HSDPA中的关键技术及特性分析

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HSDPA 中的关键技术及特性分析

目前,移动通信领域中存在各种无线接入技术与标准,3GPP 协议的 R99 版本和 R4 版本可以提供

最高 2Mbps 的数据传输速率,3GPP2 协议的 EV-DO 版本则可以提供最大 2.4Mbps 的数据传输速

率,WiMAX(802.16e)技术则将提高数据传输速率到 30Mbps。因此为了使 WCDMA 可以与其他

技术相抗衡,WCDMA 引入了 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)技术,使之可以支持高

达14.4Mbps 的下行峰值速率。HSDPA 可以作为 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。本文主要讨论 HSDPA 技术特征与性能,同时与 WiMAX 无线接入技

术进行了一定的比较,从而期望获得对 HSDPA 更清晰的认识。

HSDPA 协议栈结构

3GPP 中对于 HSDPA 协议规范的描述主要在 25.855、25.950 和25.308 中,下图给出了 HSDPA 无

线接口协议结构。从图中可以看出,NodeB 中新增加了 MAC 层的功能,增加了 MAC-hs 功能模

块,MAC-hs 主要完成 HARQ 功能、调度和优先级处理。RNC 继续保留原有的 R99/R4 的功能,包

括RLC 层的重传控制,而HARQ 的重传机制在物理层和 MAC 层中实现。

HSDPA 中的关键技术

众所周知,WCDMA 中采用了可变 SF 技术和功率控制技术来克服 CDMA 的远近效应,但是

HSDPA 没有采用 R99 版本中的链路自适应技术,而采用了自适应调节速度更快的自适应编码调

制技术(AMC, adaptive modulation and coding)、混合自动重传(HARQ, hybrid ARQ)和快速资源调

度算法, 这主要是为了达到高速下行分组数据速率和减少时延的目的。

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1.自适应编码调制(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

前无线资源,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 是HSDPA 系统中采用的又一种新技术,它可以提高系统性能,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节,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。其中:

TYPE-I HARQ:主要采用了 chase 合并算法,这种算法是 chase 博士在1985 年提出,发送方每次都

发送整个完整的编码码字,接收端将每次收到的数据包与之前收到的所有数据包进行 chase 合并,

组合成一个具有更强纠错能力的码字, 从而达到递增冗余的目的。

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摘要：

HSDPA中的关键技术及特性分析目前,移动通信领域中存在各种无线接入技术与标准,3GPP协议的R99版本和R4版本可以提供最高2Mbps的数据传输速率,3GPP2协议的EV-DO版本则可以提供最大2.4Mbps的数据传输速率,WiMAX(802.16e)技术则将提高数据传输速率到30Mbps。因此为了使WCDMA可以与其他技术相抗衡,WCDMA引入了HSDPA(HighSpeedDownlinkPacketAccess)技术,使之可以支持高达14.4Mbps的下行峰值速率。HSDPA可以作为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。本文主要讨论HSDPA技术特征与性能,同...

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