HSDPA技術原理探討
發布時間:2022-05-09 文章來源:xp下載站 瀏覽:
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網絡技術是從1990年代中期發展起來的新技術，它把互聯網上分散的資源融為有機整體，實現資源的全面共享和有機協作，使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數據庫、網絡、傳感器等。 當前的互聯網只限于信息共享，網絡則被認為是互聯網發展的第三階段。 HSDPA是指高速下行分組接入，它是3GPP在R5協議中為了滿足上/下行數據業務不對稱的需求而提出的一種調制解調算法，它可以在不改變已經建設的WCDMA網絡結構的情況下，把下行數據業務速率提高到10Mbps。該技術是WCDMA網絡建設后期提高下行容量和數據業務速率的一種重要技術。HSDPA技術的應用可以充分滿足運營商在3G網絡成熟期面臨容量需求特別大時進行擴容的實施。 一、HSDPA技術及性能 為了達到提高下行分組數據速率和減少時延的目的，HSDPA主要采用了自適應的編碼和調制(AMC adaptive modulation and coding)、快速混合自動重傳(HARQ hybrid ARQ)和快速調度技術。其實，上述三種技術都屬于鏈路自適應技術，也可以看成是WCDMA技術中可變擴頻技術和功率控制技術的進一步提升。 自適應編碼和調制(AMC) AMC是根據無線信道變化選擇合適的調制和編碼方式，網絡側根據用戶瞬時信道質量狀況和目前資源選擇最合適的下行鏈路調制和編碼方式，使用戶達到盡量高的數據吞吐率。當用戶處于有利的通信地點時(如靠近NodeB或存在視距鏈路)，用戶數據發送可以采用高階調制和高速率的信道編碼方式，例如：16QAM和3/4編碼速率，從而得到高的峰值速率;而當用戶處于不利的通信地點時(如位于小區邊緣或者信道深衰落)，網絡側則選取低階調制方式和低速率的信道編碼方案，例如：QPSK和1/4編碼速率，來保證通信質量。 (2)HARQ技術 HARQ技術可以提高系統性能，并可靈活地調整有效編碼速率，還可以補償由于采用鏈路適配所帶來的誤碼。HSDPA將AMC和HARQ技術結合起來可以達到更好的鏈路自適應效果。HSDPA先通過AMC提供粗略的數據速率選擇方案，然后再使用HARQ技術來提供精確的速率調解，從而提高自適應調節的精度和提高資源利用率。HARQ機制本身的定義是將FEC和ARQ結合起來的一種差錯控制方案，HARQ機制的形式很多，而HSDPA技術中主要是采用三種遞增冗余的HARQ機制：TYPE-I HARQ，TYPE-II HARQ，TYPE-III HARQ�？梢愿鶕到y性能和設備復雜度來選擇相應的HARQ機制。 (3)快速調度 調度算法控制著共享資源的分配，在很大程度上決定了整個系統的行為。調度時應主要基于信道條件，同時考慮等待發射的數據量以及業務的優先等級等情況，并充分發揮AMC和HARQ的能力。調度算法應向瞬間具有最好信道條件的用戶發射數據，這樣在每個瞬間都可以達到最高的用戶數據速率和最大的數據吞吐量，但同時還要兼顧每個用戶的等級和公平性。HSDPA技術為了能更好地適應信道的快速變化，將調度功能單元放在NodeB而不是RNC，同時也將TTI縮短到2ms。 二、對HSDPA的引入 在R99系統中引入HSDPA技術，在MAC層新增了MAC-hs實體，MAC-hs位于NodeB而不位于RNC，其作用主要是負責處理HARQ操作以及快速調度算法。HSDPA使R99的UTRAN增加了三個新的物理信道： HS-DSCH信道：下行鏈路，負責傳輸用戶數據，信道共享方式主要是時分復用和碼分復用 (2)HS-SCCH信道：下行鏈路，負責傳輸HS-DSCH信道解碼所必需的控制信息 (3)HS-DPCCH信道：上行鏈路，負責傳輸必要的控制信息，主要是對ARQ的響應以及下行鏈路質量的反饋信息 HSDPA功能主要是對NODEB修改比較大，對RNC主要是修改算法協議軟件，硬件影響很小。如果在原有設備中考慮了HSDPA功能升級要求(如16QAM、緩沖器及處理器的性能等)，一般來講實現HSDPA功能不需要硬件升級，只要軟件升級即可，所以現在很多廠家都宣稱可通過軟件升級支持HSDPA功能。實現這個功能難度不是太大，關鍵是實現的性能，所以HSDPA技術實現后的真正性能需要驗證。 三、性能測試的考慮 引入HSDPA技術需要分階段的進行功能驗證和性能測試，有兩點需要運營商注意：一是目前硬件所能達到的處理性能將決定將來的HSDPA性能，升級后實現的HSDPA的性能需要明確;另外，實現HSDPA功能時，HSDPA技術對于網絡性能的影響。針對目前HSDPA技術的研發現狀，建議采取分階段性能測試的方案來對HSDPA技術進行網絡性能驗證，同時通過性能測試來研究如何引入HSDPA的問題，為將來WCDMA網絡容量和性能的不斷發展和演進做好技術上的準備。 不過目前業界還沒有一個廠家可提供商用HSDPA功能，部分廠家的現有產品在硬件上已經具有了處理HSDPA功能的能力，已經為軟件升級到HSDPA做好了準備。但是，HSDPA功能的引入還需要考慮終端的研發進度和能力，各大廠家也在與終端設備開發商和芯片設計公司協商研發時間表，以便進行互操作試驗。 四、結束語 HSDPA技術在3GPP制定的WCDMA標準Release'5版本中被正式引入，從而完成了HSDPA技術的標準化工作。不過隨著Release'5版本的凍結，也標志著HSDPA技術標準的成熟化。按照3GPP組織的最初規劃，每個Release版本應以年為周期進行正式發布。 通過以上對HSDPA的介紹和分析，可以看出HSDPA技術作為WCDMA的增強型無線技術將提高系統的頻譜效率和碼資源效率，是一種提升網絡性能和容量的有效方式。HSDPA不僅能有效地支持非實時業務，同樣可以用于支持某些實時業務，如流媒體業務等。 網絡的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中，正因如此，網絡的承受能力也面臨著越來越嚴峻的考驗―從硬件上、軟件上、所用標準上......，各項技術都需要適時應勢，對應發展，這正是網絡迅速走向進步的催化劑。 |