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标题: HSDPA基本原理和相关物理信道 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2010-4-27 08:42

作者: HWWRANGTS 标题: HSDPA基本原理和相关物理信道

HSDPA是为了解决R99 PS业务下行速率过低而产生的新技术。用最简洁的语言来描述HSDPA的原理的话，可以归纳成：HSDPA就是利用多码道共享（或者说调度）实现高速下行分组接入。说白了，关键就在多码道共享上。

当然，HSDPA能够实现较高的下行数传速率，主要是运用了如下几个关键技术。
1、多码道资源共享
2、基于信道质量的自适应编码与调制
3、混合自动重传
4、高阶调制
5、采用2ms短帧，部分调度由NodeB完成
HSDPA引入的物理信道较少，结合具体实现过程来记忆非常方便，当然也可以结合HSDPA关键技术来记忆。HSDPA引入了三条物理信道，都以HS开头，分别是HS-PDSCH、HS-DPCCH和HS-SCCH，对应了前三个关键技术。

首先是多码道资源共享，这里的码道指的就是HS-PDSCH，高速物理下行共享信道。

其次是基于信道质量的自适应编码与调制，UTRAN怎么才能知道无线信道质量呢？是由UE测量然后上报给NodeB的。那上报的CQI是通过哪条信道上报的呢？就是通过HS-DPCCH，高速专用物理控制信道上报的。

最后是混合自动重传，HARQ需要的参数都是通过HS-SCCH高速共享控制信道来传的。

事实上，这些物理信道的作用不仅仅如此，下面结合HSDPA的主要过程来介绍，大家就会明白每条物理信道的具体作用了。

[ 本帖最后由 HWWRANGTS 于 2010-4-26 19:25 编辑 ]

时间: 2010-4-27 08:42

作者: HWWRANGTS

要想启动HSDPA是要满足很多条件的，首先UTRAN有个门限，只有当速率大于这个门限的时候，才能启动HSDPA。这个门限一般都是384K。所以在无线环境比较好，没有什么拥塞的情况下，下载速率一般很容易超过这个值。其次是开户速率，开户速率太低的话，那也是不可能启动HSDPA的啦。最后，数据配得正确，基站正常工作，小区激活且开启了HSDPA功能。

万事俱备之后，UE接入到小区里，想下载数据，如果sim卡开户信息中的速率足够大（国外一般都是7.2Mbps），下载速率也超过了UTRAN那个门限，这个时候就要启动HSDPA了。

场景1：
NodeB：小样UE，想用HSDPA了？不是交钱就可以的，得满足我的要求才可以哦。
UE：老大，这年头光交钱都不行了啊？有啥特殊要求啊？
NodeB：我还得给RNC有个交代呢。想用HSDPA可以，必须把CQI报给我。
UE：咋报给你啊？
NodeB：我都计划好了，你和我一起建一条专用控制物理信道来传吧。不过为了区别R99的同名信道，起名叫HS-DPCCH吧，谁叫你用的是HSDPA呢。
UE：行，就按老大说的办吧。对了，老大，你要CQI干啥嘛，就几个数字而已。
NodeB：这你就不懂了吧。我可以根据CQI来选择不同的调制和编码方式，CQI越大，无线信道质量越好，我就可以对你使用高阶调制和比较高的编码速率。反之，我就选择QPSK和低一点的编码速率，降低误码，保证数据的正确性。
UE：哦，原来是这样，还是老大聪明。
NodeB：要不然能是老大么？对了，别忘了等会传数据的时候不管丢没丢包，都告诉我一声，也用这个信道传。ACK表示没错，NACK表示出错，需要重传。

画外音1：
UE在HS-DPCCH上上报了CQI之后，NodeB也选择了调制和编码方式，但是随着CQI的不断变化，NodeB也会选择不同的调制和编码方式。与此同时，NodeB还要决定用多少资源来给UE使用。
HS-DPCCH用于物理层的反馈信息和信道质量的传送。数据速率为15Kbps，SF=256，采用2ms的短帧，承载HSDPA的两种上行物理层信令：ACK/NACK和CQI。CQI：信道质量指示，ACK/NACK：指示数据是否正确，只有数据传输时才发送。

[ 本帖最后由 HWWRANGTS 于 2010-4-26 18:48 编辑 ]

