高速下行分组接入(HSDPA,High Speed Downlink Packed Access)是3GPP在UMTS的R99和R4基础上,于R5版本中提出的支持高速下行数据业务的技术,可以在下行链路上提供更高的速率(理论上可达14Mb/s)和更低的时延,同时下行容量至少可以提高2倍以上。与标准WCDMA相比,大型文件的下载时间能够缩短将近80%。应当指出,对于同是3 GPP推出的、符合UMTS RTT标准的WCDMA与TD-SCDMA,HSDPA均可与之兼容。
在我国的通信行业标准中,对于其无线子系统(RNS)设备的技术要求,结合3GPP的关于HSPA技术的研究成果,也是分阶段制定和发布的。从2007年开始首次发布的WCDMA系统线子系统设备的技术要求(第一阶段),2009年发布第三阶段的技术要求时增加了3GPP R5版本的关于HSDPA技术要求的内容;在2011年发布的第四阶段引入了HSPA的技术要求;在2011年发布的第五阶段,首次提出了增强型高速分组接入(HSPA+)技术要求的内容;到目前已经发布到第七阶段(2014年发布)。
1、空中接口相关参数
根据YD/T 1552-2009《2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网 无线接入子系统设备 技术要求(第三阶段)》的要求,在WCDMA系统RNS设备引入HSDPA技术,它仍然使用原来的无线子系统的网络结构,如下图1所示。变化的是:为了支持HSDPA功能并提高性能,在UTRAN侧其调度功能从无线网络控制器(RNC)移动了基站(Node B)。HSDPA功能的主要目的是为了改善专用逻辑信道的传输,因此从MAC层以上,支持HSDPA的UTRAN系统与R99保持一致,即分组数据汇聚协议(PDCP)和无线链路控制(RLC)层和R99一致。同时在Node B上新增MAC-hs实体来实现H-ARQ和HSDPA快速调度等功能,并新城传输信道HS-DSCH,该传输信道由MAC-hs控制。下表1列出了HSDPA系统空中接口等的相关主要性能参数。
图1:无线子系统(RNS)结构
表1:HSDPA系统空中接口等的主要性能参数
2、提供的数据传输速率
由于HSDPA系统只进行分组数据传输,根据分组数据传输的特点,HSDPA采用自适应调制编码(AMC)代替了R99中1500次/s的快速闭环功率控制。在HSDPA的一个传输间隔(TTI = 2ms)内,发射功率保持不变,HSDPA系统根据无线链路质量来选择调制方式和编码速率,以便自适应调整信道的传输速率。HSDPA采用QPSK或16QAM两种调制方式,而具体使用两种中的哪一种取决于无线信道的当时的传输条件。当采用QPSK调制方式时最高可以支持7.2M的数据速率,而采用16QAM时的数据速率可以达到更高(可达14.4M)。这是因为QPSK支持2位/符号,而16QAM支持4位/符号。因此,16QAM能够提供2倍于QPSK的峰值速率,可以更有效地利用信道带宽。下表2-1列出了在不同调制方式下的HSDPA系统最大和最小峰值用户数据速率。
表2-1:HSDPA用户数据速率
依据YD/T 1552-2009的要求,支持R5版本的无线子系统,根据调制方式、编码速率以及码道数目的不同,可以为HSDPA用户提供如下表2-2所示的速率。另外,对于RNC和Node B,可支持12种HSDPA 用户设备(UE)的接入,如下表2-3所示,从中也可以看出所提供的最大数据速率。
表2-2:HSDPA为用户提供的数据速率
表2-3:HSDPA UE的接入类型
依据YD/T 2214-2011《2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网 无线接入子系统设备 技术要求(第四阶段) 高速分组接入(HSPA)》的要求,此时,它在原第三阶段RNS结构中新增加了增强型专用信道(E-DCH)以实现HSPA。关于E-DCH可支持6类的UE接入,如下表2-4所示,从中可以看出所提供的最大上行数据速率为5.76Mbit/s。另外,此时对分组域业务的速率要求如下表2-5所示,关键是可以允许这些业务速率的组合。
表2-4:E-DCH所支持的接入UE类型
表2-5:HSPA所支持的分组域承载业务单用户的最大速率要求
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