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??? HSDPA是指高速下行分組接入技術，它是WCDMAR4的演進技術。主要采用了自適應編碼調制（AMC）、混合自動重傳機制（HARQ）、快速分組調度技術等鏈路自適應技術，使其能夠極大地提高系統容量和數據業務速率。在實際部署HSDPA時，主要有兩種組網方式：共載頻組網和獨立載頻組網，兩者各有優缺點，適合網絡發展的不同階段；從部署區域看，HSDPA主要部署在大中城市的中心區域，并實現成片覆蓋，同時需要重點加強室內覆蓋的建設。
??? 1、引言
??? HSDPA（HighSpeedDownloadPacket Access）即高速下行分組接入，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技術。HSDPA基本上繼承了3GPP R99定義的許多性能，且又大大地增強了移動數據傳輸下行鏈路的峰值速率和吞吐量并降低了傳輸時延，它把下行數據業務速率提高到10Mbit/s。該技術是WCDMA R99/R4網絡提高下行容量和數據業務速率的一種重要技術。
??? 目前，在中國的幾大運營商的3G建設計劃中均已考慮將HSDPA技術直接引入到WCDMA或TD-SCDMA的建設中。HSDPA之所以能引起業界如此的關注，主要取決于市場競爭和運營商自身的需求。一來，運營商可以利用HSDPA與cdma2000運營商展開競爭，同時還有WiMAX的競爭；二來，可以滿足客戶對高速移動多媒體業務的應用需求，這些在2G時代是不能提供的或者是無QoS保證的；三來，HSDPA技術能夠提供更高的頻譜資源利用效率、更高的網絡容量和更低的網絡投資成本，從而帶來高附加值的業務增長點。
??? 2、HSDPA技術特點
??? HSDPA作為WCDMA的增強技術，其未來演進主要分三個階段。
??? （1）基本HSDPA階段：由3GPPRelease5協議規定，下行用戶速率最高可達14.4Mbit/s，主要采用快速鏈路自適應（AMC）、16QAM高階調制、混合自動重傳請求（HARQ）、快速分組調度算法等先進技術。這些技術主要是針對大容量、高速率、高突發性的分組數據傳輸特點發展起來的。
??? （2）增強HSDPA階段：由3GPPRelease6協議規定，下行用戶速率最高可達30Mbit/s，主要采用MIMO技術、空間分集、空間辨識、空時編碼、快速小區選擇（FCS）等先進技術；另外在上行提出了HSUPA技術，大大提高了用戶的上行數據速率。
??? （3）HSDPA進一步演進階段：考慮采用OFDM、64QAM等新技術，以進一步提高用戶上/下行數據傳輸速率。目前還正處在研究階段。
??? 目前的系統和終端設備都是按基本型HSDPA標準進行開發設計的。本文也只針對基本HSDPA階段進行研究。
??? HSDPA在WCDMAR99/R4原有物理信道上，增加了三種物理信道，包括兩種下行信道和一種上行信道。
??? （1）上行引入了一個專用控制信道（HS-DPCCH），供UE上報H-ARQ要求的ACK/NACK和所測下行信道的質量指示（CQI），使用的擴頻因子為SF256。
??? （2）下行引入了專門用于下行大數據傳輸的高速數據信道（HS-PDSCH），使用戶可以在時域、碼域進行資源共享，使用的擴頻因子為SF16，最多提供15個該類信道。
??? （3）下行還引入了公用控制信道（HS-SCCH），用以承載業務信道的控制信令，使用的擴頻因子為SF128，同一小區HS-SCCH信道數最多為4個。HS-SCCH要消耗一定的功率，影響系統的容量，在HSDPA和R99共載頻組網的情況下，該信道的配置數目及功率變得十分重要。
??? 圖1是HSDPA的協議框架結構。
??? 圖1 HSDPA協議框架結構
??? HSDPA在NodeB中增加了MAC-hs模塊，用于實現快速自動重傳、調度以及自適應調制和編碼等功能。而且為了減小時延和適應無線信道的快速變化，HSDPA把部分鏈路調整功能從RNC搬到了NodeB，以減小RNC的工作量，增加系統效率。
??? 在HSDPA中，主要采用了以下幾種關鍵技術。
??? 1.自適應編碼調制（AMC）
??? AMC技術的基本原理就是根據當前無線信道的變化情況（信道質量指示數據由終端進行測量和報告）快速動態地確定當前的下行鏈路的速率和調制方式，實現最大限度的傳輸用戶數據，改進系統容量，提高系統利用率。在AMC系統中，一般用戶在理想信道條件下用較高階的調制方式和較高的編碼速率，而在不太理想的信道條件下則用較低階的調制編碼方式。AMC特別適合于高突發性的分組數據業務。
