技術(shù)針對用戶高速下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求，基于鏈路自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)和混合ARQ技術(shù)來獲得更高的流量和高峰值速率、減少傳輸?shù)却龝r間。

由于采用新的技術(shù)，使得HSDPA在流量和覆蓋上與基于R99協(xié)議的PS業(yè)務(wù)存在著一定的差別。HSDPA（High Speed Downlink Packet Access）高速下行分組接入，是一種移動通信協(xié)議，亦稱為3.5G（3?G）。該協(xié)議在WCDMA下行鏈路中提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在一個5MHz載波上的傳輸速率可達8-10 Mbit/s（如采用MIMO技術(shù)，則可達20 Mbit/s）。在具體實現(xiàn)中，采用了自適應(yīng)調(diào)制和編碼（AMC）、多輸入多輸出（MIMO）、混合自動重傳請求（HARQ）、快速調(diào)度、快速小區(qū)選擇等技術(shù)。

二、 HSDPA關(guān)鍵技術(shù)描述

HSDPA（高速下行分組接入，High Speed Downlink Packages Access）技術(shù)是實現(xiàn)提高WCDMA網(wǎng)絡(luò)高速下行數(shù)據(jù)傳輸速率最為重要的技術(shù)，是3GPP在R5協(xié)議中為了滿足上下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不對稱的需求提出來的，它可以在不改變已經(jīng)建設(shè)的WCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，大大提高用戶下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率（理論最大值可達14.4Mbps），該技術(shù)是WCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中提高下行容量和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率的一種重要技術(shù)。在未來幾年內(nèi)，數(shù)據(jù)服務(wù)將會取得大幅度增長，并成為第三代（3G）移動通信的主要應(yīng)用和主要收入。目前日本和韓國的3G經(jīng)營商已經(jīng)在體驗3G服務(wù)中獲得了巨大的成功。日本DoCoMo公司于2001年推出的WCDMA-FOMA服務(wù)所創(chuàng)造的收入已經(jīng)占到其總收入的20%以上，截止到2004年5月已擁有400萬用戶。韓國電信公司（SKT）2003年第3季度，在部署了1xEV-DO網(wǎng)絡(luò)之后，該公司數(shù)據(jù)服務(wù)收入占據(jù)每用戶平均收入（ARPU）值的比例上升到了34%。

表 1 HSDPA與R99關(guān)鍵技術(shù)對比

HSDPA使用服務(wù)小區(qū)更新即硬切換。HS-PDSCH信道不支持軟切換，因此沒有切換增益。處于小區(qū)邊緣的HSDPA用戶可以使用硬切換或者使用CELL_DCH（HS-PDSCH）到CELL_DCH（DCH）狀態(tài)遷移的方式進行小區(qū)切換。

16QAM調(diào)制方式可以大大提高系統(tǒng)的頻譜效率。

AMC使得Node B能夠根據(jù)UE反饋的信道狀況及時地調(diào)整不同的調(diào)制方式（QPSK、16QAM）和編碼速率，從而使得數(shù)據(jù)傳輸能及時跟上信道的變化狀況，這是一種較好的鏈路自適應(yīng)技術(shù)。

HARQ（Hybrid Automatic Repeat Request ） 混合自動重傳請求。數(shù)據(jù)通信最初是在有線網(wǎng)上發(fā)展起來的，通常要求較大的帶寬和較高的傳輸質(zhì)量。對于有線連接，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃允峭ㄟ^重傳來實現(xiàn)的。當前一次嘗試傳輸失敗時，就要求重傳數(shù)據(jù)分組，這樣的傳輸機制就稱之為ARQ（自動請求重傳）。在無線傳輸環(huán)境下，信道噪聲和由于移動性帶來的衰落以及其他用戶帶來的干擾使得信道傳輸質(zhì)量很差，所以應(yīng)該對數(shù)據(jù)分組加以保護來抑制各種干擾。這種保護主要是采用前向糾錯編碼（FEC），在分組中傳輸額外的比特。然而，過多的前向糾錯編碼會使傳輸效率變低。因此，一種混合方案HARQ，即ARQ和FEC相結(jié)合的方案被提出了。

Bit Scrambling可以避免在傳輸中產(chǎn)生長“0”/“1”的情況，從而可以減少傳輸及接收錯誤，比特加擾不影響傳輸帶寬。

MAC-hs流控功能使得RNC發(fā)送到Node B的數(shù)據(jù)流量保持在一定的狀態(tài)，不會因為Node B的緩沖不夠而導致待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)丟失。每當RNC有數(shù)據(jù)需要發(fā)送到Node B時，RNC會先發(fā)送請求到Node B，只有Node B的緩沖池有一定空閑空間時才允許RNC發(fā)送數(shù)據(jù)。

三、 HSDPA鏈路預算分析

由此，我們可以對預算過程進行分析，得到不同速率情況下的覆蓋效果變化分析，如圖1所示。在進行預算過程仿真之后，我們可以考慮利用仿真平臺仿真得到較低速率HSDPA信道連續(xù)覆蓋的覆蓋距離，對HSDPA的城區(qū)覆蓋情況進行評估。

圖 1 小區(qū)平均最低的吞吐率和覆蓋比例的關(guān)系圖

在圖 1中，可以看出當HSDPA業(yè)務(wù)信道的速率降到250～300kbps左右時，可以覆蓋到密集城區(qū)的小區(qū)邊沿，就是說可以形成100%的連續(xù)覆蓋。根據(jù)實際可能的無線環(huán)境恰當設(shè)置正交因子，可以得到如圖1所示的典型的小區(qū)最低平均流量和覆蓋比例的關(guān)系變化圖。當HSDPA覆蓋率加大時，相當于UE會遠離基站，此時需要HSDPA對承載速率進行調(diào)整，通過降低速率以滿足UE對業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求，降低系統(tǒng)的流量。從圖 1可以看到，當UE處于基站近點的時候，小區(qū)的HSDPA的流量明顯上升，可以發(fā)揮出HSDPA的高速下載功能。

