詞語解釋
HSPA
HSPA High-Speed Packet Access
WCDMA的R99和R4系統(tǒng)能夠提供的最高上下行速率分別為64kbps和384kbps,為了能夠與CDMA1XEV-DO抗衡,WCDMA在R5規(guī)范中引入了HSDPA,在R6規(guī)范中引入了HSUPA,HS-DPA和HSUPA合稱為HSPA。
HSDPA(高速下行分組接入)在下行鏈路上能夠?qū)崿F(xiàn)高達14.4Mbit/s的速率。通過新的自適應調(diào)制與編碼以及將部分無線接口控制功能從無線網(wǎng)絡控制器轉(zhuǎn)移到基站中,實現(xiàn)了更高效的調(diào)度以及更快捷的重傳,HSDPA的性能得到了優(yōu)化和提升。
HSUPA(高速上行分組接入)在上行鏈路中能夠?qū)崿F(xiàn)高達5.76Mbit/s的速度;局懈咝У纳闲墟溌氛{(diào)度以及更快捷的重傳控制成就了HSUPA的優(yōu)越性能。
當前,盡管移動通信網(wǎng)絡技術依然呈多元化發(fā)展趨勢,但是出于對CDMA2000的后續(xù)演進的憂慮以及WiMAX在商務模式和技術成熟度上遇到的障礙,HSPA開始占據(jù)上風。近來,全球的主流運營商紛紛開始部署HSPA網(wǎng)絡,充分證明了這一點。對運營商和用戶來說,HSPA意味著更高的速率、更大的系統(tǒng)容量、更低的延遲、更好的業(yè)務支持能力。2007年,HSPA技術的商用速度持續(xù)加快,目前全球已有162個HSDPA商用網(wǎng)絡,其中96個網(wǎng)絡可以提供3.6Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,部分運營商已經(jīng)可以提供7.2Mbit/s速率的數(shù)據(jù)業(yè)務。韓國的運營商KTF每天新增1萬戶HSPA用戶,40%的業(yè)務量是視頻業(yè)務。包括手機類、數(shù)據(jù)卡和內(nèi)置式筆記本終端及其他終端或接入設備,全球面世的HSPA終端已達426種。與此同時,上行速率更高的HSUPA技術已經(jīng)開始應用。有機構(gòu)甚至預測2011年50%的PC將內(nèi)置HSPA功能。
HSDPA采用共享的下行信道進行數(shù)據(jù)傳輸,通過引入自適應調(diào)制編碼、混合自動重傳、快速調(diào)度、16QAM等技術,從而得到較高的數(shù)據(jù)吞吐量,并能有效降低數(shù)據(jù)重傳的程度和傳輸時延。其中,自適應調(diào)制編碼(AMC)用來實現(xiàn)無線鏈路自適應,并根據(jù)信道的情況來選擇不同的編碼方式和調(diào)制階數(shù)。混合自動重傳是指在接收到的數(shù)據(jù)包出現(xiàn)錯誤時,在允許的錯誤范圍內(nèi),引入前向糾錯編碼進行差錯糾正,若超出糾錯范圍,就發(fā)送請求信息要求重傳。由于混合自動重傳能自動適應瞬間信道條件,而且不太受測量差錯和時延的影響,因此在與自適應調(diào)制編碼聯(lián)合使用時,自適應調(diào)制編碼可以提供較粗的數(shù)據(jù)速率選擇,而混合自動重傳可以提供基于信道條件的精確的速率調(diào)整。在HSDPA系統(tǒng)中,無線基站增加了快速媒質(zhì)接入控制實體,用來負責HSDPA的快速分組調(diào)度和信道的實時控制,重傳請求直接由基站進行處理,這樣大大加快了系統(tǒng)的響應速度,縮短了系統(tǒng)的處理時延。根據(jù)無線信道的質(zhì)量指示、數(shù)據(jù)流量以及業(yè)務優(yōu)先級等,分組調(diào)度算法可以快速地實現(xiàn)共享資源的最優(yōu)分配。
在HSDPA技術出現(xiàn)并逐步成熟的過程中,HPUPA和HSPA+等新技術不斷出現(xiàn)。HPUPA的引入主要是為了提高移動網(wǎng)絡上行方向的數(shù)據(jù)傳輸速率。它最顯著的特征就是增加了新的上行傳輸信道與HSDPA中的高速下行共享信道。同時無線基站增加了新的單元,負責執(zhí)行快速調(diào)度和重傳等,從而減少了傳輸時延,提高了重傳速度。