??? 采用AMC的好處主要有：處于有利位置的用戶可以具有更高的數據速率，從而提高小區的平均吞吐量；在鏈路自適應過程中，通過調整調制編碼方案而不是調整發射功率的方法實現干擾水平的降低。
??? 目前實現AMC還存在一些問題。首先，AMC對測量誤差和時延比較敏感，為了選擇適合的調制方式，必須首先知道信道的質量，對信道估測的錯誤可能會使系統選擇錯誤的數據傳輸速率，使傳輸功率過高，浪費系統容量或者因功率太低而出現誤碼率升高；其次，由于移動信道的時變特性，信道測量報告的延遲降低了信道質量估計的可靠性；另外，干擾的變化也增加測量的誤差，此時可以尋求與其他技術的結合，比如利用混合判決反饋重傳技術（HARQ），可以降低MCS的要求識別和對測量誤差與流量波動的敏感性。
??? 2.混合自動重傳請求（HARQ）
??? 標準的自動重傳請求（ARQ）是當一個數據包被成功接收時，接收端向發送端發送確認（ACK）消息，如果數據接收失敗，接收端向發送端發送否認（NACK）消息，發送端會重新傳送出錯的數據。HSDPA中在下行鏈路采用了HARQ技術，HARQ對ARQ進行了功能改進，主要體現在重傳信息的內容及數據合并的方式上，另外重傳機制由基站的MAC-hs直接控制，有效地降低了處理時延。
??? 3GPP規范中定義了三種方式的HARQ。其中兩種為新增加的類型，一種是Chase合并（Chasecombining）方式的軟合并方式，一種是增量冗余（IncrementalRedundancy）方式。
??? HARQ也是一種鏈路自適應技術，它能夠自動適應連續變化的信道條件。與AMC不同的是，HARQ對測量錯誤以及測量時延不敏感，將HARQ與AMC這兩種鏈路自適應技術結合使用，可以取得比較理想的效果。即AMC基于信道測量結果大致決定數據傳輸速率，HARQ在此基礎上根據實時信道條件在對數據傳輸速率進行微調。
??? 3.快速分組調度技術
??? 快速調度機制使系統可以根據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。信道總是被與信道狀況相匹配的用戶所使用，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，但同時兼顧每個用戶的等級和公平性。
??? 一般來說，HSDPA的分組調度有以下幾類：
??? ●基于時間的輪循方式（RoundRobin）；
??? ●基于流量的輪循方式；
??? ●最大C/I（BestCQIScheduler）方式；
??? ●比例公平（ProportionalFairScheduler）方式。
??? 其中，比例公平方式綜合考慮了公平性和效率性兩方面，既照顧到了大部分用戶的滿意度，也能從一定程度上保證系統有比較高的吞吐量，是目前廠家比較推薦的一種調度方法。
??? 為了能更好地適應信道的快速變化，HSDPA將調度功能單元放在NodeB而不是RNC，同時也將時間間隔TTI縮短到2ms。而WCDMAR99版本中的TFI為10ms或20ms。
??? 最后，對HSDPA和R99/R4的簡單比較如表1。
??? 表1 HSDPA和WCDMAR99/R4的簡單比較
??? 3、HSDPA部署策略
??? 隨著HSDPA技術的成熟和市場競爭的推動，僅僅基于R99/R4的網絡承載能力已不能滿足業務發展需要，因此對未來的WCDMA無線網絡規劃和建設必須考慮HSDPA的引入。HSDPA主要承載非實時分組業務，包括背景類業務和交互類業務，它不是對R99/R4的替代，而應該是疊加在R99之上的。HSDPA的部署策略應該從組網方式以及部署區域兩方面考慮。
??? 3.1組網方式
??? HSDPA組網方式是指HSDPA與R99/R4關于載頻使用的方式。具體來說，共有兩種：HSDPA與WCDMAR99/R4使用同一個載頻組網；HSDPA與WCDMAR99/R4使用不同的載頻獨立建網。
??? 1.HSDPA與R99/R4共載頻
??? 在此方式下，HSDPA與WCDMA工作在同一個頻點，共同使用頻率、基站功率、信道化碼等資源，在系統統一調度下發揮各自優勢，讓用戶輕松享受全面的網絡服務。它的主要優勢體現在：
