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时间: 2005-4-11 19:48
作者: 火舞天下
标题: HSDPA全接触
自己整理的资料,大家看了觉得不错的请回帖支持一下,谢谢大家尊重我的劳动成果!
什么是HSDPA？
HSDPA---High Speed Downlink Package Access是高速下行链路分组接入。
HSDPA 是一种基于分组的数据服务，它增强了移动数据传输的下行部分。（另外还有刚刚萌芽的 EUDCH，即增强上行链路数据通道，用于上行链路）。
HSDPA 用在 WCDMA 下行链路（5MHz 带宽）内部，提供的最大数据传输速率达到 10Mbps，实际平均速率在 4Mbps 和 8Mbps 之间。进一步的升级有望把这些速率提高到 20Mbps。HSDPA 的目标是提供更高的数据速率和一致的 QoS（服务质量）。它还提供向同一接收器同时传送语音和数据的能力。
技术上，HSDPA 主要可通过软件来实现。不过情况并非总是如此，因为必须对 3G 基站和手机做各种改造。这些改造包括使用自适应调制和编码 (AMC)、混合自动重传请求 (H-ARQ)、快速蜂窝搜索、MIMO（多输入多输出）天线等。与 WCDMA 中通常使用的 QPSK 相比，HSDPA 还必须改用 16-QAM 调制。
HSDPA 来自第三代合作伙伴项目 (3GPP)，该组织控制着 WCDMA 规范。该组织打算把 HSDPA 包括在该规范的第5版中，在第6版中包含天线改造。第4版提供了增强的互联网协议 (IP) 支持。
现在，包括安捷伦和 UbiNetics 在内的一些公司正在提供 HSDPA 测试系统，而picoChip 公司正在提供一种 HSDPA 基站参考设计。在硅芯片方面，贝尔实验室、高通公司和诺基亚公司只是正在研究该技术的其中几家公司而已。
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时间: 2005-4-11 19:48
作者: 火舞天下
HSDPA技术方案中后3G时代的四大关键技术
HSDPA(高速下行分组接入)用于实现WCDMA网络高速下行数据业务，可以使下行的数据速率达到8～10Mbps，被誉为后3G时代的主要解决方案。对采用多入多出(MIMO)技术的HSDPA系统，数据速率可以达到20Mbps。HSDPA的出现引起了业界的极大关注。作为WCDMA体系的后续演进技术，HSDPA中的许多关键技术与cdma20001XEV/DV以及TD-SCDMA中的一些关键技术有异曲同工之妙，因此，适时研究HSDPA，对于我们全面了解后3G时代的技术走向十分重要。
在HSDPA技术方案中，涉及到的关键技术主要包括4种：自适应编码调制、H-ARQ、快速蜂窝选择(FCS)、多入多出天线处理(MIMO)。
自适应编码调制
自适应调制与编码(AMC)也属于链路自适应的范畴。AMC的基本原理就是改变调制和编码的格式并使它在系统限制范围内和信道条件相适应，而信道条件则可以通过发送反馈来估计。在AMC系统中，一般用户在理想信道条件下用较高阶的调制方式和较高的编码速率，而在不太理想的信道条件下则用较低阶的调制编码方式。
采用AMC的好处主要有：处于有利位置的用户可以具有更高的数据速率，由此蜂窝平均吞吐量得到提高；在链路自适应过程中，通过调整调制编码方案而不是调整发射功率的方法可以降低干扰水平。
目前实现AMC面临几项挑战。首先，AMC对测量误差和延迟比较敏感，为了选择适合的调制方式，必须首先知道信道的质量，对信道估测的错误可能会使系统选择错误的数据传输数据率，使传输功率过高，浪费系统容量或者因功率太低而出现误码率升高；其次，由于移动信道的时变特性，信道测量报告的延迟降低了信道质量估计的可靠性；另外，干扰的变化也增加测量的误差，此时可以寻求与其它技术的结合，比如利用混合判决反馈重传技术(H-ARQ)可以降低MCS的要求识别和对测量误差和流量波动的敏感性。
H-ARQ
H-ARQ也是一种链路自适应的技术。在AMC中，采用显式的C/I测量来设定调制编码的格式，而在H-ARQ中，链路层的信息用于进行重传判决。
有很多方法可以实现H-ARQ：Chase合并、兼容速率凿孔TurboCodes和增量冗余。Chase合并的策略是发送有相同编码的数据组，然后在接收端可以将这些多个重发信息进行SNR加权合并来获得分集接收再进行译码。增量冗余或H-ARQ-II是实现H-ARQ的另一种方式。这种策略是在第一次译码失败时另外再传送附加冗余信息而不是再将整个数据码组重发一次。H-ARQ-type-Ⅲ也是增量冗余方案中的一种，然而在H-ARQ-type-Ⅲ中，每次的重传是可以自解码的，这一点与HARQ-II不同。在多冗余的H-ARQ-type-Ⅲ中，每次重发冗余信息时要对不同的比特进行打孔。
AMC可以根据UE的测定或者网络提供的信息条件来灵活地选择适当的MCS，但需要UE进行准确信道测量并且受到相应延迟的影响。H-ARQ能够自动地适应信道条件的变化并且对测量误差和时延不敏感。AMC和H-ARQ二者结合起来可以得到最好的效果——AMC提供粗略的数据速率选择而H-ARQ可以根据数据信道条件对数据速率进行较精细的调整。
快速蜂窝选择
FCS是为HSDPA而推荐使用的。使用FCS，UE能指示一个最好的小区用于下行链路。确定“最好的”蜂窝不仅要基于无线信号传播的条件，还要考虑在Activeset中小区的功率和码字空间的资源。一般而言，同时有很多小区处于activeset，但只有最适合的小区基站允许发送，这样可以降低干扰提高系统容量。
