1、概述

　　目前全球已有50多個商業WCDMA系統正在運營，可以給超過1000萬用戶提供先進的3G業務，WCDMA系統在世界范圍內已逐漸進入快速發展時期。

　　固定網數據接入技術為用戶提供了高速率的數據業務，相應的，用戶對移動數據業務也提出了高速率的要求。WCDMA R99版本可以提供384kps的數據速率，這個速率對于大部分現有的分組業務而言基本夠用。然而對于許多對流量和延遲要求較高的數據業務和視頻、流媒體和下載等，需要系統提供更高的傳輸速率和更短的時延。

　　為了更好的發展數據業務，3GPP對空中接口作了改進，引入了HSDPA技術。

2、HSDPA技術介紹

　　2.1　HSDPA概覽

　　HSDPA——高速下行分組接入技術是一種高速的、針對下行數據業務的無線傳輸技術。它的標準化是在3GPP R5中完成。HSDPA的理論傳輸速率達到14Mbit/s，用戶實際達到的平均速率能到2-5Mbit/s，網絡的效率得到大幅度的提高，用戶對業務質量的體驗有質的飛躍。

　　2.2　HSDPA關鍵原理

　　HSDPA技術在擴頻因子16的基礎上將多個碼道捆綁在一起分配給一個用戶，或者將一個碼道分配給多個用戶使用，從而提高了無線接口的傳輸速率和傳輸效率。它還采用了很多新的無線傳輸技術和算法來提高傳輸速率，如快速調度算法、自適應編碼調制和混合自動重發等。

　　2.2.1　HSDPA時分/碼分復用

　　HSDPA引入了新的下行物理信道HS-PDSCH和HS-SCCH、新的上行物理信道HS-DPCCH。

　　HSPDCH是在擴頻因子為16時產生的物理信道，最多可以有15個信道用于數據的承載，并能自適應的采用QPSK或16QAM的調制方式。

　　HS-SCCH用于下行控制信息的傳輸，主要是對終端分配資源的指示。NodeB可能傳送多個HS-SCCH信道的信息給不同組的終端，如果HS-SCCH沒有被確定，終端要監聽最多4個HS-SCCH信道的信息。如果HS-SCCH被確定，終端只監聽一個HS-SCCH信道的信息。

　　HS-DPCCH主要用于上行控制信息的傳輸，主要承載H-ARQ的ACK/NACK信息，信道質量信息等。

　　2.2.2　自適應調制編碼

　　HSDPA通過自適應編碼調制技術實現鏈路自適應功能，通過上行控制信道HS-DPCCH傳送終端用戶所處的信道質量和手機能力的信息，在每個傳輸間間隔內自適應的決定采用的調制方式以及相應編碼率，通過編碼和調制方式的組合，產生不同的傳輸速率以適應不同的業務需求，從而提高信道的利用率。但是編碼率的提高或采用高階調制需要在每個傳輸間隔內增加傳輸塊的大小，從而導致每個傳輸塊的錯誤率提高，所以，最佳的兩者平衡是根據信道質量的情況正確選擇合適的調制方式，在實際的網絡運營時也應該根據網絡的實際情況而適時調整。

　　2.2.3　快速自適應調度

　　HSDPA加快了無線資源調度的時間。在R99中一個無線幀為10ms，而HSDPA中一個無線幀為2ms，在2ms的時間間隔內實現無線資源分配，同時在無線資源分配時自動將資源分配給無線信道條件最好的用戶，使得資源始終服務于相對擁有最好信道條件的用戶，從而達到最高的終端用戶速率。

　　目前快速調度算法主要有以下三種：

　　*每個時間間隔分配相同資源→調度速率較慢

　　*根據最好的即時信道質量分配資源→快速調度但資源分配不公平

　　*根據最高的相對即時信道質量分配資源→快速調度按比例較公平

　　2.2.4　混合自動重傳

　　HSDPA對原有數據和重傳數據采用合并的方式進行解碼，從而獲得額外的解碼增益。當HSDPA終端用戶接收或解碼一個傳輸間隔內的傳輸塊時，會將傳輸塊的數據先存在手機的緩存器中，如果數據被成功解碼，緩存器中的數據就會被清除。如果數據沒有被成功解碼，緩存器中的數據就會被保留，NodeB會重傳已傳的數據，終端會把重傳數據和緩存器中已有的數據結合，從而提高解碼的成功率。目前規范定義的最大重傳次數為4次，在這種情況下，數據塊在受到干擾時也可能被正確解碼。但重傳次數越多，解碼時延越大。

　　H-ARQ目前主要有兩種合并重傳方式：

　　*Chase合并

　　*每次重傳與原傳輸的內容一樣，在終端處提供最大的合并比率

　　*終端實現較簡單

　　*與普通ARQ相比性能更好

　　*增量冗余

　　*每次重傳包含額外的以前沒傳過的備份信息，在終端進行碼合并

　　*提高合并增益

　　*相比chase合并性能更好

　　*終端實現較復雜

　　和R99結構的協議棧相比，HSDPA協議棧將部分鏈路調整功能移至NodeB，增加了系統效率，減少了鏈路調整時間，另外，與其他傳輸信道終結于RNC相比，HSDPA的HS-DSCH信道終結于NodeB中的MAC-hs，而H-ARQ就是由Node B中的MAC-hs層完成的，這將提供比R99的RLC確認機制更短的時延。

