HSDPA技術(shù)詳解

摘要　對HSDPA基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、物理層結(jié)構(gòu)和協(xié)議結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和介紹，并對HSDPA的規(guī)劃和組網(wǎng)給出了相關(guān)建議。

1、HSDPA簡介

對高速移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力是3G系統(tǒng)最重要的特點之一。WCDMA R99版本可以提供384 kbit/s的數(shù)據(jù)速率，這個速率對于大部分現(xiàn)有的分組業(yè)務(wù)而言基本夠用。然而，對于許多對流量和遲延要求較高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)如視頻、流媒體和下載等業(yè)務(wù)，需要系統(tǒng)提供更高的傳輸速率和更短的時延。為了更好地發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，3GPP從這兩方面對空中接口作了改進(jìn)，在R5版本中引入高速下行分組接入（HSDPA）技術(shù)。HSDPA在大大增加網(wǎng)絡(luò)容量的同時還能使運營商投入成本最小化，被譽為后3G時代的主要解決方案之一，為UMTS向更高數(shù)據(jù)傳輸速率和更高容量演進(jìn)提供了一條平穩(wěn)途徑，就如在GSM網(wǎng)絡(luò)中引入EDGE一樣。

根據(jù)3GPP的定義，HSDPA的發(fā)展將主要分為3個階段：在HSDPA Phase 1（基本HSDPA階段），通過使用鏈路自適應(yīng)和適應(yīng)性調(diào)制（QPSK/16QAM）、HARQ及快速調(diào)度等技術(shù)，將峰值速率提高到10.8-14.4 Mbit/s；在HSDPA Phase 2（增強HSDPA階段），通過引入一系列天線陣列處理技術(shù)，峰值速率可提高到30 Mbit/s；在HSDPA Phase 3（HSDPA進(jìn)一步演進(jìn)階段），通過引入OFDM空中接口技術(shù)和64QAM等，將峰值速率提高到100 Mbit/s以上。

2、HSDPA基本原理

HSDPA是一個非對稱解決方案，允許下行吞吐能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上行吞吐能力，從而有效提高頻譜效率。HSDPA技術(shù)的理論數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)14.4 Mbit/s（HSDPA Phase 1），平均可提供2-3 Mbit/s的下行速率。該技術(shù)允許充分覆蓋地區(qū)內(nèi)的用戶共享帶寬，從而為每位用戶提供300 kbit/s-1 Mbit/s的下行鏈路，足以媲美當(dāng)前的無線局域網(wǎng)和國內(nèi)固定寬帶線路。

在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，基站扮演著傳輸及接收站的角色，其作用是提供用戶到網(wǎng)絡(luò)的接入點，同時負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)流量；無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）負(fù)責(zé)總體控制基站的資源，同時負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中的切換；服務(wù)GPRS支撐節(jié)點（SGSN）負(fù)責(zé)分組交換數(shù)據(jù)流量的處理和選路；而移動交換中心（MSC）則負(fù)責(zé)電路交換流量（即語音或視頻會議）的處理。HSDPA技術(shù)主要在基站和RNC兩地實施，通過將主要處理過程留在基站，從距離上更接近無線接口和最終用戶，確保了傳輸延遲的最小化。

HSDPA在設(shè)計時參考了cdma2000 1x EV-DO的設(shè)計思想與經(jīng)驗，新增加了一條高速共享信道（HS-DSCH）。與現(xiàn)有的WCDMA相比，HS-DSCH允許若干用戶共享整個下行鏈路信道，因而可以大幅度提高網(wǎng)絡(luò)的性能，同時還采用了一些更高效的自適應(yīng)鏈路層技術(shù)。共享信道使得傳輸功率、PN碼等資源可以統(tǒng)一利用，根據(jù)用戶實際情況動態(tài)分配，從而提高了資源的利用率。自適應(yīng)鏈路層技術(shù)根據(jù)當(dāng)前信道的狀況對傳輸參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，如快速鏈路調(diào)整技術(shù)、結(jié)合軟合并的快速混合重傳技術(shù)、集中調(diào)度技術(shù)等，從而盡可能地提高系統(tǒng)的吞吐率。