在离小区中心较远的边缘，每个信道质量都比较低。使用FCS策略可以选择一个服务小区使得链路的质量相对稳定。它是通过C/I和上行DCCH的小区指示信息来对各个小区进行比较的。FCS对物理层方面的要求和Release99中的选择性分集发射(SSDT)相似。
如果使用Node-B之间的单元选择，在HSDPA调度和终端就绪之后，需要实现HARQ状态和调度表的同步。一种传输状态同步的方法是通过空中传播的物理层实现的。如果FCS可以选择变化的Node-B，那么就需要让所有的Node-B都能侦测到上行链路的物理层发送信号，而这和常规的上行链路功率控制策略矛盾。它这种策略不能确定上行链路发送信号能被所有的Node-B侦测。有两种途径可以解决：使用改进的上行链路功率策略，当任何Node-B需要时，UE的传递功率都能相应增加；第二种方式还是使用常规的功率控制策略，但加上一个功率偏移来保证传输状态能被新的Node-B侦测。这两种方式中，优先推举第二种方式。但是，必须评估需要多大的功率偏置及其对整个系统的性能影响。
MIMO技术
多入多出(MIMO)系统是在发送和接收端同时使用多天线，这样相对于只在发送端使用多个天线有更多好处。在MIMO系统中，通过码复用技术可以使峰值吞吐量得到提高。
采用码复用技术后，为HS-DSCH分配的信道/扰码对用来调制M个独立的数据流(M为发送的天线数)。复用了相同信道化码、扰码的数据必须用空间参数加以区分，这要求在接收端使用至少M个天线。在理论上，使用码复用的峰值传输速率是单天线传送的M倍。通过码复用可以结合码复用技术和一个较低阶的星座调制如16QAM来达到一个适中的数据传输速率，而若不采用码复用技术，达到相同的数据速率可能需要采用64QAM调制。相对于使用单天线传送加上较高阶的星座调制达到的相同速率，码复用技术可以降低对Eb/N0的要求，从而提高整个系统的性能。
在关注HSDPA中使用的MIMO技术时，重点集中在具有代表性的开环方式MIMO。在常规单天线发送的HSDPA中，一组下行信道(N个)在多个用户间共享。使用M个发射天信的开环MIMO，也使用同样数量的下行信道码，但是每个码字被复用了M次，并且每个码字用来调制不同的数据子串。特别的数据以更高的编码速率进行编码、速率匹配和交织。
对于UE的联合检测，在每个收发天线对之间都要进行复信道估计。在平坦衰落信道下，信道的特性可以由MP个复信道因子来确定。在频率选择性衰落信道下，信道特性可以由LPM个复信道因子刻画，其中L是RAKE接收机的Finger数。信道估计可以通过接收信号和M个正交导频序列相关运算获得。对比常规的单天线接收机，信道估计复杂度提高了MP倍。对数据检测，每个天线后面都要接针对N个扩频码的匹配滤波器。一般来说，每个天线需要LP个解扩器。对于MN个数据子流的每个子流，对应LP个解扩器输出，每个输出用对应信道估计的复共轭进行加权，然后加在一起构成充分统计量。这个过程称为空时RAKE接收，是单天线RAKE接收在多天线处理情况下的扩展。
共享同一个码字的M个数据子串的充分统计量(向量)中的每个量(标量)包含了空间多址干扰，然而在平坦衰落信道下，因为在信道传送过程中码字的正交性得到了保持，作为一组(Group)的这些子串并不受到其它码字所产生子串的干扰。对M个编码子串中的每一组，采用多用户检测来消除MAI的影响。可采用的多用户检测方法包括最大似然检测和VerticalBLAST检测。最大似然检测方法可以通过充分统计向量的噪声方差直接推导出来，但是最大似然检测的复杂度是随M呈指数增长的，因此，次最优但复杂度较低的V-BLAST是较可行的方法。V-BLAST检测器包括两部分：一个线性变换和一个串行干扰抵消器，线性变换通过迫零算法或最小均方误差准则消除MAI，经过线性变换后，子流中的具有最高信噪比编码符号被检测出来，并抽取出充分统计量中的对应信号。使用修正过的充分统计量，线性变换和干扰抵消重复进行，直到所有的子串都被检测出来。经过MIMO检测器后，MN个子串恢复成高速数据流，解映射到比特，然后解交织、译码。
时间: 2005-4-11 19:49
作者: 火舞天下
HSDPA——WCDMA的增强型无线技术
ＨＳＤＰＡ是指高速下行分组接入，它是３ＧＰＰ在Ｒ５协议中为了满足上／下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法，它可以在不改变已经建设的ＷＣＤＭＡ网络结构的情况下，把下行数据业务速率提高到１０Ｍｂｐｓ。该技术是ＷＣＤＭＡ网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。ＨＳＤＰＡ技术的应用可以充分满足运营商在３Ｇ网络成熟期面临容量需求特别大时进行扩容的实施。
一、ＨＳＤＰＡ技术及性能
为了达到提高下行分组数据速率和减少时延的目的，ＨＳＤＰＡ主要采用了自适应的编码和调制（ＡＭＣ ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ）、快速混合自动重传（ＨＡＲＱ ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ）和快速调度技术。其实，上述三种技术都属于链路自适应技术，也可以看成是ＷＣＤＭＡ技术中可变扩频技术和功率控制技术的进一步提升。
（１）自适应编码和调制（ＡＭＣ）
ＡＭＣ是根据无线信道变化选择合适的调制和编码方式，网络侧根据用户瞬时信道质量状况和目前资源选择最合适的下行链路调制和编码方式，使用户达到尽量高的数据吞吐率。当用户处于有利的通信地点时（如靠近ＮｏｄｅＢ或存在视距链路），用户数据发送可以采用高阶调制和高速率的信道编码方式，例如：１６ＱＡＭ和３／４编码速率，从而得到高的峰值速率；而当用户处于不利的通信地点时（如位于小区边缘或者信道深衰落），网络侧则选取低阶调制方式和低速率的信道编码方案，例如：ＱＰＳＫ和１／４编码速率，来保证通信质量。