從圖 2可以看出，當用戶收到的外來干擾較小的時候，在保證一定的覆蓋率的情況下，HSDPA支持的極限流量就越大。所以為了保證HSDPA的資源充分利用，通過接納控制使得處于有利位置的UE獲得HSDPA資源，對于遠離基站、信道環(huán)境惡劣的UE，可以通過降低HSDPA的信息速率或者將信道切換到其他專用信道的PS業(yè)務(wù)承載來處理。

圖2不同外來干擾對HSDPA流量/覆蓋率的影響

四、 HSDPA系統(tǒng)仿真分析

由于HS-PDSCH使用SF=16的擴頻因子，其處理增益要小一些，因此其系統(tǒng)覆蓋半徑比CS12.2k話音（SF=128）要小，但比PS384k（SF=8）大。基本上可以認為HSDPA的系統(tǒng)覆蓋半徑與R99的低速PS業(yè)務(wù)一致。

通過系統(tǒng)仿真結(jié)果可以得到，HSDPA在低速業(yè)務(wù)時（例如250～300kbps），基本可以達到與12.2k語音業(yè)務(wù)的同心圓覆蓋，這是因為HSDPA可以為一個鏈接提供較大的信道功率。城區(qū)建站一般的小區(qū)半徑是700米左右，在這個范圍內(nèi)，可以認為HSDPA的低速業(yè)務(wù)是可以全網(wǎng)覆蓋的。

圖 3 HSDPA與R99 PS384k業(yè)務(wù)流量/覆蓋比較

圖3分析了R99（384k）和HSDPA在覆蓋與流量上的區(qū)別。圖中紅線代表R99的流量，由于碼資源受限，因此在UE靠近基站時，R99的流量達到上限（7×384k）后就不會再增加，如果不考慮碼資源受限，則R99的流量曲線見紅色虛線。

從圖 3可以看到，在近點，HSDPA的流量遠遠優(yōu)于R99。在45％半徑左右的位置，HSDPA性能下降到與R99相仿的水平，當?shù)?0％，進入R99的切換區(qū)，因此R99獲得切換增益，流量得到補償，因此維持在一個比較穩(wěn)定的水平。而HSDPA沒有切換，因此在遠端其流量將急劇下降。

五、 HSDPA組網(wǎng)

對于未來的WCDMA業(yè)務(wù)，需要網(wǎng)絡(luò)提供從低速率的語音，到高速率下載等多樣化的服務(wù)。從以上章節(jié)的分析得知，HSDPA的特點是在近點可以提供極大的系統(tǒng)流量，但是為了達到遠點的覆蓋，HSDPA的流量優(yōu)勢將不明顯。因此在做網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時候，詳盡分析業(yè)務(wù)需求，合理規(guī)劃HSDPA與傳統(tǒng)的DCH PS業(yè)務(wù)的覆蓋范圍，優(yōu)勢互補，這是使用HSDPA技術(shù)組網(wǎng)的關(guān)鍵。

圖 4 HSDPA頻率使用策略

中興通訊HSDPA主要支持雙載方式，部分支持單載方式。HSDPA單載方式是指HSDPA用戶和其他用戶使用同樣的載頻，若輔以高級無線資源管理算法，HSDPA用戶可以利用小區(qū)剩余資源。

在高速業(yè)務(wù)用戶集中并且頻率資源豐富的重點地區(qū)，可以使用雙載頻建網(wǎng)方式，即HSDPA單頻組網(wǎng)，所有的高速用戶在基站近點使用HSDPA能夠大大提升系統(tǒng)流量，并且因為使用不同的頻點，從而對同覆蓋的DCH PS業(yè)務(wù)影響不大。

在頻率資源緊張且HSDPA業(yè)務(wù)要求不是很高的環(huán)境中，可以考慮使用HSDPA與R99使用同頻組網(wǎng)，既可以解決對某些重要用戶對高速業(yè)務(wù)的需求，又可以節(jié)約寶貴的頻率資源。在近點處，用戶使用HSDPA提高用戶數(shù)據(jù)流量；當用戶移動到基站覆蓋的遠點處，HSDPA用戶轉(zhuǎn)換為DCH PS業(yè)務(wù)；當用戶移到另一個基站的HSDPA覆蓋區(qū)時，可以將DCH PS業(yè)務(wù)切換到HS-DSCH信道，重新轉(zhuǎn)化為HSDPA業(yè)務(wù)。

由于中興通訊的WCDMA系列化產(chǎn)品是基于先進的R4協(xié)議開發(fā)，與R99協(xié)議相比，可以非常方便地將系統(tǒng)升級到支持HSDPA。例如HSDPA的載頻控制、接納控制、功率控制、傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)，無需硬件改動，只要軟件升級就可以完成版本升級。

六、 結(jié)束語

HSDPA由于其技術(shù)特性，能夠在基站近點提供較大的流量，與R99相比有著明顯的優(yōu)勢。根據(jù)本文對HSDPA的流量與覆蓋的研究，可以得到HSDPA業(yè)務(wù)的使用策略和組網(wǎng)方案，通過完備的系統(tǒng)設(shè)備升級方案，發(fā)揮HSDPA業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)的DCH PS業(yè)務(wù)優(yōu)勢互補，量身打造不同實際環(huán)境下的WCDMA精品網(wǎng)絡(luò)。