HSDPA解決方案

1、HSDPA涉及的關(guān)鍵技術(shù)

　　數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)具有不同的業(yè)務(wù)特性。一般來(lái)說(shuō)，語(yǔ)音業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延敏感，對(duì)速率恒定性的要求較高，而對(duì)誤碼率的要求則相對(duì)較弱；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則正好相反，通常情況下可以容忍短時(shí)間的延時(shí)，但對(duì)誤碼率要求高。HSDPA充分考慮到了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，采用了快速鏈路調(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)等鏈路層調(diào)整技術(shù)。

　　1.1　快速鏈路調(diào)整技術(shù)

　　如前所述，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)具有不同的業(yè)務(wù)特性。語(yǔ)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(duì)系統(tǒng)的影響，以獲得相對(duì)穩(wěn)定的速率；而相對(duì)來(lái)說(shuō)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以容忍延時(shí)，可以容忍速率的短時(shí)變化。因此，HSDPA并非試圖對(duì)信道狀況進(jìn)行改善，而是根據(jù)信道情況采取相應(yīng)的速率。由于HS-DSCH每隔2ms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的情況，并通過(guò)采用不同的編碼調(diào)制方案來(lái)實(shí)現(xiàn)速率的調(diào)整。當(dāng)信道條件較好時(shí)，HS-DSCH采用更高效的調(diào)制方法——16QAM，以獲得更高的頻帶利用率。理論上，雖然xQAM調(diào)制方法能提高信道利用率，但由于調(diào)制信號(hào)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的場(chǎng)合，而不用于功率受限的場(chǎng)合。在HSDPA中，通常情況下靠近基站的用戶接收信號(hào)的功能相對(duì)較強(qiáng)，可以享受到xQAM調(diào)制方法帶來(lái)的好處。

　　此外，WCDMA是語(yǔ)音數(shù)據(jù)合一型系統(tǒng)，在保證語(yǔ)音業(yè)務(wù)所需的公共以及專(zhuān)用信道要求的功率外，可以將剩余功率全部用于HS-DSCH，以充分利用基站功率。

　　1.2　結(jié)合軟合并的混合重傳技術(shù)

　　終端通過(guò)結(jié)合軟合并的快速混合重傳（HARQ）機(jī)制快速請(qǐng)求基站重傳錯(cuò)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(cuò)誤所帶來(lái)的影響。終端在收到數(shù)據(jù)塊后，會(huì)在5ms內(nèi)向基站報(bào)告數(shù)據(jù)正確解碼或出現(xiàn)錯(cuò)誤。終端收到基站的重傳數(shù)據(jù)后，在進(jìn)行解碼時(shí)，會(huì)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(qǐng)求時(shí)，會(huì)根據(jù)錯(cuò)誤情況以及終端的存儲(chǔ)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），以幫助終端提高糾錯(cuò)能力。

　　1.3　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(jí)的最優(yōu)（比如最大扇區(qū)通過(guò)率），集中調(diào)度機(jī)制使得系統(tǒng)可以根據(jù)所有用戶的情況，決定哪個(gè)用戶可以使用信道，以及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兩種。慢衰落主要受終端與基站間距離的影響，而快衰落則主要受多徑效應(yīng)的影響。相對(duì)應(yīng)于信道的這兩種變化，數(shù)據(jù)速率也存在短時(shí)抖動(dòng)與長(zhǎng)時(shí)變化。相對(duì)而言，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以容忍短時(shí)抖動(dòng)，但對(duì)于長(zhǎng)時(shí)抖動(dòng)要求則較嚴(yán)。好的調(diào)度算法既要充分利用短時(shí)抖動(dòng)特性，又要保證不同用戶的長(zhǎng)時(shí)公平性。意即，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(duì)不好的用戶在一定時(shí)間內(nèi)能夠使用信道，以保證業(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。乒乓算法不考慮信道變化情況；比例公平算法既利用短時(shí)抖動(dòng)特性，也保證一定程度的長(zhǎng)時(shí)公平性；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，但可能使多數(shù)用戶得不到系統(tǒng)服務(wù)。

　　HSDPA對(duì)系統(tǒng)性能的影響包括業(yè)務(wù)與系統(tǒng)吞吐率兩個(gè)層面�？焖冁溌穼诱{(diào)整技術(shù)最大限度地利用了信道條件，并使得基站以接近最大功率發(fā)射信號(hào)；集中調(diào)度技術(shù)使得系統(tǒng)獲得系統(tǒng)級(jí)的多用戶分集好處；高階調(diào)制技術(shù)則提高了頻譜利用率以及數(shù)據(jù)速率。這些技術(shù)的綜合使用使得系統(tǒng)的吞吐率獲得顯著提高。同時(shí)，用戶速率的提高以及HARQ技術(shù)的使用使得TCP/UDP性能得到改善，從而提高了業(yè)務(wù)性能。但是，業(yè)務(wù)性能的提高程度與業(yè)務(wù)模型有關(guān)。

