性呢？請看本文。
HSDPA在3GPP Release 5中進行標準化，可以在一個小區(qū)中支持14.4Mbit/s的峰值數(shù)據(jù)速率。HSUPA在3GPP Release 6中進行標準化，可以在一個小區(qū)中支持5.76Mbit/s的峰值數(shù)據(jù)速率。HSDPA和HSUPA的性能在3GPP的后續(xù)版本中有所完善和增強。圖1為3GPP演進的時間表。
圖1 3GPP時間表
HSPA新增信道
1.HSDPA新增物理信道
HSDPA在物理層引入了三種新的物理信道：HS-PDSCH、HS-SCCH和HS-DPCCH。在用戶數(shù)據(jù)傳輸方面引入了高速下行鏈路共享物理信道(HS-PDSCH)，在伴隨的信令消息方面引入了高速共享控制信道HS-SCCH和高速專用物理控制信道HS-DPCCH。HS-SCCH信道用于下行鏈路，負責傳輸HS-DSCH信道解碼所必須的控制信息。HS-DPCCH信道用于上行鏈路,負責傳輸必要的控制信息。HSDPA新增物理信道的相關(guān)信息如表1所示。
表1 HSDPA新增物理信道
2.HSUPA新增物理信道
在上行信道方面，HSUPA增加了強專用物理數(shù)據(jù)信道E-DPCCH和增強專用物理控制信道E-DPDCH，E-DPDCH用于承載用戶上行數(shù)據(jù)，E-DPCCH承載伴隨信令，包括E-TFCI、重傳序列號(RSN)和滿意比特信息。在下行信道方面，HSUPA增加了絕對授權(quán)信道E-AGCH、相對授權(quán)信道E-RGCH、HARQ確認指示信道E-HICH。E-AGCH為公共信道，用來傳送用戶終端最大可用傳輸速率的數(shù)據(jù)；E-RGCH為專用信道，用來傳送遞增或遞減的調(diào)度指令，最快可按2msTTI調(diào)整用戶終端的上行傳輸速率；E-HICH為專用信道，承載標識用戶接收進程是否正確的ACK/NACK信息。HSUPA新增物理信道的相關(guān)信息如表2所示。
表2 HSUPA新增物理信道
HSPA關(guān)鍵技術(shù)
1.混合自動請求重傳HARQ
HSDPA和HSUPA在物理層都采用了HARQ技術(shù)，都支持兩種合并方式—Chase合并(CC，ChaseCombining)和增量冗余技術(shù)(IR，Incremental Redundancy)。CC方式重發(fā)的數(shù)據(jù)包與原數(shù)據(jù)包完全相同，接收端把每個包中的對應比特一一相加，再送入譯碼器。而IR技術(shù)每次重發(fā)的數(shù)據(jù)包里包含更多糾錯碼的編碼方式，因而含有更多的冗余信息量，可以適應信道條件惡劣的情況。
不同于WCDMA Release99的數(shù)據(jù)包重傳，HSDPA和HSUPA的數(shù)據(jù)包重傳避開了Iub接口，大大減少了重傳時延。HSDPA和HSUPA惟一的差別為，HSDPA采用了異步的HARQ，而HSUPA采用了同步的HARQ。
2.基于NodeB的快速調(diào)度
與WCDMA Release99不同，HSDPA和HSUPA的分組調(diào)度都是直接由NodeB控制,而不是由RNC控制。在HSDPA中，調(diào)度主要由Node B中的新增實體MAC-hs來完成，負責為多個用戶分配HS-DSCH資源(時隙和碼字)，以達到最大化利用系統(tǒng)資源的目的。在HSUPA中，調(diào)度主要由Node B中新增的MAC-e功能實體完成，負責為各個E-DCH用戶分配所需要的盡可能多的發(fā)射功率，同時避免過多的UE接入，盡可能地抑制上行干擾。在HSUPA中，服務小區(qū)將對調(diào)度起主要作用。
3.自適應編碼調(diào)制AMC
HSDPA引入了比WCDMA的QPSK更高階的16QAM調(diào)制方式以提高下行數(shù)據(jù)速率。HSDPA采用AMC作為基本的鏈路自適應技術(shù)對調(diào)制編碼方式進行選擇。
在調(diào)制方式上，HSUPA的Release6中沒有引入新的調(diào)制方案，而是使用與WCDMA上行同樣的雙BIT/SK調(diào)制(HPSK擴展)。同時，為了簡化HSUPA終端復雜的硬件結(jié)構(gòu)和處理機制，E-HICH的功能雖然與HSDPA的HS-DPCCH類似(即提供HARQ反饋信息ACK/NACK)，但是E-HICH的承載信息中不包含CQI信息，因此HSUPA不支持自適應編碼調(diào)制AMC。
4.2msTTI短幀傳輸
WCDMA Release99中DCH的傳輸時間間隔(TTI)為10ms、20ms、40ms、80ms。HSDPA使用2msTTI，可以大大減小HARQ進程的往返時間，提高快速調(diào)度響應能力。HSUPA同時采用10ms TTI和2ms TTI。保留10ms TTI，一方面是考慮標準實現(xiàn)后向兼容，另一方面是因為基于2ms TTI的短幀傳輸不適合工作于小區(qū)的邊緣；而2ms的TTI為可選，可以大大減小傳輸時延，獲得更高的系統(tǒng)吞吐量。
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