接入HSDPA解决WCDMA问题

　　高速下行分组接入(HSDPA)是为解决WCDMA系统覆盖与容量之间的矛盾、消除干扰、提升系统容量和数据传输速率等问题，满足用户业务需求而产生的新技术，是3GPP在R5协议中为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法。

　　目前的WCDMA R99系统标准可以提供最高2Mbit/s的数据传输速率，支持高速的分组交换和电路交换，并能提供许多基于互联网的业务，充分满足IMT-2000关于第三代移动通信的要求。然而，对于诸如下载或流媒体类业务，需要系统提供更高的传输速率和更少的延迟。为了满足此要求，WCDMA对空中接口作了改进，引入了HSDPA技术，使之可以支持高达10Mbit/s的峰值速率。HSDPA技术的应用可以充分满足运营商在3G网络成熟期面临容量需求特别大时进行扩容的实施要求。

　　一、HSDPA的技术特点

　　为了实现HSDPA技术，除了提出增强型DSCH信道概念外，还采用了四种关键技术：自适应调制编码(AMC)、混合自动请求重转技术(HARQ)、快速蜂窝选择技术(FCS)和多输入多输出天线处理技术(MIMO)。

　　1.HSDPA信道结构

　　HSDPA技术中增加了一个新的传输信道，称为HS-DSCH，主要用于进行best-effort方式的PACKET传输，同时辅助HARQ和AMC等HSDPA关键技术的实现;HS-DSCH和DSCH信道一样也是一种公共信道，主要是在时域内采用信道码机制而同时为多用户公用。在HS-DSCH中，采用固定的扩频因子16个，这样最多可用的码不会多于16个，一般取最大的码数为14个。采用固定的扩频因子可以降低UE复杂性的同时可减少下行的信令。HS-DSCH是一种时域复用和码域复用相结合的物理信道。

　　分配HS-DSCH信道资源给不同的用户是基于HS-DSCH传输时间间隔(TTI，在3GPP标准中对TTI进行了定义，可以为1、3、5或15个时隙。采用短的TTI具有以下两个方面的优点。

　　(1)可以有效地减少系统的时间延迟。

　　(2)缩短了PACKET Scheduler 的执行间隔，使PACKET Scheduler能够更好地跟踪信道环境的变化。

　　2.自适应调制编码(AMC)

　　AMC根据信道的质量情况，选择最合适的调制和编码方式。信道编码采用R99 1/3 Turbo码以及通过相应码率匹配后产生的其它速率的Turbo码，调制方式可选择QPSK、8PSK、16QAM等。通过编码和调制方式的组合，产生不同的传输速率。当用户处于有利的通信地点时(如靠近Node B或存在视距链路)，用户数据发送可以采用高阶调制和高速率的信道编码方式，例如16QAM和3/4编码速率，从而得到高的峰值速率;而当用户处于不利的通信地点时(如位于小区边缘或者信道深衰落)，网络侧则选取低阶调制方式和低速率的信道编码方案，例如：QPSK和1/4编码速率，来保证通信质量。

　　3.混合自动请求重转技术(HARQ)

　　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，且对延迟和误差不敏感。HARQ可以提高系统性能，并可灵活地调整有效编码速率，还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码。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先通过AMC提供粗略的数据速率选择方案，然后再使用HARQ技术来提供精确的速率调解，从而提高自适应调节的精度和提高资源利用率。HARQ机制本身的定义是将FEC和ARQ结合起来的一种差错控制方案，HARQ机制的形式很多，而HSDPA技术中主要是采用三种递增冗余的HARQ机制：TYPE-I HARQ，TYPE-II HARQ和TYPE-III HARQ。可以根据系统性能和设备复杂度来选择相应的HARQ机制。

　　4.快速蜂窝选择技术(FCS)

　　有了快速蜂窝选择(FCS)，UE就不必同时从多个蜂窝中数据传输，也不必联合承载分组数据的业务信道了。UE在每帧选择最好的蜂窝来传输数据。上行DPCH用来指示需要的蜂窝，网络可利用这个蜂窝把传输的数据一帧一帧的传给UE。这种技术是地点选择分集传输的一种特殊情况，仅适用于HS-DSCH信道。对于上行控制信道，则是给每个蜂窝分配一个临时ID,UE周期地把主蜂窝的ID通知给连接的蜂窝，那些没有UE选择的非主蜂窝则关闭它们的发射机。对于快速蜂窝选择，UE在每帧选择最佳的蜂窝，用最佳的蜂窝在HS-DSCH上接收数据。HS-DSCH数据只在这个蜂窝中传送。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Node B而不是RNC，同时也将TTI缩短到2ms。

　　5.多输入多输出的天线处理(MIMO)

MIMO技术在基带处理部分需要多信道选择(MCS)功能来定义天线传播模型，根据用户业务请求等级不同和信道质量情况配置不同的信道。如果Node B有M个发射天线，用户终端UE有N个接收天线，那么Node B与UE之间的下行发射通道有M×N个。发射机和接收机之间天线配置的不同组合，可以满足数据速率从低到高的变化