对高速移动分组数据事务的支撑才能是3G体系最重要的特色之一。WCDMAR99版别能够供给384Kbps的数据速率,这个速率关于大部分现有的分组事务而言根本够用。
但是,对流量和时延要求较高的数据事务如视频、流媒体和下载等,需求体系供给更高的传输速率和更短的时延。
为了更好地开展数据事务,3GPPR5从这两方面对空中接口做了改善,引进了HSDPA技能。HSDPA(HighSpeedDownlink Packet Access)是WCDMA的增强型无线技能,即高速下行分组接入。HSDPA选用了自习惯调制和编码(AMC)、混合主动重传恳求(HARQ)和快速调度等关键技能,在不改动现已建造的WCDMA网络结构的情况下,把下行数据事务峰值速率进步到14Mb/s,一起能够把当时无线频谱中的体系数据容量进步一倍以上,是WCDMA网络建造后期进步下行容量和数据事务速率的一种重要技能。
1、HSDPA的物理层完成
为了完成HSDPA的功用特性,在物理层规范中引进了三种新的信道。
1.1 高速下行链路同享信道(HS-DSCH)
在下行链路方向承载用户数据。与R99已有的信道比较,HS-DSCH有许多共同之处。传输时刻距离(TTI)或交错周期界说为2ms,使得在重传过程中终端和NODE-B之间能够有较短的往复时延。引进如16QAM的更高阶的调制计划及下降编码冗余添加了瞬时的峰值数据速率。从码域看,SF固定为16,多码传输和不同用户间的码复用都是或许呈现的,终端最大可用码数为15。
1.2 高速同享操控信道(HS-SCCH)
承载有必要的物理层操控信息,以确保能够对HS-DSCH上的数据进行解码。假如产生认为是过错的数据包而需求重传时,还有或许要对HS-DSCH上发送的数据进行物理层兼并。
1.3 上行链路高速专用物理操控信道(HS-DPCCH)
承载上行链路中必要的操控信令,即ARQ承认(必定和否定)和下行链路质量反应信息。
2、HSDPA的关键技能
2.1 自习惯调制和编码(AMC)
AMC(AdaptiveModulationandCoding)的根本原理便是网络侧依据当时无线信道的质量情况和网络资源的使用情况挑选最佳的下行链路调制和编码办法,然后尽或许增大终端用户的数据吞吐量,下降传输拖延。用户在抱负信道条件下挑选高阶调制和高速率的信道编码办法来传送用户数据,例如16QAM调制和3/4编码速率,然后得到较高的传输速率;用户处于不太抱负的信道条件下则选取低阶调制办法和低速率的信道编码计划,例如QPSK调制和1/4编码速率,然后确保通讯质量。
2.2 混合主动重传恳求(HARQ)
HARQ(HybridAutomaticRepeatRequest)是将前向纠错编码(FEC)和主动重传恳求(ARQ)相结合的技能。在无线传输环境下,信道噪声和因为移动性带来的式微以及其他用户的搅扰使得信道传输质量较差,为确保通讯质量,就有必要对数据分组加以维护,这种维护首要选用前向纠错编码(FEC),即在分组中传输额定的比特开支。FEC进步了传输的可靠性,但当信道情况较好时,因为纠错比特过多,反而下降了吞吐量。ARQ是一次数据传输失利就要求重传的一种传输机制,ARQ在误码率不是很高的情况下能够得到抱负的吞吐量,但会引起时延。HARQ将FEC和ARQ结合起来,在发送的每个数据包中含有纠错和检错的校验比特,假如接纳包中犯错的比特数目在纠错才能之内,则过错被自行纠正;当过失严峻,已超出FEC的纠错才能时,则让发端重发。HARQ能够主动地习惯信道条件的改变而且对测量误差和时延不灵敏。
2.3 快速调度(FastScheduling)
NodeB中新增的MAC-hs功用实体担任HSDPA的快速分组调度和HS-DSCH信道的实时操控。分组调度算法操控着同享资源的快速分配,在很大程度上决议了AMC和HARQ的功率和功用。依据无线信道的质量情况和等候发射的数据量以及事务的优先等级等要素,分组调度算法快速地完成同享资源的最优分配。HSDPA技能为了能更好地习惯无线信道的快速改变,将调度功用单元放在NodeB中而不是RNC中,传输时刻距离也因而缩短到2ms以内。
实际上,以上三种技能都归于链路自习惯技能,以这种技能处理短时刻内数据速率改变的事务比功率操控办法更有用。
3、HSDPA的演进
HSDPA是在3GPPR5规范中引进的,能够明显进步WCDMA下行链路分组数据的吞吐量。HSDPA的进一步增强能够添加用户的比特速率和小区吞吐量。在3GPPR6中,将引进天线阵列处理技能,进一步改善下行链路功用,使峰值数据速率到达30Mb/s。
在Node-B中使用多个发射天线,在终端中使用多个接纳天线,能够进步HSDPA的比特速率,这项技能称为多输入多输出技能(MIMO)。更高的数据速率能够选用下面两种办法中的一种到达:
●改善天线发射和接纳分集来进步信道质量:
●在不同的天线上对扩频序列进行再利用。为了区别同一扩频码字上的多个子数据流,终端选用多天线和空间信号处理技能。
跟着HSDPA技能的老练和开展,其杰出的使用远景和滑润的演进才能正在引起越来越多人们的热切重视。作为后3G年代的干流技能之一,许多人乃至将HSDPA称为3.5G技能。现在,许多移动运营商都在高度重视它的发展,很多通讯产品供货商也都开端启动了HSDPA技能的商用化进程。