??? ●WCDMA支持的CS、PS業務與HSDPA支持的高速數據業務共享頻率及功率，做到資源利用最大化；
??? ●業務選擇靈活，可以避免不同頻帶來的UE小區選擇、駐留等問題；
??? ●支持CS/PS并發業務；
??? ●升級快速方便，節省投資；
??? ●節約頻譜資源；
??? ●可以保證與WCDMA的低速數據業務基本同覆蓋；
??? ●從WCDMA網絡升級快速方便，節省投資。
??? 共載頻方式下還需要解決以下問題：
??? ●如何對WCDMA與HSDPA各自的業務進行合適的功率分配；
??? ●采用何種碼資源分配及調度策略；
??? ●處于小區邊緣的HSDPA用戶，可以使用硬切換或者使用CELL_DCH（HS-PDSCH）到CELL_DCH（DCH）狀態遷移的方式進行小區切換，采用何種切換策略來保證不同切換條件下的切換成功率；
??? ●同頻干擾問題；
??? ●如何使網絡規劃簡化。
??? 2.HSDPA與R99/R4異載頻
??? HSDPA采用與WCDMAR99/R4不同的載頻進行組網，組成另外一層網絡。二者之間的功率和碼資源是獨享的。同時為了避免在不同頻點之間的切換，HSDPA網僅提供高速數據業務服務，一般來說可以僅為WCDMA數據卡用戶提供PS域服務，不支持CS域業務的接入。
??? HSDPA與R99/R4異載頻方案的優勢在于：
??? ●對WCDMA承載的業務的影響小；避免了復雜的碼資源、功率規劃；
??? ●在資源調度上可以最大化地滿足HSDPA的需求，資源調度效率更高；
??? ●網絡規劃方便，可免于話音和數據資源競爭的問題。
??? 但是，網絡建設初期采用HSDPA與R99/R4異載頻方案，存在以下問題：
??? ●HSDPA需要單獨分配一個載波，網絡建設成本高，需要比較昂貴的MCPA；
??? ●無法支持話音和HSDPA的并發業務（終端不支持）；
??? ●初期用戶數量有限，R99/R4與HSDPA各自占用一個載頻，共享程度低，網絡整體性能下降；
??? ●系統需要考慮用戶不同頻段駐留和切換問題；
??? ●不同載頻間切換帶來資源的消耗和時延的增加，使系統效率降低；
??? ●頻譜效率不高。
??? 從上述的分析可見，混合組網和獨立載波組網有各自的特點，適合于網絡發展的不同階段。
??? 3.2部署區域
??? HSDPA主要用于承載數據業務，而從GSM/cdma2000/PHS等系統的業務開展情況看，數據業務主要有兩大特點：一是集中在大中城市，二是用戶主要在室內使用。可以預計，HSDPA的用戶分布也將集中在大中城市，并且主要在室內使用HSDPA業務。因此在考慮HSDPA的部署區域時應遵循以下原則：
??? ●在廣度覆蓋方面，重點對有數據業務需求的大中城市中心區域進行覆蓋，同時應保證HSDPA的連續覆蓋，避免頻繁的DCH和HS-DSCH信道切換，以提高用戶的滿意度，并且合理地設置切換方式，保證業務的連續性。
??? ●在深度覆蓋方面，應以實現HSDPA的無縫覆蓋為目的，綜合考慮室內與室外的協調發展，做到既不盲目建設，也不出現信號盲區。可以考慮在中心區域的高檔寫字樓、賓館酒店、會議（會展）中心、機場侯機廳及一些其他熱點場所等處引入HSDPA。
??? 由于室內是HSDPA用戶的集中區域，同時也是市區內主要的盲區和信號雜亂區，通過室內分布系統不但改善了室內覆蓋質量，提高了HSDPA數據速率，還優化了功率分配，降低了整網干擾，有效吸收HSDPA對室外宏蜂窩基本架構的影響。因此，在開展HSDPA業務的過程中，應大力加強室內覆蓋系統的建設。
??? 綜上所述，HSDPA可以采取以下策略進行部署。
??? ●在網絡商用初期，由于3GCS業務占主流，HSDPA業務量也較低，市場需要一定時期的培育過程等因素，網絡建設的主要關注點是控制成本和風險。因此，采取HSDPA與R99共載波組網。
??? ●在網絡商用中期，隨著HSDPA業務量的上升，在少數存在大量HSDPA需求的熱點地區，考慮增加第二載波，且兩個頻點都采用R99與HSDPA共載波組網的方式，兩載波之間采用完全負載分擔。
??? ●在網絡商用成熟期，隨著HSDPA終端的普及和業務的推廣，導致數據業務的需求迅速增加，應考慮HSDPA采取獨立載波的方式，即HSDPA、R99DCH分別使用不同載波，這樣既避免了載波共享時對R99業務的影響，又能滿足HSDPA的高業務量要求。
工商網監
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