HSDPA系统技术特点及商用进展

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2005年底/2006年初

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2005年6月

2.2HSDPA网络演进策略

由于HSDPA仅在无线接口上增加了部分新的信道及功能，并可支持与原R99、R4设备在同一载频或不同载频上工作，所以可以通过直接升级无线网络子系统软件方式实现HSDPA功能。而且HSDPA与3GPPR99及R4都有很好的兼容性，因此运营商可以在现存网络中平滑引入HSDPA业务，但这些必须建立在原基站架构满足可以使用QAM调制方式、对HS-DSCH信道要有足够的硬件支持以及具备带功率控制的移动IP功能等基础上，因此，若原有部分R99设备厂商的NodeB及RNC设备并不具有这些功能，则需对其硬件进行改进，升级到HSDPA。而对于绝大部分R4设备厂商来说，基本上都具备了这些功能，因此仅对NodeB及RNC进行相应的软件升级或内置新的信道板(用于与原R4设备分载频工作方案)即可将网络过渡到HSDPA系统，且无需对网络结构作很大调整。

考虑到市场的逐步成熟过程，在HSDPA网络初始引入阶段，其业务可以在网络的部分数据业务热点区域先行开通。在这种情况下，当用户从HSDPA业务区移动到非业务区，正在进行的通话将平稳切换，用户只感觉到通信质量有些下降(如数据传输速率有所降低)。这样，运营商不必同时升级所有的小区设备，可以先进行试点，再根据市场情况逐步推广，从点到面，在很大程度上降低了网络演进的风险，同时提高了运营商的投入产出比。而在HSDPA网络的全面建设阶段，在高速业务用户集中并且频率资源丰富的重点地区，可以使用双载频建网方式，即HSDPA单频组网，所有高速用户在基站近点使用HSDPA能大大提升系统流量，并且因为使用不同的频点，所以对同覆盖的R99DCHCS业务影响不大。而在频率资源紧张且HSDPA业务要求不是很高的环境中，可以考虑采用HSDPA与R99使用同频组网，既可以满足某些重要用户对高速业务的需求，又可以节约宝贵的频率资源。

同时，根据参考文献[5]的仿真结果，在距小区最大覆盖半径45%左右的位置，HSDPA的平均吞吐量下降到与R99网络相仿的水平，而当距小区半径70%的位置时，由于进入了R99的切换区，因此R99的信道获得了切换增益，吞吐量得到了补偿，而HSDPA无法实现软切换，因此在其远端吞吐量将急剧下降。所以HSDPA的特点是在近点可以提供极大的系统流量，而在远点，HSDPA的流量优势将不明显。因此，在进行HSDPA网络规划时，要详尽分析用户分布、业务需求及业务模型，并合理规划HSDPA和R99/R4网络的服务范围，以实现优势互补，这对于网络演进后的性能是至关重要的。

3、HSDPA技术展望

3GPP确定了HSDPA技术发展的3个阶段[6]：基本阶段、增强阶段及进一步演进阶段。第一阶段目前已经接近商用，第二阶段也正在研发中，第三阶段正处于基础研究期。基本阶段即通过采用AMC、HARQ及快速资源调度等先进技术实现下行峰值速率为14.4Mbit/s，该标准在3GPPR5版本中定义，本文所探讨的HSDPA网络，均是基于R5版本的技术。而增强阶段的HSDPA则在R6版本中进行了说明，其目的是将峰值数据速率提高到30Mbit/s。关键技术主要包括快速小区选择(FCS)、多输入多输出技术(MIM0)和空时编码技术(STC)。同时，在R6版本的制定中，还提出了上行数据速率的增强型技术--高速上行分组接入(HSUPA)的概念，它通过使用更加灵活的NodeB调度和HARQ等技术，理论上可为用户提供高达5.8Mbit/s上行数据接入速率，从而提高网络的上下行业务速率的匹配程度，增强业务应用能力。

目前，HSDPA正处在积极研究的第三阶段，即进一步演进阶段。该阶段的目标是通过引进新型空中接口提高数据传输速率。其中的关键技术包括正交频分复用(OFDM)技术和64QAM调制方式，它们的引入将使系统峰值速率达50Mbit/s以上。主要的新特性包括采用结合更高调制方案、阵列处理的OFDM物理层及根据空中接口质量为用户设备选择专用子载波的特点进行选择的快速调度算法等，从而达到优化传输性能的目标。

HSDPA作为WCDMA的一种增强型演进技术，提供了在第三代移动通信系统中实现多媒体服务所需的高速数据速率，并且大大提高系统的频谱和码资源利用率，有效提升了无线网络性能和容量，同