HSDPA和WiMAX的技术对比分析

1、引言

　　目前在各大通信展与技术论坛上，两种后3G技术——HSDPA和WiMAX正在成为新的技术焦点。

　　在蜂窝移动通信的阵营中，由于数据业务的比例不断增加，移动通信在向提供无线高速数据业务的方向演进，移动通信设备制造商也相应地优化系统结构，不断提高数据传输速率。例如GSM的演进路线，传输速率从GPRS的40kbit/s到EDGE的130kbit/s以及UMTS的384kbit/s和即将到来的HSDPA3Mbit/s发展，最终实现话音和数据的移动宽带。在另一阵营中，一些业内的主要设备制造商期望用WiMAX标准为固定数据通信(如DSL)，即线缆通信中增加无线移动接入功能，允许话音通信通过IP传输，并且在WiMAX的下一步扩展中增加移动性，最终使WiMAX能够实现话音和数据的移动宽带。HSDPA和WiMAX在标准、技术特点和市场定位等方面各有千秋，也尽显移动通信宽带化和宽带网络无线接入的不同。对于两者的关系也引起了业内的热烈讨论，到底是竞争关系还是互补关系?本文从两种技术的技术特点、标准、市场发展及应用等几个角度进行对比分析，阐述各自的优势，最后分析总结两种技术的关系，提出新技术实践中仍有待解决的几个问题。

　　2、HSDPA的技术特点

　　在3G应用里，运营商的主要业务和收入都将来自数据业务。在数据业务中，大家尤其看好视频流媒体和背景下载类业务，但这些业务对下行传输速率的要求非常高。而现在的WCDMA网络下行传输速率理论上是384kbit/s，实际环境中的速率为150-250kbit/s，远远不能满足要求。运营商迫切需要提高传输速率，HSDPA(HighSpeedDownlinkPacket Access，高速下行分组接入)作为3GPP的Release5中提出的无线解决方案，理论传输速率可达到14Mbit/s。HSDPA是在3GPP R99/R4网络结构上自然演进，旨在满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的。HSDPA采用的关键技术包括自适应调制编码(AMC)、混合自动重发请求(HARQ)、单独的共享信道和快速调度(Fast Scheduling)。AMC是根据无线信道变化选择合适的调制和编码方式，使用户达到尽量高的数据传输速率。不同的编码和调制方式的组合，产生不同的传输速率。HARQ基于信道条件提供精确的编码速率调节，可自动适应瞬时信道条件。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技术增加了高速下行共享信道(HS-DSCH)，不同的用户在时间和码字空间上共享HS-DSCH信道。调度算法控制着共享资源的分配，调度时主要基于信道条件，同时考虑等待发送的数据量以及业务的优先等级等情况。HSDPA技术为了能更好地适应信道的快速变化，将调度功能单元放在NodeB而不是RNC，同时也将TTI(Transmission Time Interval)缩短到2ms。采用10类手机时，用户峰值理论速率可达到14Mbit/s。由于HSDPA是在WCDMA网络上无线部分的增强技术，所以不需要升级和改变WCDMA核心网络的设备。
　　3、WiMAX的技术特点

　　WiMAX又称IEEE802.16a标准，即全球微波接入兼容(WorldwideInteroperabilityforMicrowave Access)，使用10-66GHz频段，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。WiMAX是一项无线城域网(WMAN)技术，作为线缆和DSL的无线扩展技术，实现无线宽带接入。802.16在设计之初，是定位在固定无线传输的一种宽带技术标准。目前，WiMAX组织已经通过的IEEE认证的有802.16a和802.16d(又叫802.16 2004)两个标准，都不包括移动特性。而802.16e将在原来802.16a的基础上增加2-6GHz许可频段的移动性，通过引入0FDM(正交频分复用)技术，可有效对抗微波宽带传输的多径效应，进而保证802.16e接入设备能够在基站之间漫游，从而使终端用户改进以前固定的接入方式而具有游牧式移动漫游的能力。因此，WiMAX也成为新一代WMAN宽带无线接入标准。

　　4、HSDPA与WiMAX的综合比较

　　尽管WiMAX的理论传输速率远远大于HSDPA，理论覆盖范围比HSDPA更大，但实际上如果只是简单地将传输速率和覆盖范围做比较是很片面和主观的，其实两者在根本上存在巨大的差异。

　　(1)数据传输速率和覆盖范围

　　HSDPA技术最终将能够在5MHz频带上，为采用MIMO智能天线技术的系统提供20Mbit/s左右的传输速率。在理想状态下，WiMAX技术在50km范围内的最高传输速率为70Mbit/s。

　　(2)移动性和网络漫游

虽然WiMAX提供的传输速率高，但更倾向于固定位置的游牧式使用，移动性差，欠缺切换/漫游能力。但802.16e是移动WiMAX标准，增加了一定的移动功能。由于3G/HSDPA移动通信网络从设计之初就是要支持快速切换/漫游，因此实际部署的无线网络能够满足高质量的无缝覆盖，这使得其小区半径远小于WiMAX，投资远大于WiMA