3、HSDPA的網絡部屬

　　3.1　HSDPA對系統結構和設備的影響

　　HSDPA的引入對原有R99的網絡結構不會有任何影響。但原有只支持R99功能的網絡設備，需要做一些硬件和軟件功能上的升級。

　　NodeB需要增加支持16QAM調制解調功能的硬件模塊，并對功放的線性度提出更高的要求。在線性度的要求上，QPSK調制所要求的誤差向量幅度是12.5%，16QAM調制所要求的誤差向量幅度為17%。現有的線性功放如果要支持16QAM的話，須降低線性功放的輸出功率0.7dB，以滿足誤差向量幅度指標的要求。

　　RNC需要有更高的數據傳輸板卡來支持高速率的數據傳輸，另外還需要增加用于RNC和NodeB的流控實體。

　　從目前各個廠商產品的研發狀況來看，基本上所有的廠商在WCDMA最新版本的無線產品中都承諾HSDPA硬件支持。

　　和普通的R99終端相比，HSDPA終端需要支持以下額外的功能：

　　*16QAM調制方式

　　*根據終端的能力提供分別支持5、10、15個碼捆綁的終端

　　*支持數據緩存和混合自動重發數據的合成

　　*支持高數據量的處理能力以適應HSDPA高速率的要求

　　*信道質量信息的計算

　　*支持HSDPA的物理信道

　　3.2　HSDPA部署場景

　　HSDPA主要用于高速數據業務，所以在考慮HSDPA的網絡部屬時，我們首先應考慮近些年來數據業務的發展狀況。從目前國內移動市場的分析看來，雖然移動數據業務占總體業務量的比例還很低，但從每個用戶ARPU話音和數據業務收入分別所占的比例趨勢來看，話音業務呈下降的趨勢，而數據業務呈上升的趨勢。

　　基于這種數據業務的發展狀況以及現在各個移動供應商產品的發展狀況，在國內3G網絡部署時可分階段逐步部署HSDPA，初期可在商務區室內、商務區和熱點地區具備HSDPA功能，然后下一階段在城區引入HSDPA，然后再郊區。

　　從載頻的配置上，因為初期HSDPA用戶較少，可和R99共用載波，這時，應處理好HSDPA資源和R99資源的合理分配，并應根據網絡實際用戶的發展而適時調整。提供HSDPA的區域連續覆蓋，和R99的交接處提供HSDPA小區和R99小區的自由切換。

　　HSDPA的小區切換和軟切換不同，HSDPA的UE在切換過程中只與一個小區保持HS-DSCH的連接狀態，HSDPA的小區至R99小區或2G小區的切換一般是UE從HS-DSCH回落到DCH上，然后再進行小區切換。

　　將來HSDPA用戶逐步增多時，可提供單獨支持HSDPA的載波。

　　3.3　HSDPA的碼資源分配

　　在網絡部屬時，若HSDPA和R99共載波時牽涉到兩者之間碼資源如何分配的問題。前面已經提到，HSDPA是用擴頻因子為16的擴頻碼，在實際資源分配時，多個HS-DPSCH捆綁給一個用戶，或多個用戶共享一個HS-DPSCH。在實際和R99用戶資源協調時，目前規范定義兩種方式：

　　*HSDPA靜態碼資源分配

　　靜態碼資源分配是指由運營商事先定義好一個載波中有幾個SF=16的碼道用于HSDPA，定義好之后，R99用戶不能再占用此資源，只能占用剩余碼道的資源。

　　靜態碼資源分配從產品的實現上比較容易，目前各個移動供應商提供的系統都只能支持靜態碼資源分配。但是，靜態碼資源分配在碼資源的利用率上比較低，碼資源的調整工作量也較大。

　　*HSDPA動態碼資源分配

　　動態碼資源分配是指運營商不事先定義好分配給HSDPA和R99的資源的比例，系統根據用戶的實際情況自適應的分配相應的資源給終端用戶。動態碼資源分配資源的利用率比較高，另外，雖然各廠商目前只支持HSDPA的后臺和交互類業務，但是流業務將在不久后也會支持，動態碼資源分配相對能確保實時業務的資源，為QoS機制的完整實現提供了保障。

4、HSDPA的進展狀況

　　目前移動業界幾個主要的設備供應商在最新提供的WCDMA產品(2005年12月)的硬件和軟件上都聲稱已經支持HSDPA。HSDPA的終端PC卡+筆記本和HSDPA的手機也在今年和明年陸續推出。

　　國際上一些規模比較大的WCDMA網絡運營商也從今年年初開始逐步的進行HSDPA的實驗室測試以及外場測試。國內的一些運營商也根據WCDMA產品和市場發展狀況也著手準備HSDPA的實驗室和外場測試。

5、結束語

　　從以上的分析我們可以得出結論，HSDPA技術跨越性的增加了系統的容量和提高了終端用戶的速率，為引入新的數據業務提供了可能，特別適應現今數據業務快速發展的需求。從商業分析來看，HSDPA的引入可以增加每用戶額外的ARPU，為運營商提供更多的業務收入，設備的平滑演進也降低了運營商的投資成本和運營成本，對運營商利益是有利的。HSDPA將會為運營商帶來更多的商業機會。