（２）ＨＡＲＱ技术
ＨＡＲＱ技术可以提高系统性能，并可灵活地调整有效编码速率，还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码。ＨＳＤＰＡ将ＡＭＣ和ＨＡＲＱ技术结合起来可以达到更好的链路自适应效果。ＨＳＤＰＡ先通过ＡＭＣ提供粗略的数据速率选择方案，然后再使用ＨＡＲＱ技术来提供精确的速率调解，从而提高自适应调节的精度和提高资源利用率。ＨＡＲＱ机制本身的定义是将ＦＥＣ和ＡＲＱ结合起来的一种差错控制方案，ＨＡＲＱ机制的形式很多，而ＨＳＤＰＡ技术中主要是采用三种递增冗余的ＨＡＲＱ机制：ＴＹＰＥ－Ｉ ＨＡＲＱ，ＴＹＰＥ－ＩＩ ＨＡＲＱ，ＴＹＰＥ－ＩＩＩ ＨＡＲＱ。可以根据系统性能和设备复杂度来选择相应的ＨＡＲＱ机制。
（３）快速调度
调度算法控制着共享资源的分配，在很大程度上决定了整个系统的行为。调度时应主要基于信道条件，同时考虑等待发射的数据量以及业务的优先等级等情况，并充分发挥ＡＭＣ和ＨＡＲＱ的能力。调度算法应向瞬间具有最好信道条件的用户发射数据，这样在每个瞬间都可以达到最高的用户数据速率和最大的数据吞吐量，但同时还要兼顾每个用户的等级和公平性。ＨＳＤＰＡ技术为了能更好地适应信道的快速变化，将调度功能单元放在ＮｏｄｅＢ而不是ＲＮＣ，同时也将ＴＴＩ缩短到２ｍｓ。
二、对ＨＳＤＰＡ的引入
在Ｒ９９系统中引入ＨＳＤＰＡ技术，在ＭＡＣ层新增了ＭＡＣ－ｈｓ实体，ＭＡＣ－ｈｓ位于ＮｏｄｅＢ而不位于ＲＮＣ，其作用主要是负责处理ＨＡＲＱ操作以及快速调度算法。ＨＳＤＰＡ使Ｒ９９的ＵＴＲＡＮ增加了三个新的物理信道：
（１）ＨＳ－ＤＳＣＨ信道：下行链路，负责传输用户数据，信道共享方式主要是时分复用和码分复用
（２）ＨＳ－ＳＣＣＨ信道：下行链路，负责传输ＨＳ－ＤＳＣＨ信道解码所必需的控制信息
（３）ＨＳ－ＤＰＣＣＨ信道：上行链路，负责传输必要的控制信息，主要是对ＡＲＱ的响应以及下行链路质量的反馈信息
ＨＳＤＰＡ功能主要是对ＮＯＤＥＢ修改比较大，对ＲＮＣ主要是修改算法协议软件，硬件影响很小。如果在原有设备中考虑了ＨＳＤＰＡ功能升级要求（如１６ＱＡＭ、缓冲器及处理器的性能等），一般来讲实现ＨＳＤＰＡ功能不需要硬件升级，只要软件升级即可，所以现在很多厂家都宣称可通过软件升级支持ＨＳＤＰＡ功能。实现这个功能难度不是太大，关键是实现的性能，所以ＨＳＤＰＡ技术实现后的真正性能需要验证。
三、性能测试的考虑
引入ＨＳＤＰＡ技术需要分阶段的进行功能验证和性能测试，有两点需要运营商注意：一是目前硬件所能达到的处理性能将决定将来的ＨＳＤＰＡ性能，升级后实现的ＨＳＤＰＡ的性能需要明确；另外，实现ＨＳＤＰＡ功能时，ＨＳＤＰＡ技术对于网络性能的影响。针对目前ＨＳＤＰＡ技术的研发现状，建议采取分阶段性能测试的方案来对ＨＳＤＰＡ技术进行网络性能验证，同时通过性能测试来研究如何引入ＨＳＤＰＡ的问题，为将来ＷＣＤＭＡ网络容量和性能的不断发展和演进做好技术上的准备。
不过目前业界还没有一个厂家可提供商用ＨＳＤＰＡ功能，部分厂家的现有产品在硬件上已经具有了处理ＨＳＤＰＡ功能的能力，已经为软件升级到ＨＳＤＰＡ做好了准备。但是，ＨＳＤＰＡ功能的引入还需要考虑终端的研发进度和能力，各大厂家也在与终端设备开发商和芯片设计公司协商研发时间表，以便进行互操作试验。
四、结束语
ＨＳＤＰＡ技术在３ＧＰＰ制定的ＷＣＤＭＡ标准Ｒｅｌｅａｓｅ＇５版本中被正式引入，从而完成了ＨＳＤＰＡ技术的标准化工作。不过随着Ｒｅｌｅａｓｅ＇５版本的冻结，也标志着ＨＳＤＰＡ技术标准的成熟化。按照３ＧＰＰ组织的最初规划，每个Ｒｅｌｅａｓｅ版本应以年为周期进行正式发布。
通过以上对ＨＳＤＰＡ的介绍和分析，可以看出ＨＳＤＰＡ技术作为ＷＣＤＭＡ的增强型无线技术将提高系统的频谱效率和码资源效率，是一种提升网络性能和容量的有效方式。ＨＳＤＰＡ不仅能有效地支持非实时业务，同样可以用于支持某些实时业务，如流媒体业务等。
时间: 2005-4-11 19:52
作者: 火舞天下
WCDMA的高速引擎-细解HSDPA技术
对高速移动分组数据业务的支持能力是3G系统最重要的特点之一。WCDMA R99版本可以提供384kbps的数据速率，这个速率对于大部分现有的分组业务而言基本够用。然而，对于许多对流量和迟延要求较高的数据业务如视频、流媒体和下载等，需要系统提供更高的传输速率和更短的时延。
为了更好地发展数据业务，3GPP从这两方面对空中接口作了改进，引入了HSDPA技术。HSDPA不但支持高速不对称数据服务，而且在大大增加网络容量的同时还能使运营商投入成本最小化。它为UMTS更高数据传输速率和更高容量提供了一条平稳的演进途径，就如在GSM网络中引入EDGE一样。 HSDPA的发展分为三阶段，即基本HSDPA阶段、增强HSDPA阶段以及HSDPA进一步演进阶段，其中HSDPA进一步演进阶段目前还未最终确定，仍在3GPP内进行研究。
基本原理 WCDMA R5版本高速数据业务增强方案充分参考了cdma2000 1X EV-DO的设计思想与经验，新增加一条高速共享信道(HS-DSCH)，同时采用了一些更高效的自适应链路层技术。共享信道使得传输功率、PN码等资源可以统一利用，根据用户实际情况动态分配，从而提高了资源的利用率。自适应链路层技术根据当前信道的状况对传输参数进行调整，如快速链路调整技术、结合软合并的快速混合重传技术、集中调度技术等，从而尽可能地提高系统的吞吐率。