基于演進(jìn)考慮，HSDPA設(shè)計遵循的準(zhǔn)則之一是盡可能地兼容R99版本中定義的功能實體與邏輯層間的功能劃分。在保持R99版本結(jié)構(gòu)的同時，在基站增加了新的媒體接入控制（MAC）實體MAC-hs，負(fù)責(zé)調(diào)度、鏈路調(diào)整以及混合ARQ控制等功能。這樣使得系統(tǒng)可以在RNC統(tǒng)一對用戶在HS-DSCH信道與專用數(shù)據(jù)信道DCH之間的切換進(jìn)行管理。HSDPA功能主要是對基站修改比較大，對RNC主要是修改算法協(xié)議軟件，硬件影響很小。如果在原有設(shè)備中考慮了HSDPA功能升級要求，一般來講實現(xiàn)HSDPA功能不需要硬件升級，只要軟件升級即可。

3、HSDPA關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與語音業(yè)務(wù)具有不同的特性。語音業(yè)務(wù)通常對延時敏感。對速率恒定性要求較高，而對誤碼率要求則相對較弱；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則相反，通�？梢匀萑潭虝r延時，但對誤碼率要求高。作為WCDMA體系的后續(xù)演進(jìn)技術(shù)，HSDPA中的許多關(guān)鍵技術(shù)充分考慮到了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點。在HSDPA Phase 1技術(shù)方案中，涉及到的關(guān)鍵技術(shù)主要包括自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）、混合重傳（HARQ）和集中調(diào)度技術(shù)。

3.1　自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）技術(shù)

AMC屬于鏈路自適應(yīng)的范疇。AMC的基本原理是通過改變調(diào)制和編碼的格式使它在系統(tǒng)限制范圍內(nèi)和信道條件相適應(yīng)，而信道條件則可以通過發(fā)送反饋來估計。通過使用AMC技術(shù)，用戶可以在理想信道條件下使用較高階的調(diào)制編碼方式和較高的編碼速率，而在不太理想的信道條件下則使用較低階的調(diào)制編碼方式和較低的編碼速率。

由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與語音業(yè)務(wù)具有不同的特性，語音通信系統(tǒng)通常采用功率控制技術(shù)以抵消信道衰落對于系統(tǒng)的影響，以獲得相對穩(wěn)定的速率，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相對可以容忍延時，可以容忍速率的短時變化。因此，HSDPA不是試圖去對信道狀況進(jìn)行改善，而是根據(jù)信道情況采用相應(yīng)的速率。由于HS-DSCH每隔2 ms就更新一次信道狀況信息，因此，鏈路層調(diào)整單元可以快速跟蹤信道變化情況，并通過采用不同的編碼調(diào)制方案來實現(xiàn)速率的調(diào)整。

當(dāng)信道條件較好時，HS-DSCH采用更高效的調(diào)制方法，即16QAM，以獲得更高的頻帶利用率。理論上，xQAM調(diào)制方法雖然能提高信道利用率，但由于調(diào)制信號間的差異性變小，因此需要更高的碼片功率，以提高解調(diào)能力。因此，xQAM調(diào)制方法通常用于帶寬受限而非功率受限的場合。在HSDPA中，通常靠近基站的用戶接收信號功率相對較強。可以得到xQAM調(diào)制方法帶來的好處。

3.2　混合重傳（HARQ）技術(shù)

HARQ也是一種鏈路自適應(yīng)的技術(shù)。在AMC中，采用顯式的C/I測量來設(shè)定調(diào)制編碼的格式，而在HARQ中，鏈路層的信息用于進(jìn)行重傳判決。

終端通過HARQ機制快速請求基站重傳錯誤的數(shù)據(jù)塊，以減輕鏈路層快速調(diào)整導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯誤帶來的影響。終端在收到數(shù)據(jù)塊后5 ms內(nèi)向基站報告數(shù)據(jù)正確解碼或出現(xiàn)錯誤。終端在收到基站重傳數(shù)據(jù)后，在進(jìn)行解碼時，結(jié)合前次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊以及重傳的數(shù)據(jù)塊，充分利用它們攜帶的相關(guān)信息。以提高譯碼概率�；�站在收到終端的重傳請求時，根據(jù)錯誤情況以及終端的存儲空間，控制重傳相同的編碼數(shù)據(jù)或不同的編碼數(shù)據(jù)（進(jìn)一步增加信息冗余度），以幫助提高終端糾錯能力。