时间: 2010-4-27 08:42

作者: HWWRANGTS

场景2：
UE：终于要开始传数据了，等会就爽歪歪了。
NodeB：那个，虽然老大我有很多资源了，但是不能都分给你一个人用，还有别的UE等着我调度呢。
UE：我晕，用个HSDPA咋那么难呢？
NodeB：抱怨啥？RNC不松口，你哪用的上？我会告诉你每个2ms的时间段里你可以用哪些资源。
UE：咋告诉我啊？还用HS-DPCCH？
NodeB：见过笨的，没见过这么笨的。HS-DPCCH带宽就那么一点，传个CQI和ACK/NACK后，还能传别的么？新建一个别的信道，也用HS开头，表示是HSDPA专用的，就叫HS-SCCH。
UE：哦，老大，这信道上这么多乱七八糟的参数，我都看不懂啊。
NodeB：不用不知道，一用吓一跳。你不用这些参数，能懂它们是什么意思嘛？
UE：@_@

画外音2：
HS-SCCH上承载的就是调度信息，不仅仅包括UE可以使用哪些资源，还包括混合重传的参数，告诉UE哪些是重传的数据需要合并等。每条HS-SCCH在2ms内只能调度一个UE，而UE可以侦听最多4条HS-SCCH。HS-SCCH映射用户的数据属性信息有Xue、Xccs、Xms、Xrv、Xtbs、Xhap、Xnd。
Xue是UE ID，用于确定该HS-SCCH是发给哪个UE的。
Xccs是信道码集合信息，即HS-PDSCH使用了哪几个信道码。
Xms是调制方案，是使用QPSK还是16QAM。
Xrv是冗余版本，用于控制速率匹配时的打孔方式、16QAM的星座图以及接收端的重传合并方式。
Xtbs指明传输块的大小。
Xhap指明本次传输使用的是哪个HARQ进程。
Xnd指明本次数据传输是新数据还是重传数据。

[ 本帖最后由 HWWRANGTS 于 2010-4-26 18:50 编辑 ]

时间: 2010-4-27 08:43

作者: HWWRANGTS

场景3：
UE：NodeB老大，你共享的是哪些资源啊？找半天没找到啊。
NodeB：我倒，你找哪去了？
UE：不是DPDCH么？
NodeB：那是R99版本陈芝麻烂谷子的事了，早就不用了。我共享的资源是HS-PDSCH。用于HSDPA业务的物理信道都是HS开头的，以后不要再搞混了。

画外音3：
HS-PDSCH就是可以共享的资源，UE在某个时间内可以使用的HS-PDSCH越多，下载速率就会越大。OVSF码固定为16，可以多条信道并行传输，支持QPSK和16QAM调制方式（HSPA+支持64QAM），根据UE的能力和无线环境的情况，UTRAN可以动态的为UE分配多条HS-PDSCH，以支持多码传输，最多可以有15条HS-PDSCH。

[ 本帖最后由 HWWRANGTS 于 2010-4-26 18:52 编辑 ]

时间: 2010-4-27 08:43

作者: HWWRANGTS

(1)根据UE上报的CQI，NodeB内的调度模块对不同的用户进行评估，考虑他们的信道条件、每个用户的缓冲区的数据量以及最近一次的服务时间等因素。
(2)决定好服务的用户后，Node B确定HS-PDSCH的参数。
(3)Node B在发射HS-PDSCH之前，先发射HS-SCCH通知UE一些必要的参数。
(4)UE监测HS-SCCH，监测是否有发给自己的信息，如果有的话，UE开始接收HS-PDSCH，并进行缓存。
(5)根据HS-SCCH上的信息，终端可以判断在HS-PDSCH上接收到的数据是否需要和soft buffer中的数据进行合并。
(6)UE对在HS-PDSCH上接收到的数据进行解调，并根据CRC结果在上行HS-DPCCH上发送响应ACK/NACK。如果Node B收到了NACK，会进行数据的重发，直到收到终端的ACK消息或达到最大重传次数。

[ 本帖最后由 HWWRANGTS 于 2010-4-26 18:56 编辑 ]

时间: 2010-4-27 08:43

作者: HWWRANGTS

Updating……
FQA：
1. HS-PDSCH相关问题
      HS-PDSCH的OVSF码是固定的16位，所以最多应该16条这样的共享信道。但是对于基站来说，除了HS-PDSCH，还有其他物理信道，所以不能把所有的码字都分给HS-PDSCH来用，所以最多可以拿出15个16位的OVSF码来给HSDPA用，但是这样的后果是小区没有多余码字分给DCH用，其他业务如AMR, VP等业务都不能发起。
   一般情况是可以分5-10个码给HSDPA用，主要看网络规划了。