基于演进考虑，HSDPA设计遵循的准则之一是尽可能地兼容R99版本中定义的功能实体与逻辑层间的功能划分。在保持R99版本结构的同时，在NodeB(基站)增加了新的媒体接入控制(MAC)实体MAC-hs，负责调度、链路调整以及混合ARQ控制等功能。这样使得系统可以在RNC统一对用户在HS-DSCH信道与专用数据信道DCH之间切换进行管理。 HSDPA引入的信道使用与其它信道相同的频点，从而使得运营商可以灵活地根据实际业务情况对信道资源进行灵活配置。 HSDPA信道包括高速共享数据信道(HS-DSCH)以及相应的下行共享控制信道(HS-SCCH)和上行专用物理控制信道(HS-DPCCH)。下行共享控制信道(HS-SCCH)承载从MAC-hs到终端的控制信息，包括移动台身份标记、H-ARQ相关参数以及HS-DSCH使用的传输格式。这些信息每隔2ms从基站发向移动台。上行专用物理控制信道(HS-DPCCH)则由移动台用来向基站报告下行信道质量状况并请求基站重传有错误的数据块。
共享高速数据信道(HS-DSCH)映射的信道码资源由15个扩频因子固定为16的SF码构成。不同移动台除了在不同时段分享信道资源外，还分享信道码资源。信道码资源共享使系统可以在较小数据包传输时仅使用信道码集的一个子集，从而更有效地使用信道资源。此外，信道码共享还使得终端可以从较低的数据率能力起步，逐步扩展，有利于终端的开发。从共用信道池分配的信道码由RBS根据HS-DSCH信道业务情况每隔2ms分配一次。与专用数据信道使用软切换不同，高速共享数据信道(HS-DSCH)间使用硬切换方式。
关键技术
数据业务与语音业务具有不同的业务特性。语音业务通常对延时敏感，对于速率恒定性要求较高，而对误码率要求则相对较弱；数据业务则相反，通常可以容忍短时延时，但对误码率要求高。HSDPA参考cdma2000 1X EV-DO体制，充分考虑到数据业务特点，采用了快速链路调整技术、结合软合并的快速混合重传技术、集中调度技术等链路层调整技术。
快速链路调整技术
如前所述，数据业务与语音业务具有不同的业务特性。语音通信系统通常采用功率控制技术以抵消信道衰落对于系统的影响，以获得相对稳定的速率，而数据业务相对可以容忍延时，可以容忍速率的短时变化。因此HSDPA不是试图去对信道状况进行改善，而是根据信道情况采用相应的速率。由于HS-DSCH每隔2ms就更新一次信道状况信息，因此，链路层调整单元可以快速跟踪信道变化情况，并通过采用不同的编码调制方案来实现速率的调整。
当信道条件较好时，HS-DSCH采用更高效的调制方法---16QAM，以获得更高的频带利用率。理论上，xQAM调制方法虽然能提高信道利用率，但由于调制信号间的差异性变小，因此需要更高的码片功率，以提高解调能力。因此，xQAM调制方法通常用于带宽受限的场合，而非功率受限的场合。在HSDPA中，通常靠近基站的用户接收信号功能相对较强，可以得到xQAM调制方法带来的好处。
此外，WCDMA是语音数据合一型系统，在保证语音业务所需的公共以及专用信道所需的功率外，可以将剩余功率全部用于HS-DSCH，以充分利用基站功率。
结合软合并的混合重传(HARQ)技术
终端通过HARQ机制快速请求基站重传错误的数据块，以减轻链路层快速调整导致的数据错误带来的影响。终端在收到数据块后5ms内向基站报告数据正确解码或出现错误。终端在收到基站重传数据后，在进行解码时，结合前次传输的数据块以及重传的数据块，充分利用它们携带的相关信息，以提高译码概率。基站在收到终端的重传请求时，根据错误情况以及终端的存储空间，控制重传相同的编码数据或不同的编码数据(进一步增加信息冗余度)，以帮助提高终端纠错能力。
集中调度技术
集中调度技术是决定HSDPA性能的关键因素。cdma2000 1X EV-DO以及HSDPA追求的是系统级的最优，如最大扇区通过率，集中调度机制使得系统可以根据所有用户的情况决定哪个用户可以使用信道，以何种速率使用信道。集中调度技术使得信道总是为与信道状况相匹配的用户所使用，从而最大限度地提高信道利用率。
信道状况的变化有慢衰落与快衰落两类。慢衰落主要受终端与基站间距离影响，而快衰落则主要受多径效应影响。数据速率相应于信道的这两种变化也存在短时抖动与长时变化。数据业务对于短时抖动相对可以容忍，但对于长时抖动要求则较严。好的调度算法既要充分利用短时抖动特性，也要保证不同用户的长时公平性。亦即，既要使得最能充分利用信道的用户使用信道以提高系统吞吐率，也要使得信道条件相对不好的用户在一定时间内能够使用信道，也保证业务连续性。
常用的调度算法包括比例公平算法、乒乓算法、最大CIR算法。乒乓算法不考虑信道变化情况；比例公平算法既利用短时抖动特性也保证一定程度的长时公平性；最大CIR算法使得信道条件较好的少数用户可以得到较高的吞吐率，多数用户则有可能得不到系统服务。
对系统性能的影响 HSDPA对系统性能的影响包括两个业务与系统吞吐率两个层面。快速链路层调整技术最大限度地利用了信道条件，并使得基站以接近最大功率发射信号；集中调度技术使得系统获得系统级的多用户分集好处；高阶调制技术则提高了频谱利用率以及数据速率。这些技术的综合使用使得系统的吞吐率获得显著提高。同时，用户速率的提高以及HARQ技术的使用使得TCP/UDP性能得到改善，从而提高了业务性能。但是，业务性能的提高程度与业务模型有关。
作为WCDMA R5版本高速数据业务增强技术，HSDPA通过采用时分共享信道以及快速链路调整、集中调度、HARQ等技术提高了系统的数据吞吐率以及业务性能，同时保证系统的前向兼容，除在RBS增加相应的MAC模块外，不对系统结构带来其它影响，从而有利于系统的灵活部署。
时间: 2005-4-11 19:54
作者: 火舞天下
WCDMA增强型无线技术及其性能的分析