有很多方法可以實現(xiàn)HARQ：軟合并和增量冗余。軟合并的策略是發(fā)送有相同編碼的數(shù)據(jù)組，然后在接收端可以將這些多個重發(fā)信息進(jìn)行SNR（Signal to Noise Ratio）加權(quán)合并來獲得分集接收再進(jìn)行譯碼，使用軟合并的HARQ過程如圖1所示。增量冗余是實現(xiàn)HARQ的另一種方式，這種策略是在第一次譯碼失敗時另外再傳送附加冗余信息而不是再將整個數(shù)據(jù)碼組重發(fā)一次。

圖1　使用軟合并的HARQ過程

AMC可以根據(jù)UE的測定或者網(wǎng)絡(luò)提供的信息條件來靈活地選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制編碼方式，但需要UE進(jìn)行準(zhǔn)確信道測量并且受到相應(yīng)延遲的影響。HARQ能夠自動地適應(yīng)信道條件的變化并且對測量誤差和時延不敏感。AMC和HARQ二者結(jié)合起來可以得到最好的效果，AMC提供粗略的數(shù)據(jù)速率選擇，而HARQ可以根據(jù)數(shù)據(jù)信道條件對數(shù)據(jù)速率進(jìn)行較精細(xì)的調(diào)整。

3.3　集中調(diào)度技術(shù)

集中調(diào)度技術(shù)是決定HSDPA性能的關(guān)鍵因素。HSDPA追求的是系統(tǒng)級的最優(yōu)，如最大扇區(qū)吞吐率，集中調(diào)度機制使得系統(tǒng)可以根據(jù)所有用戶的情況決定哪個用戶可以使用信道，以何種速率使用信道。集中調(diào)度技術(shù)使得信道總是為與信道狀況相匹配的用戶所使用，從而最大限度地提高信道利用率。

信道狀況的變化有慢衰落與快衰落2類。慢衰落主要受終端與基站間距離影響，而快衰落則主要受多徑效應(yīng)影響。數(shù)據(jù)速率相應(yīng)于信道的這2種變化也存在短時抖動與長時變化，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對于短時抖動相對可以容忍，但對于長時抖動要求則較嚴(yán)。好的調(diào)度算法既要充分利用短時抖動特性，也要保證不同用戶的長時公平性。亦即，既要使得最能充分利用信道的用戶使用信道以提高系統(tǒng)吞吐率，也要使得信道條件相對不好的用戶在一定時間內(nèi)能夠使用信道，也保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。

常用的調(diào)度算法包括比例公平算法、乒乓算法、最大CIR算法。比例公平算法既利用短時抖動特性也保證一定程度的長時公平性；乒乓算法不考慮信道變化情況；最大CIR算法使得信道條件較好的少數(shù)用戶可以得到較高的吞吐率，多數(shù)用戶則有可能得不到系統(tǒng)服務(wù)。

在HSDPA Phase 2中。還將引入多入多出天線處理（MIMO）等關(guān)鍵技術(shù)，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。

4、HSDPA物理層結(jié)構(gòu)

HSDPA物理信道的使用與DCH加DSCH的配合使用相似。它承載需要更高時延限制的業(yè)務(wù)。為了支持HSDPA，在MAC層新增了MAC-hs實體，位于基站，負(fù)責(zé)HARQ操作以及相應(yīng)的調(diào)度，并在物理層引入下列3種新的信道。

4.1　高速下行鏈路共享信道（HS-DSCH）

與R99已有的信道相比，HS-DSCH在許多方面有其特有的特點。傳輸時間間隔（TTI）或交織周期定義為2 ms（3個時隙），這使得在重傳過程中對于終端和基站之間的往返時延能夠更小。從碼域來看，SF固定為16，且多碼傳輸和不同用戶間的碼復(fù)用是允許的。最大碼字?jǐn)?shù)目由終端的能力級決定，規(guī)范給出的最大值為15，終端可以選擇5、10和15個碼字。圖2給出了一個簡單的流程，說明了2個用戶同時使用一個HS-DSCH的情況。2個用戶監(jiān)聽HS-SCCH信令以決定采用哪個HS-DSCH碼字解擴，以及接收其他必要的檢測參數(shù)。