2. 速率问题
   极限速率是跟HS-PDSCH信道数，调制和编码方式有关的。首先，一条HS-PDSCH的速率是固定的，即3.84Mcps/16=240Kbps，这个是所有HSDPA计算极限速率的基础。考虑不同场合，就是乘以不同倍数而已。

   如果无线信道环境很好，那采用16QAM调制方式，编码效率是1，系统配置15个HS-PDSCH并全部分给一个UE使用，则这个时候得到的就是极限速率，为：240Kbps×4×1×15=14.4Mbps
   因为采用16QAM，所以一个符号可以表示4个bit的含义，所以×4
   编码效率是1，所以所有bit都是有用bit，所以×1
   因为15个码道都分给一个UE使用，所以×15
   如果采用64QAM时，一个符号可以表示6个bit，这个时候极限速率就是240Kbps×6×1×15=21.6Mbps

[ 本帖最后由 HWWRANGTS 于 2010-4-26 19:21 编辑 ]

时间: 2010-4-27 09:42

作者: liujzh 标题: 好

简单明了，顶

时间: 2010-4-27 13:48

作者: nealforever

不错，技术文档都能这么写就好了！
顶！

时间: 2010-4-27 18:30

作者: jpazxl

写的真好！！！

时间: 2010-4-27 21:46

作者: lxc9

挺好的，学习一下。！

时间: 2010-4-28 10:30

作者: twfzxy

学习ing

时间: 2010-4-28 17:46

作者: emptyliu

还真是和写小说一样哎，都需要科普啊

时间: 2010-4-28 19:23

作者: bloodli

不错，留名待看

时间: 2010-4-29 12:02

作者: halfheart

请教一个问题：
DPA的限速是怎么实现的？
举个例子，如果一个支持21m的手机，签约数据为8m，小区为DPA分配了10个码道。
那么，在RB重配的时候，RNC会分配多少个码道下去呢？5个还是10个？
如果分了10个，手机质量又做够好，下载速度岂不要超过8m，在无线侧又是通过什么方式限制在8m呢？

时间: 2010-4-29 15:19

作者: wuuhoo

做成一个文件发就好了

时间: 2010-5-5 23:18

作者: wyc2005

写得很好，感谢分享！

时间: 2010-5-6 22:12

作者: zf3512311 标题: 回复 2# 的帖子

要想启动HSDPA是要满足很多条件的，首先UTRAN有个门限，只有当速率大于这个门限的时候，才能启动HSDPA。这个门限一般都是384K。

这个不是必须的吧，因为HS-DSCH毕竟是共享信道，处于节省码资源考虑，主要UE能力支持，小区支持，一般都会考虑使用HSDPA的。

时间: 2010-5-7 03:21

作者: HWWRANGTS

原帖由 zf3512311 于 2010-5-6 08:12 发表
要想启动HSDPA是要满足很多条件的，首先UTRAN有个门限，只有当速率大于这个门限的时候，才能启动HSDPA。这个门限一般都是384K。

这个不是必须的吧，因为HS-DSCH毕竟是共享信道，处于节省码资源考虑，主要UE能力支 ...

如果sever限速呢？

时间: 2010-5-7 03:29

作者: HWWRANGTS

原帖由 halfheart 于 2010-4-28 22:02 发表
请教一个问题：
DPA的限速是怎么实现的？
举个例子，如果一个支持21m的手机，签约数据为8m，小区为DPA分配了10个码道。
那么，在RB重配的时候，RNC会分配多少个码道下去呢？5个还是10个？
如果分了10个，手机质量 ...

UE能力一般都是支持最大15码道的。下行速率最大是8M，看空口无线环境，如果空口环境好，就用64qam，如果编码效率也比较高，是1的话，那就是240*6*n<8000，n最小也是5。

如果空口环境不好，编码效率1/3，用QPSK，那就是240*2*1/3*n<8000，虽然这样n可以等于15，但是因为整个网络中不可能只有一个UE，所以很有可能分到的码很少。

[ 本帖最后由 HWWRANGTS 于 2010-5-6 13:35 编辑 ]

时间: 2010-5-7 16:37

作者: haoyue

谢楼主分享！

时间: 2010-5-7 22:43

作者: w22163

关于前面提到的签约数据问题，我记得在RNC中有QOS可以限制，比如保证速率，峰值速率等等。

时间: 2010-5-22 12:59

作者: wqvbkcg

不错，写得很好

时间: 2010-5-23 22:48

作者: fengbo 标题: 回复 2# 的帖子

"要想启动HSDPA是要满足很多条件的，首先UTRAN有个门限，只有当速率大于这个门限的时候，才能启动HSDPA。这个门限一般都是384K。所以在无线环境比较好，没有什么拥塞的情况下，下载速率一般很容易超过这个值。其次是开户速率，开户速率太低的话，那也是不可能启动HSDPA的啦。最后，数据配得正确，基站正常工作，小区激活且开启了HSDPA功能。"