1.引言
目前的WCDMA标准可以提供最高2Mbit/s的数据传输速率，支持高速的分组交换和电路交换，并能提供许多基于因特网的业务，充分满足了IMT-2000关于第三代移动通信的要求。然而，对于诸如下载或流媒体类业务，需要系统提供更高的传输速率和更少的延迟。为了满足此要求，WCDMA从这两方面对空中接口作了改进，引入了HSDPA技术，使之可以支持高达10Mbit/s的峰值速率。
HSDPA是指高速下行分组接入，它是3GPP在R5协议中为了满足上／下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法，它可以在不改变已经建设的WCDMA网络结构的情况下，把下行数据业务速率提高到10Mbps。该技术是WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。HSDPA技术的应用可以充分满足运营商在3G网络成熟期面临容量需求特别大时进行扩容的实施。
本文将首先分析HSDPA技术及性能，讨论WCDMA网络如何引入增强型技术HSDPA，同时考虑HSDPA技术的性能测试等问题。
2.主要技术
为了达到提高下行分组数据速率和减少时延的目的，HSDPA主要采用了自适应的编码和调制（AMC, adaptive modulation and coding）、快速混合自动重传（HARQ, hybrid ARQ）和快速调度技术。其实，上述三种技术都属于链路自适应技术，也可以看成是WCDMA技术中可变扩频技术和功率控制技术的进一步提升。
（1）自适应编码和调制（AMC）
AMC是根据无线信道变化选择合适的调制和编码方式，网络侧根据用户瞬时信道品质状况和目前资源选择最合适的下行链路调制和编码方式，使用户达到尽量高的数据吞吐率。当用户处于有利的通信地点时（如靠近NodeB或存在视距链路），用户数据发送可以采用高阶调制和高速率的信道编码方式，例如：16QAM和3/4编码速率，从而得到高的峰值速率；而当用户处于不利的通信地点时（如位于小区边缘或者信道深衰落），网络侧则选取低阶调制方式和低速率的信道编码方案，例如：QPSK和1/4编码速率，来保证通信品质。
（2）HARQ技术
HARQ技术可以提高系统性能，并可灵活地调整有效编码速率，还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码。HSDPA将AMC和HARQ技术结合起来可以达到更好的链路自适应效果。HSDPA先通过AMC提供粗略的数据速率选择方案，然后再使用HARQ技术来提供精确的速率调解，从而提高自适应调节的精度和提高资源利用率。HARQ机制本身的定义是将FEC和ARQ结合起来的一种差错控制方案，HARQ机制的形式很多，而HSDPA技术中主要是采用三种递增冗余的HARQ机制：TYPE-I HARQ，TYPE-II HARQ，TYPE-III HARQ。可以根据系统性能和设备复杂度来选择相应的HARQ机制。
（3）快速调度
调度算法控制着共享资源的分配，在很大程度上决定了整个系统的行为。调度时应主要基于信道条件，同时考虑等待发射的数据量以及业务的优先等级等情况，并充分发挥AMC和HARQ的能力。调度算法应向瞬间具有最好信道条件的用户发射数据，这样在每个瞬间都可以达到最高的用户数据速率和最大的数据吞吐量，但同时还要兼顾每个用户的等级和公平性。HSDPA技术为了能更好地适应信道的快速变化，将调度功能单元放在NodeB而不是RNC，同时也将TTI缩短到2ms。
3.成熟度
3.1 标准成熟度
WCDMA标准化主要是由区域性的标准化组织3GPP负责，该组织主要成员包括了全球各个主要国家和地区的无线通信标准化机构。HSDPA技术在3GPP制定的WCDMA标准Release'5版本中被正式引入，从而完成了HSDPA技术的标准化工作。按照3GPP组织的最初规划，每个Release版本应以年为周期进行正式发布，但是由于在WCDMA Release'99版本的制定过程中花费时间过长，以致Release'5版本在2002年才最终冻结。随着Release'5版本的冻结，也标志着HSDPA技术标准的成熟化。
3.2 设备成熟度
目前业界还没有一个厂家可提供商用HSDPA功能，部分厂家的现有产品在硬件上已经具有了处理HSDPA功能的能力，已经为软件升级到HSDPA做好了准备。目前大多数厂家对于HSDPA功能的研发比较积极，主要是他们认为很多厂家CDMA2000设备已经有EV-DO功能，如果不实现HSDPA，WCDMA将缺少这方面的竞争力。但是，HSDPA功能的引入还需要考虑终端的研发进度和能力，各大厂家也在与终端设备开发商和芯片设计公司协商研发时间表，以便进行互操作试验。
4.数据速率分析
理论上，HSDPA的数据峰值速率大约是R99峰值速率的5倍，当使用15个多码和3/4编码速率时，QPSK的峰值速率是5.3Mbps，16QAM的峰值速率是10.7Mbps，如下表所示。使用HSDPA技术的小区数据吞吐量与小区内、小区间的干扰分布，信道的时间色散特性，多码以及功率的分配有着直接、密切的关系。
5.HSDPA技术的引入
在R99系统中引入HSDPA技术，在MAC层新增了MAC-hs实体，MAC-hs位于NodeB而不位于RNC，其作用主要是负责处理HARQ操作以及快速调度算法。HSDPA是R99的UTRAN增加了三个新的物理信道：
（1）HS-DSCH信道：下行链路，负责传输用户数据，信道共享方式主要是时分复用和码分复用
（2）HS-SCCH信道：下行链路，负责传输HS-DSCH信道译码所必需的控制信息
（3）HS-DPCCH信道：上行链路，负责传输必要的控制信息，主要是对ARQ的响应以及下行链路品质的反馈信息