圖2　兩用戶的碼復(fù)用示例

除了R99中的QPSK調(diào)制，HSDPA還引入了16QAM調(diào)制。圖3給出了QPSK和16QAM的星座圖。采用SF為16的15個碼，16QAM的峰值數(shù)據(jù)速率是QPSK的兩倍，達(dá)到了10 Mbit/s。可是高階調(diào)制的使用在移動無線環(huán)境下也不是沒有代價的，對R99信道，在解調(diào)過程中只有相位估計是必需的，而當(dāng)使用16QAM時，還需要幅度估計用來區(qū)分星座點，而且需要更加準(zhǔn)確的相位信息，因為與QPSK相比16QAM星座點間具有更小的相位差。支持HS-DSCH的終端需要估計DSCH功率相對于導(dǎo)頻功率的幅度比率，這要求基站在采用16QAM傳輸數(shù)據(jù)時，保持當(dāng)前HS-DSCH幀的功率恒定，否則，改變CPICH功率導(dǎo)致的CPICH和HS-DSCH的功率比的偏差會嚴(yán)重惡化傳輸性能。

圖3　QPSK和16QAM的星座圖

與R99規(guī)范相比，HS-DSCH的信道編碼進(jìn)行了簡化，激活的HS-DSCH傳輸信道數(shù)目固定為1。因此不再需要同一用戶的傳輸信道復(fù)用模塊。而且交織深度為2 ms，不再分為幀內(nèi)交織和幀間交織，信道編碼的類型固定為Turbo編碼。但是，隨著傳輸塊長度的變化，HS-DSCH的信道編碼所采用的調(diào)制方式、多碼信道數(shù)和1/3以外的Turbo編碼速率都是可變的。這樣，有效碼速率在1/4-3/4間變化。隨著編碼速率的改變，減少編碼增益可以提高單位碼字內(nèi)的比特數(shù)。

HS-DSCH映射的信道碼資源最大可由15個擴頻因子（SF）固定為16的SF碼構(gòu)成。HS-DSCH信道的共享方式有兩種。最基本的方式是時分復(fù)用，即按時間段分給不同的用戶使用，這樣HS-DSCH信道碼每次只分配給一個用戶使用。另一種就是碼分復(fù)用，在碼資源有限的情況下，同一時刻，多個用戶可以同時傳輸數(shù)據(jù)。信道碼資源共享使系統(tǒng)可以在較小數(shù)據(jù)包傳輸時僅使用信道碼集的一個子集，從而更有效地使用信道資源。HS-DSCH信道的傳輸時間間隔設(shè)定為2 ms，使系統(tǒng)有更強的AMC及信道的適應(yīng)性。從共用信道池分配的信道碼由基站根據(jù)HS-DSCH信道業(yè)務(wù)情況每隔2 ms分配一次。與專用數(shù)據(jù)信道使用軟切換不同，HS-DSCH間使用硬切換方式。

4.2　高速共享控制信道（HS-SCCH）

HS-SCCH承載解調(diào)HS-DSCH所需的信令，按照碼復(fù)用的最大用戶數(shù)，UTRAN分配相應(yīng)數(shù)目的HS-SCCH。如果HS-DSCH沒有承載數(shù)據(jù)，基站不需要發(fā)送HS-SCCH。從網(wǎng)絡(luò)的觀點看，基站可以維持大量的HS-SCCH，但單個終端最多支持4個HS-SCCH的接收。網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信令告知終端需接收的HS-SCCH。實際上不太可能需要多于4個的HS-SCCH，但為了更好的匹配碼資源，HSDPA能力有限的終端需要支持多于1個的HS-SCCH的接收。

每個HS-SCCH消息塊的持續(xù)時間為3個時隙，分為兩部分。第一部分（第1個時隙）承載對定時敏感的信令，這些信令用于按時啟動解調(diào)過程以避免碼片級數(shù)據(jù)緩沖；第二部分（剩下的2個時隙）承載對定時不敏感的信令，包括檢測HS-SCCH信息和HARQ處理信息可靠性的循環(huán)冗余校驗（CRC）。為保護(hù)信令的可靠傳輸，HS-SCCH的這兩部分信令都用終端的特定掩碼進(jìn)行擾碼，以便終端判斷接收到的HS-SCCH信道是否是發(fā)給自己的消息。因為HS-SCCH上沒有導(dǎo)頻比特和TPC指令比特，HS-SCCH采用SF 128，也就表示每個時隙裝載40 bit的數(shù)據(jù)（信道編碼后）。因為第1個時隙后需要立即得到定時敏感的信令，這樣就不能與第2部分進(jìn)行交織，所以這兩部分分別用半速率的卷積編碼進(jìn)行信道編碼。