请问这个是厂商内部的实现机制么？

时间: 2010-5-28 23:41

作者: laojiu103

是比较容易理解！

时间: 2010-5-29 01:48

作者: sinder

果然是专家啊写的通俗易懂

时间: 2010-5-29 01:52

作者: HWWRANGTS

原帖由 fengbo 于 2010-5-23 08:48 发表
"要想启动HSDPA是要满足很多条件的，首先UTRAN有个门限，只有当速率大于这个门限的时候，才能启动HSDPA。这个门限一般都是384K。所以在无线环境比较好，没有什么拥塞的情况下，下载速率一般很容易超过这个值。其次是 ...

384K是R99 PS业务单码道最大速率

时间: 2010-5-30 15:15

作者: halfheart

对里面的两个困惑,我给出解答吧.

1,关于384k的速率限制,这个不是协议规定的,而是厂商实现的.HW过去是这么做的，未来，应该会取消掉这个限制，或者现在已经取消掉了？
取消掉该限制的思想是所有有hspa能力的手机都建到hspa上，哪怕你一个bit都不传。在R8，下行已经取消了专有信道。有人说一个bit都不传，还给你预留资源太可惜了，为什么？因为rl重建和rb重配同样消耗资源，随着设备向高速率演进，设备越来越倾向于减少信令（去rnc），而由nodeB的dsp处理来替代。如果有手机愿意定时发点包保证自己always online就可以了。

2，关于限速的问题。从下行来看，我不清楚SGSN会不会根据rab配置来做限速，这个肯定是可以实现的，但不知道性价比如何。但是rnc在得到rab配置后，一定会在rlc层做限速。rnc会根据手机上报的cat能力值和自己的配置分配最大的码道下去。举个例子，15码手机在15码rnc配置下，会得到15个码道的允许使用权。但是因其只有8m的下行限速，在rnc侧，rlc向mac发送的速度就会限制在8m。至于在nodeB侧怎么调度，就要看各个厂商实现了。

时间: 2010-6-2 15:44

作者: haoyue

再看一次，这东西又变好了！
楼主能不能再继续啊，其他的也行啊！

时间: 2010-6-7 18:57

作者: lucy312

真不错！

时间: 2010-6-8 16:34

作者: 随风飞舞

写的很不错
加油
谢谢分享~

时间: 2010-6-18 01:13

作者: post927 标题: 回复 14# 的帖子

高速率是要靠码片功率来支撑的
功率受限的话，速率不能到那么高

时间: 2010-6-18 15:20

作者: yanqiuji

其他的内容也可以按照这种类型写

时间: 2010-6-19 15:29

作者: post927 标题: 回复 14# 的帖子

14楼的问题可以描述为，核心网的限速签约如何在接入网实现？

时间: 2010-6-19 17:43

作者: zyp007

很好很强大

时间: 2010-6-30 13:19

作者: jily992

通俗易懂，楼主强大。感谢。

时间: 2010-7-1 11:37

作者: spectra222

mark

时间: 2010-7-5 00:25

作者: hanwei0307

这是我见过讲的最好，最明了的关于HSDPA的帖子
建议加精

时间: 2010-7-5 10:28

作者: bampapa

谢谢分享

时间: 2010-7-5 16:29

作者: hanbao701

楼主好厉害

时间: 2010-7-8 12:43

作者: illidan

原帖由 halfheart 于 2010-5-30 15:15 发表
对里面的两个困惑,我给出解答吧.

1,关于384k的速率限制,这个不是协议规定的,而是厂商实现的.HW过去是这么做的，未来，应该会取消掉这个限制，或者现在已经取消掉了？
取消掉该限制的思想是所有有hspa能力的手 ...

