TD-SCDMA向HSPA+的演進(jìn)

HSPA+和LTE（長期演進(jìn)）有潛在的關(guān)系，在LTE項(xiàng)目啟動(dòng)之前，雖然3GPP注定會(huì)在HSDPA和HSUPA之后開展進(jìn)一步演進(jìn)，但演進(jìn)的方向和時(shí)間表都遲遲未定。例如，HSPA演進(jìn)的重要物理層技術(shù)—MIMO技術(shù)方案的選擇工作長期陷于停滯狀態(tài)。但隨著LTE項(xiàng)目的啟動(dòng)和快速推進(jìn)，HSPA演進(jìn)的工作也驟然加速。

HSPA+的由來

在LTE項(xiàng)目的早期，業(yè)界對(duì)于LTE系統(tǒng)的多址技術(shù)選擇本來就有很多爭執(zhí)。大部分公司主張采用OFDM作為LTE的基本多址技術(shù)，這種技術(shù)可以擴(kuò)展到很高的帶寬，更符合技術(shù)長期發(fā)展的趨勢，可以更平滑地過渡到4G（IMT-Advanced）。少部分公司主張沿用3GPP一直采用的CDMA技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一系列改進(jìn)，如采用MIMO技術(shù)和增強(qiáng)型接收機(jī)等。如果LTE當(dāng)初采用了后一種思路，那么LTE本身就是HSPA的增強(qiáng)技術(shù)，也就不會(huì)有單獨(dú)的HSPA+項(xiàng)目了。

但是，LTE最終選擇了OFDM/SC-FDMA作為基本多址技術(shù)，這就使LTE系統(tǒng)缺乏對(duì)于3G系統(tǒng)的后向兼容性，因此更適合于在較早階段（如2002年左右）已經(jīng)部署了3G系統(tǒng)、在2010年左右希望大規(guī)模更新網(wǎng)絡(luò)的那些運(yùn)營商。對(duì)于那些近幾年剛剛部署了3G系統(tǒng)、在2015年之前不希望進(jìn)行“革命性”換代的運(yùn)營商，LTE可能不是近幾年內(nèi)保持市場競爭力的最佳選擇。

圖1 HSPA+在演進(jìn)路徑上的位置

另一方面，在LTE選擇OFDM作為基本多址方式時(shí)，無法證明除了帶寬擴(kuò)展性外，OFDM比CDMA有什么明顯優(yōu)勢。因此在做出艱苦決定的同時(shí)，作為向支持CDMA的公司的一種妥協(xié)，3GPP承認(rèn)在5MHz帶寬以內(nèi)，CDMA演進(jìn)系統(tǒng)完全可以達(dá)到和LTE系統(tǒng)相同的性能，HSPA系統(tǒng)也可以在5MHz帶寬內(nèi)繼續(xù)演進(jìn)。

基于這樣的理論和技術(shù)，在LTE項(xiàng)目之后，3GPP又啟動(dòng)了HSPA（包括HSDPA和HSUPA）的演進(jìn)項(xiàng)目，稱為“HSPA+”。HSPA+技術(shù)的宗旨是要保持和UMTS第6版本（Rel6）的后向兼容性，同時(shí)在5MHz帶寬下要達(dá)到和LTE相仿的性能。這樣，希望在近期以較小的代價(jià)改進(jìn)系統(tǒng)、提高系統(tǒng)性能的HSPA運(yùn)營商就可以采用HSPA+技術(shù)進(jìn)行演進(jìn)。

HSPA+與HSPA、LTE的關(guān)系

HSPA是HSDPA與HSUPA的綜合縮寫。HSPA的引入沒有改變?cè)�有WCDMAR99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只是進(jìn)行了軟件升級(jí)。