HS-SCCH第一部分的參數(shù)包括如下內(nèi)容：

a）解擴采用的碼字（序列）。這個參數(shù)與終端能力級有關(guān)系，終端能力級表示該終端支持的最大解碼碼字?jǐn)?shù)目（5、10或15）；

b）調(diào)制方法，HS-DSCH采用的是QPSK還是16QAM調(diào)制。

HS-SCCH第二部分的參數(shù)包括如下內(nèi)容：

a）冗余度信息，用于與先前接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確解碼和數(shù)據(jù)合并的信息：

b）ARQ處理序號，表示當(dāng)前數(shù)據(jù)所屬的ARQ序列號：

c）首次傳輸指示或者重傳指示，用來指示是否把當(dāng)前的數(shù)據(jù)與緩沖器中的數(shù)據(jù)（先前未正確解碼的數(shù)據(jù)）進(jìn)行合并，還是丟棄先前的數(shù)據(jù)用新數(shù)據(jù)填充緩沖器。

如圖4所示，終端用1個單獨的時隙來確定解擴HS-DSCH所需的碼字，并且利用終端特定的掩碼來判斷接收的數(shù)據(jù)是否為自己的，單個終端監(jiān)聽的HS-SCCH的最大數(shù)目為4，但是如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)在連續(xù)TTI內(nèi)傳送的情況，TTI間隔所對應(yīng)的HS-SCCH應(yīng)當(dāng)保持不變，以增強信令的可靠性。這樣不僅避免了終端存儲不必要的數(shù)據(jù)，而且也保證了可以使用比終端能支持的碼字更多的碼字資源。下行鏈路DCH的定時與HS-SCCH（和對應(yīng)的HS-DSCH）定時沒有直接關(guān)系。

圖4　HS-SCCH和HS-DSCH的定時關(guān)系

4.3　上行鏈路高速專用物理控制信道（HS-DPCCH）

HSDPA上行鏈路承載物理層重傳所需的ACK/NACK消息和質(zhì)量反饋信息，這個質(zhì)量反饋信息在基站調(diào)度器中用來決定給哪個終端傳輸以及傳輸速率是多少。如果不是所有的基站都能升級支持HS-DPA，就必須保證能夠完成軟切換的操作。這樣，維持現(xiàn)有R99的上行鏈路結(jié)構(gòu)不變，在并行的碼信道上增加新的HS-DPCCH用來承載HSDPA信令。如圖5所示，HS-DPCCH分為2部分，承載如下參數(shù)：

圖5　HS-DPCCH的結(jié)構(gòu)

a）ACK/NACK，反映分組數(shù)據(jù)解碼和合并后的CRC校驗的結(jié)果：

b）下行鏈路質(zhì)量指示符（CQI），指示可以正確接收（適當(dāng)?shù)腂LER）的、估計的下行鏈路的接收數(shù)據(jù)傳輸塊長度、調(diào)制方式和并行信道數(shù)目。

5、HSDPA協(xié)議結(jié)構(gòu)

所有R99的傳輸信道終止于RNC，因此分組數(shù)據(jù)的重傳過程在服務(wù)RNC中進(jìn)行，同樣，該服務(wù)RNC也處理特定用戶到核心網(wǎng)的連接。隨著HS-DSCH的引入，基站也要支持HSDPA功能的MAC層，這樣基站直接控制重傳，提高了重傳速率，減少了所需的分組數(shù)據(jù)延遲，圖6給出了服務(wù)和控制RNC相同時HSDPA和R99在處理重傳時的差別。如果網(wǎng)絡(luò)沒有執(zhí)行重定位過程，實際的終結(jié)點可為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個RNC。在HSDPA中，基站和RNC間的Iub接口需要為引入流量控制機制確�；�站的緩存器正常讀寫，避免緩存器溢出造成數(shù)據(jù)的丟失。

圖6　R99和R5的HSDPA重傳控制

圖7給出了用于HSDPA的MAC層協(xié)議框架，圖中包括HS-DSCH的多個協(xié)議層，RNC繼續(xù)支持無線鏈路控制層（RLC）的功能，諸如對從基站得到的HS-DSCH重傳計數(shù)超過最大物理層重傳時的處理。盡管基站增加了新的MAC層功能，RNC繼續(xù)保留R99和R4的功能�；�站的新MAC層（MAC-hs）的關(guān)鍵功能是ARQ功能、調(diào)度和優(yōu)先級處理。所有加密工作均由RLC層負(fù)責(zé)，以確保重傳合并數(shù)據(jù)采用相同的加密掩碼。