HSDPA功能主要是对NODEB修改比较大，对RNC主要是修改算法协议软件，硬件影响很小。如果在原有设备中考虑了HSDPA功能升级要求（如16QAM、缓冲器及处理器的性能等），一般来讲实现HSDPA功能不需要硬件升级，只要软件升级即可，所以现在很多厂家都宣称可通过软件升级支持HSDPA功能。实现这个功能难度不是太大，关键是实现的性能，所以HSDPA技术实现后的真正性能需要验证。
6.性能测试的考虑
引入HSDPA技术需要分阶段的进行功能验证和性能测试，有两点需要运营商注意：一是目前硬件所能达到的处理性能将决定将来的HSDPA性能，升级后实现的HSDPA的性能需要明确；另外，实现HSDPA功能时，HSDPA技术对于网络性能的影响。针对目前HSDPA技术的研发现状，建议采取分阶段性能测试的方案来对HSDPA技术进行网络性能验证，同时通过性能测试来研究如何引入HSDPA的问题，为将来WCDMA网络容量和性能的不断发展和演进做好技术上的准备。
7.结语
通过以上对HSDPA技术的介绍和分析，可以看出HSDPA技术作为WCDMA的增强型无线技术将提高系统的频谱效率和码资源效率，是一种提升网络性能和容量的有效方式。HSDPA不仅能有效地支持非实时业务，同样可以用于支持某些实时业务，如流媒体业务等。
时间: 2005-4-11 19:54
作者: 火舞天下
HSDPA高速下行分组接入技术介绍
HSDPA概述
在未来几年内，数据服务将会取得大幅度增长，并成为第三代（3G）移动通信的主要应用和主要收入来源。目前日本和韩国的3G经营商已经在体验3G服务的巨大成功。日本DoCoMo公司于2001年推出的WCDMA-FOMA服务所创造的收入已经占到其总收入的20%以上，截止到2004年5月已拥有400万用户。韩国电信公司（SKT）2003年第3季度，在部署了1xEV-DO网络之后，该公司数据服务收入占据每用户平均收入（ARPU）值的比例上升到了34%。
为了适应多媒体服务对高速数据传输日益增长的需要，第三代移动通信合作项目组（3GPP）已经公布了一种新的高速数据传输技术，叫做高速下行分组接入技术（HSDPA）。该技术是WCDMA R’99（也就是我们常说的WCDMA）的强化版本，大大加强了下行链路传输的功能。
日本的NTT DoCoMo是最早试验HSDPA技术的运营商之一，在2004年3GSM全球大会上，HSDPA也同样改变了所有主要欧洲运营商的日程。在美国，GSM运营商当然也在寻求更多的武器，以便在越来越具有攻击性的市场中确保领先地位。2004年12月1日，Cingular正式与朗讯科技签署了一项为期4年的3GW-CDMA设备、软件和服务供货协议，其中就包括了HSDPA技术的部署。协议将使Cingular公司从2005年起得以为消费者提供范围广泛的多媒体服务。 PA咨询公司和Yankee集团最近认为，HSDPA需求可能首先来自企业市场。PA咨询公司相信，HSDPA将在面向企业市场的W-CDMA案例中扮演核心角色。Yankee集团则将HSDPA技术视为一个可以使运营商面向企业市场推出高利润服务的重要差别化因子，并将在向更快的3G服务演进中扮演极为突出的角色。Gartner集团更关注新技术对网络效率的影响，认为部署HSDPA技术的运营商将获得相当的竞争优势。
HSDPA特点
HSDPA拥有以下特点：
·高速数据传输和大用户容量
通过实施若干快速而复杂的信道控制机制，包括物理层短帧、自适应编码调制（AMC）、快速混合自动重传技术（Hybrid-ARQ）和快速调度技术，HSDPA使峰值数据传输速率达到10 Mbps，改善了最终用户使用数据下载服务的体验，缩短了连接与应答的时间。更为重要的是，HSDPA使分区数据吞吐量增加了三至五倍，这便可以在不占用更多网络资源的基础上大幅度增加用户数量。
·支持服务质量水平控制
HSDPA较高的吞吐量和峰值数据传输速率有助于激励和促进WCDMA所不支持的数据密集型应用的发展。事实上，HSDPA可以更加有效地实施由3GPP标准化的服务质量水平（QoS）控制，通信网络可以更加智能地对不同优先级的应用与服务进行排序与资源调拨，首先保证话音通信的质量，其次保证对于实时性要求较高的应用的数据传输需求如实时视频、网络游戏等，而网页浏览、下载等应用的数据传输则可以设置为较低的优先级。通过这样的QoS管理，HSDPA可以根据用户业务的需求，做不同的网络安排并进行网络容量分配，更有效地支持和管理多种多样的实时高速数据传输业务。
·后向兼容，无缝建设
HSDPA的另一个重要优点是WCDMA R’99的后向兼容性，运营商可以根据网络建设发展的需要进行逐级部署，而不会对现有的WCDMA用户造成影响。
·低成本网络部署
此外，运营商还将体验到HSDPA的低成本所带来强大的竞争优势。由于HSDPA网络建设所带来的成本主要用于基站（Node Bs 或 BTS）和无线网络控制系统（RNC）的软/硬件升级，因此HSDPA的部署具备很高的性价比。事实上，在用户密度高、用户数据处理量大的城市环境中，通过HSDPA网络传输1兆字节的数据成本只需3美分，而WCDMA网络则需要7美分。以较低的用户成本支持广泛的多媒体应用、服务内容和诱人功能的能力可以使早期采用该技术的运营商脱颖于其他竞争对手，增加已有用户的业务量和新用户的数量，提高数据市场占有率和盈利能力。
HSDPA 的进一步发展
随着均等化和先进的多入多出（MIMO）等新功能和新技术的引进，可以预见，HSDPA性能将继续改进和提高。
