TD-SCDMA HSDPA终端的实现

　　目前，日本和韩国的3G经营商已经在体验3G高速数据服务方面取得巨大成功。日本DoCoMo公司于2001年推出的WCDMA-FOMA服务，截止到2004年5月已拥有400万用户，所创造的收入已经占到其总收入的20%以上。韩国电信公司(SKT)于2003年第3季度部署了1x EV-DO网络之后，该公司数据服务收入占据每用户平均收入(ARPU)值的比例上升到了34%。预计在未来几年内，数据服务仍将会取得大幅度增长，并成为第三代(3G)移动通信的主要应用和主要收入来源。

　　为了适应多媒体应用对高速数据传输日益增长的需要，第三代移动通信合作项目组(3GPP)公布了一种新的高速数据传输技术--HSDPA(高速下行分组接入技术)。该技术在WCDMA系统中已经得到了广泛的应用。根据电信相关部门的统计数据，目前全球共有123个HSDPA网络在56个国家/地区计划部署，其中有70个WCDMA-HSDPA网络在39个国家/地区商用，14个WCDMA- HSDPA网络已经达到3.6Mb/s的速率。终端方面，目前已经有66款HSDPA终端上市，其中22款手持机、44款PC卡及路由器，共19家提供商;另外还有13款内置HSDPA功能的PC机，共有8家提供商。

　　综合以上的数字我们可以看到，高速数据业务是第三代移动通信的重要服务，也是运营商的主要收入来源。TD-SCDMA如果要让用户体验到其优越于2G的服务，必然要提供高速的数据业务。国产的3G标准TD-SCDMA要在和其他3G标准的竞争中占有一席之地，实现高速数据业务也具有相当重要的意义。

　　2、TD-SCDMA高速下行数据终端实现机制和原理

　　2.1　TD-SCDMA高速下行主要技术

　　TD-SCDMA在3GPP Release 5版本的规范里引入了HSDPA技术。该技术能够在不改变现有网络结构的情况下提高TD-SCDMA系统下行传输数率，单载波理论值为2.8Mb/s。 HSDPA主要引入了HARQ(混合自动重传)技术、AMC(自适应调制编码)技术、快速调度和高阶调制技术。

　　HARQ(混合自动重传)技术是将FEC(前向纠错)同ARQ相结合的纠错方法，利用FEC技术的纠错能力以提高系统的传输效率，并通过ARQ技术来提高系统传输的可靠性。发端发送的码不仅能够检错，而且还具有一定的纠错能力。收端译码器收到码字后，首先检查错误情况，如果可以则自动纠错;如果错误很多，解码失败的话，则保存接收到的数据，并要求发送方重传一定的数据。这种方式在一定程度上避免了FEC方式需要复杂的译码设备和ARQ方式信息连贯性差的缺点。

　　AMC(自适应调制编码)技术基本原理是网络侧根据信道的实际情况确定当前信道的容量，根据容量来确定合适的调制编码方式，以便最大限度地发送信息，实现较高地传输数率。而且，针对每一个用户的信道质量变化，AMC都能够提供相应变化的调制编码方案，从而获得较高的传输数率和频谱利用率。AMC和HARO两者结合起来可以得到很好的效果：AMC提供粗略的数据速率选择，而HARQ可以根据数据信道条件对数据速率进行较精细的调整。

　　快速调度技术主要是指原来在RNC(Radio Network Controller)中实现的分组调度功能转移到Node B来实现，从而大幅度的减少数据传输处理时延。

　　2.2　TD-SCDMA HSDPA终端实现机制

　　为了在TD-SCDMA系统中实现HSDPA功能，引入了一个新的传输信道HS-DSCH(High Speed-Downlink Shared Channel)和三个新的物理信道HS-PDSCH(High Speed Physical Downlink Shared Channel)、HS-SCCH(Shared Control Channel for HS-DSCH)、HS-SICH(Shared Information Channel for HS-DSCH)。同时引入了MAC--hs实体，处理MAC(Medium Access Control)层HS-DSCH的相关功能，包括HARQ协议处理、重排、拆分调度等。

　　(1)终端侧MAC-hs实体结构如图1所示：

　　图1　终端侧MAC-hs实体结构

　　其中主要的是HARQ实体和重排实体。MAC-hs的详细配置信息是通过MAC控制接入节点从RRC(Radio Resource Control)层获得的。

HARQ实体负责处理HARQ协议。在每个TTI(TD-SCDMA HSDPA系统的TTI=5ms)里，终端有一个HARQ进程在运行，负责执行HARQ相关的所有任务，如处理ACK/NACK等。HSDPA的HARQ 采取了最简单 的SAW(Stop And Wait)机制。SAW机制虽然实现非常简单，但是由于下一个数据块的传送需要等到上一个数据块的确认消息而使其效率比较低。为了提高资源利用率，可以根据网络侧的配置，多个HARQ进程同时进行。这样，当一个HARQ进程处于确认消息等待状态时，另外的HARQ进程可以进行数据的传送。

重排实体根据接收到的TSN(传输序列号)对数据块进行排序，并将顺序的数据块依次传送给拆分实体。当接收到的数据块不连续时就会启动一个定时器(T1)，把收到的不连续数据块缓存在重排实体里。当定时器T