圖7　HSDPA的協(xié)議結(jié)構(gòu)

3GPP標(biāo)準(zhǔn)中沒有定義基站中使用的調(diào)度類型，只給出了一些參數(shù)，例如丟棄定時器或調(diào)度優(yōu)先級指示，可供RNC控制單個用戶的處理。

6、HSDPA規(guī)劃與組網(wǎng)

對于未來的WCDMA業(yè)務(wù)，需要網(wǎng)絡(luò)提供從低速率的語音到高速率的數(shù)據(jù)下載等多樣化的服務(wù)。HSDPA的特點是在近點可以提供極大的系統(tǒng)流量，但是為了達(dá)到遠(yuǎn)點的覆蓋，HSDPA的流量優(yōu)勢將不再明顯。因此在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時候，詳盡分析業(yè)務(wù)需求，合理規(guī)劃HSDPA與傳統(tǒng)的DCH PS業(yè)務(wù)的覆蓋范圍，優(yōu)勢互補，這是使用HSDPA技術(shù)組網(wǎng)的關(guān)鍵。

HSDPA組網(wǎng)有共享載頻和獨立載頻2種方式。共享載頻方式是指HSDPA用戶和其他用戶使用同樣的載頻，若輔以高級無線資源管理算法，HSDPA用戶可以利用小區(qū)剩余資源，從而提升整個系統(tǒng)資源利用率；獨立載頻是指使用單獨的載頻吸收高速率的HSDPA用戶。

在高速業(yè)務(wù)用戶集中并且頻率資源豐富的重點地區(qū)，可以考慮使用獨立載頻建網(wǎng)方式，即HSDPA單頻組網(wǎng)，所有的高速用戶在基站近點使用HSDPA能夠大大提升系統(tǒng)流量，并且因為使用不同的頻點，從而對同覆蓋的DCH PS業(yè)務(wù)影響不大。但是當(dāng)用戶移動到HSDPA覆蓋邊緣，為了保證用戶服務(wù)的連續(xù)性，將進(jìn)行頻間測量，從HS-DSCH信道進(jìn)行硬切換到DCH信道，對系統(tǒng)造成一系列的開銷，有可能產(chǎn)生意外的風(fēng)險。

在頻率資源緊張且HSDPA業(yè)務(wù)要求不是很高的環(huán)境中�？梢钥紤]使用HSDPA與R99使用共享載頻組網(wǎng)，既可以解決對某些重要用戶對高速業(yè)務(wù)的需求，又可以節(jié)約寶貴的頻率資源。在近點處，用戶使用HSDPA提高用戶數(shù)據(jù)流量；當(dāng)用戶移動到基站覆蓋的遠(yuǎn)點處，HSDPA用戶轉(zhuǎn)換為DCH PS業(yè)務(wù)；當(dāng)用戶移到另一個基站的HSDPA覆蓋區(qū)時，可以將DCH PS業(yè)務(wù)切換到HS-DSCH信道，重新轉(zhuǎn)化為HSDPA業(yè)務(wù)。

HSDPA對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的影響主要體現(xiàn)在2個方面，一種是在原來的WCDMA系統(tǒng)上，新增支持HSDPA的異頻小區(qū)，由于是新小區(qū)規(guī)劃，對原小區(qū)基本沒什么影響：另外一種是在已有的小區(qū)上，加入HSDPA的支持，此時必須保證原來的覆蓋不受影響，通過減小WCDMA系統(tǒng)專用信道容量，來支持HSDPA。

