HSDPA的优势分析

HSDPA的优势分析

HSDPA的概念及由来

为了增强下行非实时分组业务的吞吐量，提高无线接入侧的频谱效力，以满足更高传输速率或流媒体类型业务的需求，2004年，3GPP组织在WCDMA的R5版本中提出了HSDPA(HighSpeedDownlinkPackageAccess，高速下行分组接入)技术，将HSDPA作为对R99(WCDMA最初的版本)无线接口的补充，与R99信道可以利用在相同的载波，通过无线承载系统为HSDPA增加专门的信道，并且通过改进无线调制方式和无线接入管理方法，在理论上将WCDMAR99规范支持的单载波2Mbit/s的下行信道吞吐量提升到了14.4Mbit/s。在未来WCDMA的R6版本的空中接口技术中，通过MIMO等新技术的引入，预计下行信道的吞吐量还将进一步的提升到30Mbit/s。

HSDPA的关键技术

根据WCDMAR5规范，HSDPA的关键技术主要包括：自适应调制和编码(AMC)、混合自动重传申请(HARQ)、快速包调度(FPS)等内容。

(1)自适应调制和编码技术(AMC)

自适应调制和编码(AMC)技术的原理是根据信道情况的变化而改变调制、码率的模式。当使用AMC技术的系统里，处于有益位置的用户，如接近基站的用户可以使用高阶调制和高码率(如16QAM、较大的数据块尺寸)，这样可以充分利用基站下行发射动态范围不足的特点;而处于不利位置的用户，例如阔别基站的用户其调制阶数和码率则要小一些(例如QPSK、较小的数据块尺寸)。AMC技术主要可以提高处于有益位置用户的速率，从而提高小区的平均吞吐量。另外，通过改变调制方式而不是通过传输功率的改变来减少干扰的变化，即HSDPA相干的HSPDSCH信道取消了快速功率控制。缩短的子帧长度(2ms)可以有效的提高AMC的调制速率，从而能够适应于无线信道的快速变化。

　　(2)混合自动重传申请(HARQ)技术

HARQ是一种链路自适应技术，ARQ即自动要求重发，HARQ是将前向纠错编码(FEC)和自动重传要求(ARQ)相结合的技术。前向纠错编码(FEC)提高了传输的可靠性，但当信道情况较好时，由于过量纠错比特，反而下降了吞吐量。ARQ在误码率不是很高的情况下可以得到理想的吞吐量，但会引入时延，斟酌将FEC和ARQ相结合就构成了混合ARQ。在发送的每一个数据包中含有纠错和检错的校验比特。如果接收包中的出错比特数目在纠错能力以内，则毛病被自行纠正，当过失已超越FEC的纠错能力时，则让发端重发。

HARQ基本分为3类，I、II、III型HARQ，目前Rel99版本支持I型，即软件层面上的HARQ，在RLC进行传输控制，重传不合并。由于其反馈速度比较慢，效力不高，影响总流量和QoS，所以在HSDPA中需要使用硬件层面上的HARQ，即II、III型。II、III型都将处理ARQ技术的优先权放到了物理层，它们之间的区分在于Incrementalredundancy方式的不同。Incrementalredundancy代替了简单的重传数据包。当第一次尝试译码失败时，要求发射机附加冗余信息后再传输，没有传输包被抛弃，译码器合并所有数据包在较低码率上译码。重传包和原始传输包其实不完全相同，重传包携带部份附加冗余信息以纠错，这些冗余信息和先前接收的数据包合并可得到更强的FEC码。