前面所述HSDPA的各种优点之所以适用于下行链路，是因为人们所期待的3G数据业务在初始阶段大部分要靠下行链路驱动，如流媒体观看、应用和内容下载等等。HSDPA的新版本将包括对上行链路进行强化，这被称作增强的上行链路（EUL）。EUL的标准化正在进行之中，将在2004年12月份完成。该标准能够使得：
·上行链路分区的吞吐量提高50%到70%。
·用户分组时延减少20%到55%。
·用户分组呼叫吞吐量增加50%。
网络经济效益
数据传输的成本定义为网络运营成本和资本折旧的总合。网络开销在很大程度上决定于基站的总体分区吞吐量。假定每个基站的成本一定的话，那么通过一个基站传输的数据量越大，传送每兆字节数据的成本就越低。与EDGE和WCDMA相比，HSDPA在频谱效率方面的改进降低了每个兆比特数据的传输成本，成本从使用EDGE时的大约11美分每MB下降到使用HSDPA后的不到3美分每MB。这样以来，运营商就可以以较低的价格向更广大的用户群提供内容更广泛的服务。
运营商采用HSDPA来搭建无线网络，可以在网络潜力较低的情况下提供更大的分区和用户数据处理量，而数据传输能力的改进可以使运营商为用户提供更多的具有更强吸引力、内容更丰富的新服务和新应用，并满足消费者对视频点播、音频点播、图像/视频短信和基于位置的服务等内容丰富的媒体业务的日益高涨的需求。HSDPA技术的频谱效率优势可以使运营商以较低的成本提供这类服务，给用户带来优于传统技术的体验。
HSDPA的引进还可为运营商开辟新的业务门类：运营商可以进一步考虑企业和消费群体膝上型电脑高速接入、电缆和数字用户线路（DSL）无法达到的地区的固定无线宽带接入等等。
总之，HSDPA技术的主要优势就是允许运营商以高成本效益的方式显著扩大容量，从而获益于更具成本效益的网络，同时有机会获取高利润的企业领域的市场份额。换句话说，HSDPA的商业效益绝不可低估。
总结
HSDPA在WCDMA R’99版的基础上对下行链路进行了重大改进。它将峰值数据速率提高到了10 Mbps，并提供了相当于过去三到五倍的分区业务吞吐量，大幅度增加了单一频率上的数据用户数量，从而有助于刺激和推动WCDMA不能支持的数据密集型应用的消费。此外HSDPA，还可以更加有效地实施QoS管理，通信网络可以更加智能地对不同优先级的应用与服务进行排序与资源调拨。HSDPA后向兼容WCDMA R’99版本，运营商可以根据网络建设发展的需要进行逐级部署，而不会对现有的WCDMA用户造成影响。
随着最终用户对数据传输性能要求越来越高，低成本高速数据传输能力将为HSDPA的经营商带来强大的竞争优势。以较低的用户成本支持广泛的多媒体应用、服务内容和诱人功能的能力可以使早期采用HSDPA的运营商脱颖于其他竞争对手，增加已有用户的业务量和新用户的数量，提高数据市场占有率和盈利能力。
时间: 2005-4-11 19:56
作者: 火舞天下
HSDPA知识介绍
HSDPA是指高速下行分组接入，它是3GPP在R5协议中为了满足上／下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法，它可以在不改变已经建设的WCDMA网络结构的情况下，把下行数据业务速率提高到10Mbps。该技术是WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。HSDPA技术的应用可以充分满足运营商在3G网络成熟期面临容量需求特别大时进行扩容的实施。
一、HSDPA技术及性能
为了达到提高下行分组数据速率和减少时延的目的，HSDPA主要采用了自适应的编码和调制(AMC adaptive modulation and coding)、快速混合自动重传(HARQ hybrid ARQ)和快速调度技术。其实，上述三种技术都属于链路自适应技术，也可以看成是WCDMA技术中可变扩频技术和功率控制技术的进一步提升。
(1)自适应编码和调制(AMC)
AMC是根据无线信道变化选择合适的调制和编码方式，网络侧根据用户瞬时信道质量状况和目前资源选择最合适的下行链路调制和编码方式，使用户达到尽量高的数据吞吐率。当用户处于有利的通信地点时(如靠近NodeB或存在视距链路)，用户数据发送可以采用高阶调制和高速率的信道编码方式，例如：16QAM和3／4编码速率，从而得到高的峰值速率；而当用户处于不利的通信地点时(如位于小区边缘或者信道深衰落)，网络侧则选取低阶调制方式和低速率的信道编码方案，例如：QPSK和1／4编码速率，来保证通信质量。
(2)HARQ技术
HARQ技术可以提高系统性能，并可灵活地调整有效编码速率，还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码。HSDPA将AMC和HARQ技术结合起来可以达到更好的链路自适应效果。HSDPA先通过AMC提供粗略的数据速率选择方案，然后再使用HARQ技术来提供精确的速率调解，从而提高自适应调节的精度和提高资源利用率。HARQ机制本身的定义是将FEC和ARQ结合起来的一种差错控制方案，HARQ机制的形式很多，而HSDPA技术中主要是采用三种递增冗余的HARQ机制：TYPE-I HARQ，TYPE-II HARQ，TYPE-III HARQ。可以根据系统性能和设备复杂度来选择相应的HARQ机制。
(3)快速调度
调度算法控制着共享资源的分配，在很大程度上决定了整个系统的行为。调度时应主要基于信道条件，同时考虑等待发射的数据量以及业务的优先等级等情况，并充分发挥AMC和HARQ的能力。调度算法应向瞬间具有最好信道条件的用户发射数据，这样在每个瞬间都可以达到最高的用户数据速率和最大的数据吞吐量，但同时还要兼顾每个用户的等级和公平性。HSDPA技术为了能更好地适应信道的快速变化，将调度功能单元放在NodeB而不是RNC，同时也将TTI缩短到2ms。