HSPA+則為運營商提供低復雜度、低成本從HSPA向LTE平滑演進的途徑,它在保留HSPA的關鍵技術的基礎上,增加了MIMO多天線技術,提高系統(tǒng)的容量和可靠性;利用連續(xù)性分組連接方案,降低了潛在的傳輸間斷、頻繁的連接中止以及重連等帶來的開銷和時延,以提高用戶數(shù)量、用戶容量和系統(tǒng)效率;HSPA+所采用的高階調(diào)制技術提高了用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率。HSPA+是一個全IP、全業(yè)務網(wǎng)絡,它提高了VoIP和其它時延敏感業(yè)務的容量,減少了業(yè)務建立時延,改善了實時業(yè)務,同時后向兼容原有WCDMA網(wǎng)絡,較好地保護了用戶的原有投資。
從市場的角度看,HSDPA在發(fā)展高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務方面具有很強的吸引力。一般說來,數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀臼蔷W(wǎng)絡運營成本和資本折舊的總和。網(wǎng)絡開銷在很大程度上決定于基站的總體分區(qū)吞吐量。假定每個基站的成本一定的話,那么通過一個基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大,傳送每兆字節(jié)數(shù)據(jù)的成本就越低。與EDGE和WCDMA相比,HSDPA在頻譜效率方面的改進降低了每個比特數(shù)據(jù)的傳輸成本。這樣一來,移動運營商就可以以較低的價格向更廣大的用戶群提供更豐富的服務。
運營商采用HSDPA搭建無線網(wǎng)絡,可以在網(wǎng)絡潛力較低的情況下提供更大的分區(qū)和用戶數(shù)據(jù)處理量,而數(shù)據(jù)傳輸能力的改進可以使運營商為用戶提供更多的具有更強吸引力、內(nèi)容更豐富的新服務和新應用,并滿足消費者對視頻點播、音頻點播、圖像短信和基于位置的服務等內(nèi)容豐富的媒體業(yè)務的日益增長的需求。HSDPA技術的頻譜效率優(yōu)勢可以使運營商以較低的成本提供這類服務,給用戶帶來優(yōu)于傳統(tǒng)技術的體驗。
因此,HSDPA技術的主要優(yōu)勢就是允許運營商以高成本效益的方式顯著擴大容量,從而獲益于更具成本效益的網(wǎng)絡,同時有機會獲取高利潤的企業(yè)領域的市場份額。
值得注意的是,HSDPA也是我國的TD-SCDMA技術的演進方向。TD-HSDPA所采用的增強技術主要有共享信道、高階調(diào)制、自適應調(diào)制編碼、混合自動重傳和快速小區(qū)選擇等。此外,為了取得更高的峰值速率以提高對分組業(yè)務的支持能力,使TD-SCDMA系統(tǒng)與時俱進,具有與其它系統(tǒng)相當?shù)母偁巸?yōu)勢,除單載波HSDPA技術外,中國通信標準化協(xié)會(CCSA)還推出了針對TD-SCDMA系統(tǒng)的多載波HSDPA技術,將多載波捆綁以提高TD-SCDMA系統(tǒng)中單用戶峰值速率,即多個載波上的信道資源可以為同一個用戶服務,該用戶可以同時接收本小區(qū)多個載波發(fā)送的信息。這樣,如果采用N個載波同時為一個用戶發(fā)送數(shù)據(jù),理論上該用戶可以獲得原來N倍的數(shù)據(jù)速率。由于引入多載波技術,網(wǎng)絡側(cè)增加了數(shù)據(jù)分流處理功能,用戶終端側(cè)增加了數(shù)據(jù)合并處理功能,二者的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,能力有所提高。毫無疑問,HSPA技術在我國的移動通信市場上必然會有廣闊的發(fā)展空間。
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