HSPA+與HSPA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有如下異同：

(1)可共享核心網(wǎng)絡(luò)，Iu接口沒有改變；

(2)HSPA+NodeB具有RNC的功能，消除了Iub，增加了Iur處理量；

(3)降低了用戶面時(shí)延，HSPA+用戶面協(xié)議終止于NodeB+，而后者終止于RNC；

(4)降低了控制面（RRCSetup）時(shí)延，HSPA+控制面協(xié)議終止于NodeB+，而后者終止于RNC；

(5)由于移動(dòng)而導(dǎo)致的信令處理量加大；

(6)HSPA+網(wǎng)絡(luò)兼容HSPA下的UE，但是對(duì)于基于CS的語音需要轉(zhuǎn)移到原有的SRNC下進(jìn)行處理；

(7)由于引入頻繁的SRNC重定位，移動(dòng)性變?nèi)酢?/p>

總之，HSPA可以實(shí)現(xiàn)向HSPA+的部分平滑演進(jìn)，至少核心網(wǎng)絡(luò)不需要更改。

對(duì)比HSPA+與LTE的典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可發(fā)現(xiàn)，兩者之間沒有任何共同點(diǎn)：后者是S1接口，前者是Iur/Iu的方式；eNodeB是全新的以O(shè)FDM/OFDMA為核心的技術(shù)，而HSPA+以CDMA為基礎(chǔ)。因此，HSPA+到LTE的平滑升級(jí)不可能實(shí)現(xiàn)，兩者之間是徹底的更新?lián)Q代關(guān)系。

HSPA+與LTE的區(qū)別，從目前的結(jié)構(gòu)來看，LTE定位于全新的無線接入技術(shù)，包括無線接口技術(shù)在內(nèi)的整個(gè)結(jié)構(gòu)都是重新設(shè)計(jì)的，目的就是提高頻譜，面向分組結(jié)構(gòu)。R99是基于2G和2.5G的GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而LTE從推出之初就面向分組來做結(jié)構(gòu)優(yōu)化的工作，所以整個(gè)設(shè)計(jì)都是全新的，在無線方面采用MIMO的方式。而HSPA+還是采用原有的架構(gòu)模式，在接口上也是基于原有HSDPA的技術(shù)來加以提升，如圖2所示。

圖2 HSPA、HSPA+、LTE三者的關(guān)系

向HSPA+演進(jìn)

3G的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，WCDMA向HSDPA、HSUPA乃至LTE的演進(jìn)思路清晰，cdma2000也有A、B到C版本的演進(jìn)路徑。而對(duì)于TD-SCDMA，包括營運(yùn)商、設(shè)備商、研究機(jī)構(gòu)等在內(nèi)的各方積極探討，給出了一條從TD-SCDMALCR到HSPA，然后到HSPA+再到LTETDD的平滑演進(jìn)之路。

對(duì)于TD-SCDMA的未來演進(jìn)，業(yè)界逐漸認(rèn)同這樣的四階段演進(jìn)論：第一階段，實(shí)施HSPA網(wǎng)絡(luò)部署；第二階段，HSPA軟件升級(jí)到HSPA+；第三階段，利用LTETDD進(jìn)行熱點(diǎn)覆蓋，而用HSPA+進(jìn)行廣覆蓋；第四階段，實(shí)現(xiàn)LTE全網(wǎng)絡(luò)部署�？梢哉f，業(yè)界普遍的觀點(diǎn)是，在較長一段時(shí)間內(nèi)，LTETDD將與LCRTD-SCDMA共存并共同發(fā)展，LTE的商用至少要等到2010年之后才能實(shí)現(xiàn)，因此從現(xiàn)在到LTE商用的這段時(shí)間內(nèi)，HSPA+將能有效滿足營運(yùn)商的需求。按照目前的設(shè)計(jì)，HSPA+系統(tǒng)的峰值速率可由原來的14Mbit/s提高到25Mbit/s。另外，部分歐洲廠商還有對(duì)HSPA+進(jìn)一步改進(jìn)的計(jì)劃，可以將系統(tǒng)峰值速率提高到42Mbit/s左右。

同時(shí)，HSPA+的推廣也面臨著一些困難，雖然HSPA+的應(yīng)用時(shí)間應(yīng)該比LTE靠前，但是其標(biāo)準(zhǔn)化工作卻落后于LTE，尤其是基于TDD的HSPA+標(biāo)準(zhǔn)化工作更是處于初始階段。