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1、第一章HSDPA的概述1.1什么是HSDPAHSDPA （High Speed Downlink Packet Access）表示高速下彳亍分组接入技术。 是实现提高WCDMA网络高速下行数据传输速率最为重要的技术，是3GPP在 R5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求捉出来的，它可以在不改变已 经建设的WCDMA系统网络结构的基础上，大大提高用户卜行数据业务速率（理 论最人值可达14.4Mbps），该技术是WCDMA网络建设中提高下行容量和数据 业务速率的一种重要技术。力为了更好地发展数据业务，3GPP从这两方面对空 中接口作了改进，引入了 HSDPA技术。HSDPA不但支持高速不对称数
2、据服务, 而但在大大增加网络容量的同时还能使运营商投入成本最小化。它为UMTS更 高数据传输速率和更高容量提供了一条平稳的演进途径。为了适应多媒体服务对 高速数据传输F1益增长的需要，第三代移动通信合作项目组（3GPP）已经公布 了一种新的高速数据传输技术，叫做高速下行分组接入技术（HSDPA）。该技术 是WCDMA R99 （也就是我们常说的WCDMA）的强化版本，大大加强了下行 链路传输的功能。1.2 HSDPA的应用目前，HSDPA标准已经稳定，技术也日益成熟，产品性能通过测试得到验 证，终端产品在市场上也已陆续推出。随着HSDPA技术不断发展和设备不断成 熟，其良好的应用前景和平滑的演
3、进能力止在引起业界越来越多的关注，HSDPA 几乎得到了所有WCDMA设备厂商的支持，在世界范围内，各主要运营商也已 开始计划部署或已经部署HSDPAo包括美国、日本、中国等国家在内的多家大型移动通信运营商已将HSDPA 纳入日程，纷纷表示将大力支持设备和终端厂商对HSDPA的研发，并积极组织 外场测试，组建实验网验证HSDPA的性能。部分运营商首先在几个重要城市进 行试商用，成功后再大范围推广。第二章HSDPA的技术要点2.1 HSDPA的基本原理在R99的空中接口体系中，数据重传方式是由RNC來负责完成的，数据重 传需耍绕经Iub接口，数据重传的周期较长；Node B仅仅起到一个根据RNC
4、的 指令完成物理层编码、传输的功能，Node B木身基木不具有对物理资源的控制 和调度能力。而在HSDPA中，为了在空中接口上实现更大的吞吐能力，对Node B的功能进行了增强，在Node B的层而引入了物理层重传和快速资源调度的概 念。通过在更靠近空中接口的Node B上引入这些原本只有RNC才具有的功能, 加快了垂传以及对空中资源调度的效率。同时，结合AMC (Adaptive Modulation and Coding, 口适应调制编码)、HARQ (Hybrid Automatic Repeat request)等新 技术，釆用了更短的TTI (Transmit Time Interv
5、al)长度(2ms)固定扩频因子 的多码道传输，从而在下行方向上实现了远高于R99的高速的分组数据传输能 力。2.2崭新的系统机构HSDPA作为WCDMA在下行的增强技术，在体系结构中与R99最大的不同 是增加了一个新的MAC子层，即MAC-hs子层，该子层负责调度以及流控处理, 如图1-1所示DTCHDTCHUEUuNode BIubCRNC/SRNC图1-1 HS-DSCH传输信道的协议模型从图中可以看出：协议模型与R99相比，最大的不同是在Node B和UE分 别进入了 MAC-hs子层。Node B的MAC-hs实体通过Uu 口的MAC-hs PDU传 给UE的对等实体MAC-hsoR
6、NC的MAC-d实体通过HSDSCH FP将MAC-d PDU 传给Node B的MAC-hs实体。在Node B +引入MAC-hs子层的主要原因包描：多用户的快速调度；减少 重传时延，提升用户的业务感受；提高AMC技术链路自适应性能：该技术根据信 道质量來调整调制和编码方式，其性能对信道质量上报的时延非常敏感，时延越 人链路自适应性能越差。HSDPA除了物理层重传外，同时还支持RLC层重传。RLC层负责对物理层 丢包进行重传，可以根据业务特性选择是否进行RLC层重传。对于时延要求较 高、丢包要求较低的业务不需要RLC层重传（RLC UM）；而对于丢包要求较高、 时延要求较低的业务则需要RL
7、C层重传（RLCAM）o在R99中，最底层的重传为RLC层重传。RLC层重传时延包含了物理层处 理时延以及Iub 口重传的时延，其中Iub 口重传的时延占的比重较大。物理层重 传比RLC重传更快速，因此HSDPA的业务时延比R99更优。由于HSDPA的物理层使用2ms的短帧,R99使用10m、s20ms、40ms和80ms 的长TTI,所以HSDPA物理层时延比物理层低很多。HSDPA的环冋时延（RTT Round Trip Time）可以低至7080ms左右，而R99的RTT在120150ms左右。2.3 HSDPA新引入的物理信道为了实现HSDPA的功能特性，3GPPR5在物理层规范中引入
8、了 3种新的信 道，高速物理下行共享信道（HS-PDSCH）:用于传输下行用户数据的物理信道, 高速专用物理控制信道（HS-DPCCH）：上行物理层信令信道，和高速共享控制 信道（HS-SCCH）：下行物理层信令信道。2.3.1高速物理下行共享信道（HS-PDSCH）高速物理下行链路共享信道（HS-PDSCH）它的引入时是为了承载传输信道 HS-DSCH,也就是承载实际的用户数据。其扩频因了固定为16,调制方式可以 是QPSK或16QAM,信道编码采用1/3 Turbo码，包含两级速率匹配，信道结构 如图21所示Tsiot=2560chip Mxl60bit图2-1 HS-PDSCH的信道结构