因为HSDPA的资源一旦初始化了，分配的权力就全由基站掌管，所以HSDPA类的限速，比如MBR之类的，也应该由基站来实现比较合理。基站在给终端在分配信道化码数、码率的时候，注意不要超过MBR就可以了呗。

时间: 2010-7-10 10:51

作者: qzmkyo

感谢分享，慢慢学习

时间: 2010-7-13 22:34

作者: cookyforever

好帖，学习了

时间: 2010-7-16 12:47

作者: illidan

路过顶好帖。

时间: 2010-7-16 16:46

作者: pq00535

经典+专业

时间: 2010-7-21 20:27

作者: 北回归线以北

有意思以后再看看

时间: 2010-7-24 17:09

作者: zzhlxx

时间: 2010-7-29 00:07

作者: a5603

写的真地挺好

时间: 2010-7-30 16:49

作者: 影侠

很好

时间: 2010-8-1 21:58

作者: yudong707

谢谢分享

时间: 2010-8-5 16:14

作者: zhouerwu

楼主果真牛人

时间: 2010-8-19 12:06

作者: 北回归线以北

记号看看什么东西

时间: 2010-8-27 21:15

作者: tdlwh

好文，学习一下。

时间: 2010-9-15 16:23

作者: ssesal

真的很明白。学习！

时间: 2010-10-8 16:40

作者: xlktc 标题: 回复 1# 的帖子

大侠，问你一个问题，影响HSDPA的容量有哪些？
如果我们在网管出设置了32个用户，但是当有第33个用户要求进来，应该怎么处理？是接纳控制还是让别的用户降速？

跪求～

时间: 2010-11-2 22:19

作者: hexiaonuaa 标题: 回复 6# 的帖子

写的很好啊！！

时间: 2010-11-18 15:09

作者: mengxiang0827

楼主写的非常非常好，顶一个！

时间: 2010-12-1 21:17

作者: post927

原帖由 halfheart 于 2010-4-29 12:02 发表
请教一个问题：
DPA的限速是怎么实现的？
举个例子，如果一个支持21m的手机，签约数据为8m，小区为DPA分配了10个码道。
那么，在RB重配的时候，RNC会分配多少个码道下去呢？5个还是10个？
如果分了10个，手机质量 ...

QoS设置从RAB带下去的

时间: 2010-12-2 10:19

作者: 小包谷

不错呀，写得很生动

时间: 2010-12-20 11:03

作者: xianshuiyu

时间: 2010-12-22 21:09

作者: GoodStduy 标题: 8错

能把这么复杂的东东，写的如此的浅显易懂，作者真是牛X

时间: 2010-12-22 21:26

作者: longgjiang

LZ辛苦了哦

时间: 2010-12-25 15:06

作者: northwestzhao

学习了谢谢分享

时间: 2010-12-29 20:53

作者: 203hero

高人还真不少，偶还要努力。

时间: 2011-1-13 00:40

作者: 哎一塌糊涂

楼主的无私分享，让我少走不少弯路，期待其他新作:)

时间: 2011-4-8 10:44

作者: li117208

非常感谢楼主！！！！！！！！！！

时间: 2011-4-8 16:22

作者: lpeng1208

之前有些不明白，这样一说有点恍然大悟的感觉！谢谢LZ分享，。。。

时间: 2011-4-11 16:52

作者: mapoo 标题: 回复 19# 的帖子

RNC会负责限速，在RAB Assignment Request消息里，SGSN会通知该UE的签约速率，例如8Mbps，那么RNC通常会分配7.2Mbps的带宽给该用户，所以即使从SGSN到达RNC的该用户的数据速率高于8Mbps，RNC也会进行流量控制，将Iub口的速率控制在7.2Mbps以下，对于Uu口的调度问题，主要取决于小区能力，如果支持HSPA+，而且UE的category也支持，那么就可能分配64QAM给该UE，具体配置几个码字，是由NodeB根据当前小区资源情况，UE上报的CQI，小区支持的最大HSDSCH码字数，UE最大支持的码字数这些具体条件下，根据相应的调度算法进行合理的配置的，UE的峰值速率不可能大于签约速率，否则就是大问题了！

时间: 2011-7-7 17:50

作者: npfc

好贴啊，建议大家都这样来写技术资料。

时间: 2011-7-8 10:58

作者: thmas

努力学习中:)

时间: 2011-7-16 12:03

作者: shuige12

本人在做这个，楼主写的不错

时间: 2011-11-26 13:01

作者: chyfung

很好~~~~很好~~~

时间: 2011-12-14 05:19

作者: backupdream

记号先

时间: 2011-12-15 11:26

作者: xhy133

这个讨论不错，谢谢分享

时间: 2011-12-15 13:13

作者: chenyp1982

很好，很强大。。。

时间: 2011-12-19 10:57

作者: lph_2000

:) 好

时间: 2011-12-20 12:58

作者: 众山小

太好了

时间: 2014-7-12 14:24

作者: schumacher

深入浅出，楼主牛逼

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