二、对HSDPA的引入
在R99系统中引入HSDPA技术，在MAC层新增了MAC-hs实体，MAC-hs位于NodeB而不位于RNC，其作用主要是负责处理HARQ操作以及快速调度算法。HSDPA使R99的UTRAN增加了三个新的物理信道：
(1)HS-DSCH信道：下行链路，负责传输用户数据，信道共享方式主要是时分复用和码分复用
(2)HS-SCCH信道：下行链路，负责传输HS-DSCH信道解码所必需的控制信息
(3)HS-DPCCH信道：上行链路，负责传输必要的控制信息，主要是对ARQ的响应以及下行链路质量的反馈信息
HSDPA功能主要是对NODEB修改比较大，对RNC主要是修改算法协议软件，硬件影响很小。如果在原有设备中考虑了HSDPA功能升级要求(如16QAM、缓冲器及处理器的性能等)，一般来讲实现HSDPA功能不需要硬件升级，只要软件升级即可，所以现在很多厂家都宣称可通过软件升级支持HSDPA功能。实现这个功能难度不是太大，关键是实现的性能，所以HSDPA技术实现后的真正性能需要验证。
三、性能测试的考虑
引入HSDPA技术需要分阶段的进行功能验证和性能测试，有两点需要运营商注意：一是目前硬件所能达到的处理性能将决定将来的HSDPA性能，升级后实现的HSDPA的性能需要明确；另外，实现HSDPA功能时，HSDPA技术对于网络性能的影响。针对目前HSDPA技术的研发现状，建议采取分阶段性能测试的方案来对HSDPA技术进行网络性能验证，同时通过性能测试来研究如何引入HSDPA的问题，为将来WCDMA网络容量和性能的不断发展和演进做好技术上的准备。
不过目前业界还没有一个厂家可提供商用HSDPA功能，部分厂家的现有产品在硬件上已经具有了处理HSDPA功能的能力，已经为软件升级到HSDPA做好了准备。但是，HSDPA功能的引入还需要考虑终端的研发进度和能力，各大厂家也在与终端设备开发商和芯片设计公司协商研发时间表，以便进行互操作试验。
时间: 2005-4-12 10:48
作者: blueword
好东东，谢谢！
时间: 2005-4-12 22:35
作者: njzhuj
顶
时间: 2005-4-12 23:12
作者: jack_w1980
好东东，谢谢！！！
时间: 2005-4-12 23:23
作者: yc800
楼主，此技术涉及的有关协议有没有介绍的？我需要，谢谢
时间: 2005-4-12 23:29
作者: llhg3
It's good ,thanks!
时间: 2005-4-13 14:06
作者: 火舞天下
yc800 我会帮你找一下相关资料的~请有的朋友也提供一下，大家需要互相帮助！
时间: 2005-6-1 17:06
作者: zghk
支持。，好贴这资料我真需要
时间: 2006-2-11 20:55
作者: herohua888
好帖，奖励一下
时间: 2006-2-15 13:06
作者: 张颂
顶！~！
非常好的东东 ！~！
好 支持！！！
时间: 2006-6-28 11:58
作者: caopyuan
真好
时间: 2007-3-28 23:38
作者: tkgg2
顶！~！<br/>非常好的东东 ！~！
时间: 2007-7-10 09:29
作者: timeagain
<p>顶！~</p>
时间: 2007-7-20 09:47
作者: wj112913
强帖啊！学了不少东东！
时间: 2007-8-3 12:09
作者: Trigun_Zh
<p>好多啊~顶一下!</p>
时间: 2007-11-15 09:13
作者: zj19984080
辛苦了，顶一个先
时间: 2007-12-4 10:32
作者: guoyibin
<p>学习好多啊</p><p></p>
时间: 2007-12-4 10:32
作者: guoyibin
<p>灌水 罐次</p><p></p>
时间: 2008-3-9 17:43
作者: mibenke88
好东西，辛苦楼主了！！！
时间: 2008-5-19 00:04
作者: hjd1985
<p>学习了</p><p><br/></p>
时间: 2008-6-11 14:39
作者: qch2008
非常好的东东 ！~！此技术涉及的有关协议有没有介绍的？
时间: 2008-6-19 11:31
作者: gracesheep
看完了~
时间: 2008-6-27 00:34
作者: sentout
学习
时间: 2008-6-28 14:19
作者: sentout
kan kan :)
时间: 2008-8-21 16:02
作者: tkgg_830401
牛人
时间: 2008-10-14 10:26
作者: linkman
不错
时间: 2009-4-15 01:25
作者: ly344518292
谢谢楼主，不过我还想找一些关于HSDPA的资料，主要是我现在想些一个这方面的毕业设计，所以希望楼主能支持下，多给小弟点东西。
楼主辛苦了
时间: 2009-8-11 13:37
作者: chnmyying
不错的文章
时间: 2010-3-23 00:05
作者: 黄益
谢谢
时间: 2010-7-4 13:21
作者: tily2009
虽然现在对这个东西还不是很了解
但是看过这个贴之后还是有了一定的了解，谢了
时间: 2010-7-5 10:51
作者: lvchalong
挺好的东东，学习一下
时间: 2010-10-8 10:29
作者: growangel
标题: HSDPA一柱冲天
学了不少。。正在测试研究这些，很有用的。。谢谢。、、
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