一般來說，在HSDPA建網(wǎng)初期，HSDPA的業(yè)務(wù)量不是很大，可以采取在WCDMA已有小區(qū)的基礎(chǔ)上，加入HSDPA的支持。語音業(yè)務(wù)由專用信道來承載，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由FACH或者HS-DSCH傳輸信道來承載。在HSDPA應(yīng)用初期，碼資源基本上不會有什么問題，比如SF=16的節(jié)點總共有16個，7個SF=16的節(jié)點就能支持56個語音，剩下的9個SF=16的節(jié)點可以分配7個HS-PDSCH信道碼，2個節(jié)點給公共信道碼、HS-SCCH信道碼和承載HSDPA高層信令的伴隨專用信道碼。當(dāng)然，如果HSDPA伴隨的專用信道需要承載某些業(yè)務(wù)，可以從總的專用信道可用碼字中進(jìn)行分配，但是功率分配上會比較受限，需要減小WCDMA系統(tǒng)專用信道容量，來換取一定的剩余功率。另外，WCDMA系統(tǒng)上行覆蓋小于下行覆蓋，因此網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是在上行覆蓋的基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃的，使得下行覆蓋有一定的余量，可以通過利用這些剩余功率來支持HSDPA。由于專用信道的可使用功率減小，使得原來專用信道支持的容量會下降。在室內(nèi)覆蓋的微蜂窩情況下，由于有直達(dá)路徑，下行正交性能比較好，鄰小區(qū)干擾也比較小，使得專用信道容量減小的比較少，一般在10%以內(nèi)；但是對于宏蜂窩情況，下行正交性能變差，鄰小區(qū)干擾比較大，導(dǎo)致專用信道容量會急劇的減小，如果專用信道功率分配40%給HSDPA，則專用信道容量會減小一半左右。

支持HSDPA的小區(qū)覆蓋，有兩種覆蓋策略。一種是支持HS-DSCH在小區(qū)內(nèi)的部分覆蓋，在這種情況下，HS-DSCH僅僅在小區(qū)的中心區(qū)域得以支持。當(dāng)用戶走出HS-DSCH的切換區(qū)域時，要么把業(yè)務(wù)重新映射到DCH，要么把該業(yè)務(wù)釋放。另外一種是小區(qū)內(nèi)全覆蓋的策略，在這樣的策略下，HS-DSCH可以保持和DPCH相同的覆蓋，HS-DSCH的切換判決也因此可以采用和DPCH相同的測量過程（測量對象、濾波系數(shù)、事件等）。建議采取小區(qū)內(nèi)全覆蓋的策略，在這樣的策略下，算法不需要判決和觸發(fā)HS-DSCH與DCH之間的信道類型切換，當(dāng)用戶遠(yuǎn)離基站時，同樣的發(fā)射功率下所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率逐漸變小，降低資源利用效率。

7、總結(jié)

HSDPA是后3G時代的主要解決方案之一，在WCDMA R99的基礎(chǔ)上對下行鏈路進(jìn)行了重大改進(jìn)。在WCDMA R5中引入HSDPA技術(shù)后，UTRAN部分的結(jié)構(gòu)基本不變，在基站新增了MAC-hs功能塊，并在物理層新增了3種新的物理信道。HSDPA后向兼容WCDMA R99版本，運營商可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展的需要進(jìn)行逐級部署，而不會對現(xiàn)有的WCDMA用戶造成影響。

HSDPA是一條通往高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉O具成本效益的路徑，它將峰值數(shù)據(jù)速率提高到了10 Mbit/s，并提供了相當(dāng)于過去3-5倍的分區(qū)業(yè)務(wù)吞吐量，大幅度增加了單一頻率上的數(shù)據(jù)用戶數(shù)量，從而可以更高效率地使用寶貴的頻譜資源，有助于刺激和推動WCDMA不能支持的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的消費，使運營商在不斷融合的市場中有效參與競爭，并通過具有更高效率和更高成本效益的方式，滿足增強服務(wù)質(zhì)量以及寬帶業(yè)務(wù)的需求。此外HSDPA還可以更加有效地實施QoS管理，網(wǎng)絡(luò)可以更加智能地對不同優(yōu)先級的應(yīng)用與服務(wù)進(jìn)行排序與資源調(diào)撥。

隨著最終用戶對數(shù)據(jù)傳輸性能要求越來越高，低成本高速數(shù)據(jù)傳輸能力將為HSDPA的經(jīng)營商帶來強大的競爭優(yōu)勢。以較低的用戶成本支持廣泛的多媒體應(yīng)用，服務(wù)內(nèi)容和誘人的功能可以使早期采用HSDPA的運營商優(yōu)于其他競爭對手，增加已有用戶的業(yè)務(wù)量和新用戶的數(shù)量，提高數(shù)據(jù)市場占有率和盈利能力。