TD-HSPA： 畅游移动新生活

前言

随着TD-SCDMA网络的部署以及TD-HSDPA技术的日趋成熟，各省市纷纷提出建设基于3G网络的照片、视频上传业务、数码相框、视频监控以及打造面向公安、公交、电力、消防等的各种行业应用的全方位"无线城市"等新的需求，这使用户对上行数据的传输能力提出了更高的要求。

为满足运营商及其终端客户的需要，大唐移动提出建立TDD的上行链路增强的研究项目。此项目对基站快速调度、自适应调制编码（AMC）、混合自动重传（HARQ)等进行了技术评估，在HSUPA方面做了很多研究和评估工作。在完成技术评估后，根据可行性分析的结论，制订了具体的协议标准，包括支持上行增强技术的信道结构定义、相关的信令及物理层处理过程等，并写入到3GPP R7中。

TD-HSUPA的关键技术

与TD-HSDPA相似，TD-HSUPA主要考虑如何将Node B快速调度、AMC、HARQ用于上行方向，以及如何使用户终端（UE）共享上行信道资源，并采用5ms静态TTI的短帧技术，提高数据传输速率，缩短传输时延，提高频谱利用率。TD-HSUPA技术的引入能有效解决当前TD-SCDMA网络中遇到的上行带宽瓶颈问题，提高了TD-SCDMA与其他3G系统的竞争力。

上行资源共享

在上行资源共享方面，TDD与FDD系统有所不同。在FDD系统中，HSUPA与HSDPA的不同之处在于：HSDPA中，HS-DSCH作为一个共享信道，为多用户共享；而HSUPA中，每个用户都有自己到Node B的数据链路。TDD系统则由于使用cell-specific扰码区分小区，因而上行码道受限，因此，增强技术考虑的出发点还是基于共享资源的考虑，采用共享机制可以缓解资源受限的问题。

Node B快速调度

Node B快速调度的主要好处在于减小传输时延和提高吞吐量，这是因为减少了Iub接口上的传输过程以及对重传、UE缓存测量的快速反馈。

除了在时延和吞吐量方面的好处，TD-HSUPA基站快速调度在资源分配和干扰控制两个方面也都带来了好处。由于TDD上行码道资源受限，对物理资源采用共享形式，并由基站进行快速调度，可以缓解码道资源受限以及快速适应无线环境变化。HSUPA Node B快速调度避免了过多的UE接入过高的速率，从而给系统带来干扰，即尽可能抑制上行干扰，服务小区对调度起主要作用。

AMC（自适应调制编码）

自适应调制编码（AMC）的原理是根据信道瞬间传播条件的变化而相应地改变调制和编码方式。目前采用两种调制方式。对于信道环境较好的用户，会分配较高的调制等级和较高的编码速率，而对于接近小区边缘、信道环境较差的用户，则会被分配较低的调制等级和编码速率。HSUPA通过高阶调制和更高效的编码技术，达到更高的上行速率。

HARQ（混合自动重传请求）

由于自动重传请求（ARQ）和前向纠错（FEC）是分别采用检错码和纠错码差错控制的技术。HARQ（Hybrid-ARQ）是综合ARQ和FEC技术相结合的数字传输方法。因此HARQ不仅能够检测出错误，还具有一定的纠错能力。即当接收端超出纠错能力的情况下，才通过反向信道反馈信息，使发送端重新发送接收错误的数据包。HARQ通过发送带有附加的冗余信息，改变编码速率来自适应信道条件，是一种基于链路层（MAC层）的隐含的链路自适应技术。

快速HARQ允许Node B对接收到的错误数据快速请求重传，HARQ功能在高速媒体接入控制（MAC-hs）层实现（该层终止于Node B）。这样，快速HARQ的重传时延远低于RLC（无线链路控制子层，位于RNC）的重传时延，大大降低了TCP/IP和时间敏感业务的时延抖动。在解码之前， Node B将之后重传的信息与原来传输信息合并，这就是通常所说的"软合并",可以增加容量和特定数据速率的覆盖率。

TD-HSUPA组网方案

为了满足用户对高速分组数据业务的需求，与HSDPA发展类似，可以根据业务发展需求，TD-HSUPA也可以采取由单载波向多载波过渡的发展路线。由于TD-HSPA的网络构架与TD-SCDMA R5版本的网络构架基本相同，因此，R5版本的网络可以平滑升级到R7。

TD-HSUPA单独组网

TD-HSUPA单独组网具有一定的实际意义，特别应用于需要进行远程视频监控的场所。在实际组网中常常使用多载波方式，每个载波上的E-PUCH物理信道资源由多个用户以时分或码分方式共享。每个用户可以获得一个或多个载波上的E-PUCH资源和相对应的E-AGCH和E-HICH，并位于同一载波上。为了方便UE在辅载波上发起随机接入过程，每一个E-PUCH都伴随一个位于同一载波的E-RUCCH。

TD-HSPA共同组网

由于TD-HSUPA的引入与TD-HSDPA业务量的发展有密切关系，其共同组网方式将会更好地解决TD-SCDMA中上下行的数据传输问题。由理论分析可知，HSDPA的上下行时隙为1：5时，在单载波情况下，下行峰值速率可达到2.8Mb/s