9、其中，M为每个调制符号所代表的比特数。对于QPSK而言,M=2,在2msTTI 内物理信道比特数为960,也就是480kbit/s；对于16QAM而言，M=4,在2msTTI 内物理信道比特数为1920,也就是960kbit/so如果15个码道并行传输，并11采用16QAM进行调制，那么物理层峰值速率达14.4Mbit/s, MAC-hs层的峰值速率为19.3Mbit/s,如图22所示MAC-hs PDU加CRC码块分割2466146634663466346634663物理信道分割15个码道图22最人信道比特数示意图图中所示为HS-PDSCH信道在2ms内传输最大传输块吋的编码过程，从图 中可
10、以看出，在2msTTI内可以传输的最大的MAC-hs PDU为27952bit,最大的 物理信道比特数为：15 （HS-PDSCH的码道数）X 1920 （每码道的物理信道比 特数）=28800bito所以据此可知,HS-PDSCH可传的最大的MAC-hs速率为 27952bit/2ms=13.9Mbit/s,而最大的物理信道速率为:28800bit/2ms= 14.4Mbit/so2.3.2高速共享控制信道（HSSCCH）HS-SCCH信道是下行物理信道，它的引入为了承载译码HS-PDSCH信道所 需的物理层信令。其扩频因子为128,调制方式为QPSK,信道编码为卷积码， 釆用一级速率匹配。
11、HS-SCCH信道承载的信令包含两部分，如图23所示，第 部分（Slot#0）包括信道化码、调试方式，UE将在Slot#l内解岀这些信息， 用于在Slot#2的开始时刻启动HS-PDSCH解扰解扩的过程，避免UE侧码片级 的数据缓存：第二部分（Slot#l和Slot#2）包括传输块大小指示、HARQ进程号、 RV参数、新数据指示。第二部分信息将会在Slot#2结束后的一段时间内解出来, 在没解出Z前，要缓存HS-PDSCH解码后的符号级数据，等第二部分信息解出 之后进行HSPDSCH信道的解速率匹配、软比特合并、Turbo译码等操作。图2-3 HS-SCCH的信道结构从图中可以看岀：HS-SC
12、CH在2msTTI内传输的比特数固定不变。根据码 复用所支持的最大用户数，UTRAN分配相应数口的HS-SCCH码道。每个终端 最多可以监控4条HS-SCCH信道。一般在一个TTI内调度的用户数不超过4个 （避免HS-SCCH对功率和码道资源的过量消耗），HS-SCCH数目可以根据 HSDPA业务的功率资源和码道资源进行合理配置。当连续调度某个终端时， HS-SCCH在连续的TTI应当使用同一码道，以减少UE复杂度，增强信令的可 靠度。在HSPDA中，根据配置的HS-SCCH码道数决定码分调度的情况。当RNC 只为小区配一条HS-SCCH信道吋，那么多用户只能通过吋分复用的形式共享用户1用户2
13、用户3HS-PDSCH信道，在一个TTI内只为一个用户服务，调度器会尽可能地将小区 中的HSDPA可用的资源（功率资源和码道资源）分配给同一个用户。如图2-4 所示：用八1用八2用八3 用户1用户2用户3 用户1用户2用八3码道1码道3码道4码道5HS-PDSCH 码道 2HS-SCCH图2-4配置单条HS-SCCH吋HS-PDSCH的附庸形式而当配置多条HS-SCCH码道时，在一个TTI内可以调度多个用户，在一个TTI内调度的用户数最多为分配给HS-SCCH的码道数。调度器首先根据调度算 法选择一个优先级最高的用户，然后根据其信道质量、剩余功率、剩余码道、用 户数据量等情况为其分配码道资源和
14、功率资源，同吋决定传输块的人小、调制方 式等物理层参数，调度完该用户后如果还有功率和码道资源,则继续调度下一个用户，一直到资源用完。如图25所示:HS-SCCH用八1用八2用八1用八2用户3用户3HS-PDSCH川户1川户2川户1用户1用户2用户3用八2用八2用八3用八2用八3用八3用户2用八3用户3码道1码道2码道3码道4码道5HS-SCCH 时图2-5配置单条HS-PDSCH的附庸形式HS-PDSCH信道码复用是可配置的。当分配给HSDPA的资源较少时，一般 不需要使用码复用的方式，因为一个用户就可以充分利用码资源和功率资源。如 果使用码复用，则必然带来HS-SCCH的码资源和功率资源的消
15、耗，从而使小区 吞吐率低于非码复用的情况；随着HSDPA业务的增加，分配给HSDPA的资源 越来越多，则耍考虑码复用的方式，因为一个TTI内调度一个用户很有可能造成 功率的资源和码道资源都有剩余的情况，导致资源利用率不高。2.3.3高速专用物理控制信道（HS-DPCCH）高速专用物理控制信道是上行的物理信道，它的引入是为了承载必要的反馈 信息，包括HS-DPSCH信道译码信息（ACK/NACM,即正确应答/非正确应答） 和信道质量指示符（CQI）信息。该信道的扩频因子调制方式为BPSKo第一时 隙用T HARQ的确认信息，如图26所示。剩下的两个吋隙用于CQL当在下 行方向止确地对HS-SCCH进行解码后都要发送HARQ确认信息，而CQI的发送 频率是由系统参数A来控制的。对于这两个时隙，都有一个单独的参数用于控 制重复。在某些情况下需要在多个2ms周期内进行重复，例如在小区边缘时， 由于可用的功率可能无法保证反馈信息的正确接收，因而需要重复发送。在软切 换区域内，非服务HSDPA小区也可以通过指令来降低接收到的HSDPCCH的 功率，如果激活集中任意一个小区发送了降低功串命令，那么终端必须减小它的 上行发射功率。HSDPA操作述