　　作為WCDMA R5版本高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增強(qiáng)技術(shù)，HSDPA通過(guò)采用時(shí)分共享信道以及快速鏈路調(diào)整、集中調(diào)度、HARQ等技術(shù)提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率以及業(yè)務(wù)性能，同時(shí)保證系統(tǒng)的前向兼容，除在RBS增加相應(yīng)的MAC模塊外，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)沒(méi)有其它不利影響，從而有利于系統(tǒng)的靈活部署。

2、HSDPA解決方案

　　上海貝爾阿爾卡特HSDPA解決方案的特色主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　2.1　產(chǎn)品的軟件功能對(duì)HSDPA強(qiáng)有力的支持

　　◆同時(shí)支持QPSK、16QAM兩種調(diào)制模式；

　　◆每小區(qū)最大支持15個(gè)碼字；

　　◆下行速率能達(dá)到14.4Mb/s；

　　◆每個(gè)Node B最大支持6個(gè)HSDPA小區(qū)；

　　◆一個(gè)TTI中最大可以支持四條HS-SCCH；

　　◆可同時(shí)支持時(shí)隙+碼信道的復(fù)用。

　　2.2　一整套先進(jìn)的機(jī)制來(lái)提高HSDPA的容量

　�。�1）靈活可配置的快速調(diào)度算法

　　HSDPA快速調(diào)度算法主要有Round Robin、MaxC/I和Proportional Fair三種，可靈活配置不同的快速調(diào)度算法，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商不同的市場(chǎng)策略，達(dá)到對(duì)不同業(yè)務(wù)類(lèi)型、不同用戶級(jí)別進(jìn)行差異化服務(wù)的目的。

　�。�2）先進(jìn)的動(dòng)態(tài)功率分配機(jī)制（見(jiàn)圖1）


圖1　動(dòng)態(tài)功率分配機(jī)制圖

　　在這里HSDPA業(yè)務(wù)可以使用所有DCH未使用的功率，這樣可以提高無(wú)線資源的利用率。另外，運(yùn)營(yíng)商還可根據(jù)實(shí)際情況，來(lái)設(shè)置DCH和HSDPA的保證功率，其設(shè)置的最低功率可為0。

　�。�3）確保業(yè)務(wù)連續(xù)性的移動(dòng)性管理機(jī)制

　　對(duì)HSDPA而言，移動(dòng)性仍然是一個(gè)很重要的功能，該HSDPA解決方案提供了豐富的移動(dòng)性功能，以保證業(yè)務(wù)的質(zhì)量和業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

　　2.3　經(jīng)濟(jì)、合理的傳輸解決方案

　　在HSDPA的引入過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題就是如何合理配置和有效利用UMTS基站到RNC的傳輸資源。HSDPA高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的突發(fā)性（高峰均值比）特點(diǎn)，對(duì)E1/SDH的帶寬利用率和DCH上的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的QoS（時(shí)延、丟包率）都帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。該HSDPA解決方案將ATM業(yè)務(wù)支持能力、信元分優(yōu)先級(jí)發(fā)送機(jī)制和基于實(shí)時(shí)帶寬監(jiān)測(cè)的流量控制功能引入到UTRAN設(shè)備中，既可以預(yù)防HSDPA高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)話音等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)QoS的沖擊，也能降低HSDPA業(yè)務(wù)自身的丟包率。

　　2.4　合理的的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)和平滑的軟件升級(jí)方式

　　從硬件能力的角度講，上海貝爾阿爾卡特UTRAN設(shè)備都是“HSDPA就緒”的，只需要RNC和Node B的軟件升級(jí)就能支持HSDPA。Evolium系列化基站產(chǎn)品采用了合理的模塊化設(shè)計(jì)，大容量、高處理能力的基帶板非常適合于HSDPA快速調(diào)度的運(yùn)算特點(diǎn)，射頻模塊完全支持HSDPA所需的16QAM調(diào)制方式。RNC Evolution硬件平臺(tái)采用最新的芯片技術(shù)。在HSDPA的引進(jìn)中，無(wú)需對(duì)硬件做任何的改動(dòng)，僅需軟件升級(jí)即可實(shí)現(xiàn)。