寬帶無線技術(shù)HSDPA

寬帶無線通信技術(shù)

BroadbandWirelessCommunicationTechnology李卓明HarbinInstituteofTechnologySchoolofElectronicandInformationEngineeringCommunicationResearchCenterzhuoming@2024/4/29CommunicationResearchCenter1第5章HSPA技術(shù)5.1HSPA概述5.2高速下行鏈路分組接入（HSDPA）5.3高速上行鏈路分組接入（HSUPA）5.4HSPA的演進（HSPA+）2024/4/29CommunicationResearchCenter2Chapter5HSPA技術(shù)5.1HSPA概述2024/4/29CommunicationResearchCenter35.1HSPA概述WCDMA如何應(yīng)對流量的飆漲？HSPA（HSDPA、HSUPA）Web1.0時代，網(wǎng)絡(luò)上體現(xiàn)的特點就是下行數(shù)據(jù)流量激增，而上行流量的增長曲線要平滑得多。移動網(wǎng)絡(luò)下行流量的飛速增長催生了HSDPA（Highspeeddownlinkpacketaccess，高速下行鏈路分組接入）。Web2.0時代，出現(xiàn)了了上行流量的爆炸性增長。隨著Twitter和微博的興起，在移動網(wǎng)上這種趨勢也越發(fā)明顯，HSUPA

（Highspeeduplinkpacketaccess，高速上行鏈路分組接入）也開始換發(fā)強大的生命力。無線寬帶再提速–HSPA+2024/4/29CommunicationResearchCenter4Web1.0是撥號上網(wǎng)，50K平均帶寬，Web2.0是1M平均寬帶，那Web3.0就該是10M帶寬，全視頻的網(wǎng)絡(luò)，這才感覺像Web3.0?！暴ぉeedHastingsWeb1.0：群雄并起、逐鹿網(wǎng)絡(luò)用戶通過瀏覽器獲取信息，巨大的點擊流量，向綜合門戶合流（個人網(wǎng)站、大英百科全書在線、發(fā)布、目錄）Web2.0：英雄集結(jié)、信息聚合用戶既是網(wǎng)站內(nèi)容的瀏覽者，也是網(wǎng)站內(nèi)容的制造者（博客、wiki百科、參與、標簽、社群、開放平臺）Web3.0：開放智能、無處不網(wǎng)定義爭論，將互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫，人工智能進化（無處不聯(lián)網(wǎng)、開放技術(shù)、開放身份）2024/4/29CommunicationResearchCenter5WCDMA/HSPA用戶的增長情況在緩慢的起步階段后，從2006年開始，增長速度加快，到2009年底，用戶總數(shù)達到4.5億。2024/4/29CommunicationResearchCenter6HSDPA（R5）為無線網(wǎng)絡(luò)帶來的變化HSDPA在3GPPR5中引入，由于分組調(diào)度和重傳從RNC挪到基站里，使得網(wǎng)路結(jié)構(gòu)更為扁平，峰值速率從最初0.384Mbit/s增加到1.8~3.6Mbit/s，直到目前的7.2~14.4Mbit/s，頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)效率都得到大幅提升，而且等待時間從200ms降低到100ms以下。HSUPA在3GPPR6版本中引入。2024/4/29CommunicationResearchCenter7HSPA數(shù)據(jù)用量的增長情況HSPA全球部署情況2010年5月，全球共有341個HSPA網(wǎng)絡(luò)在143個國家運行，380個單位承諾推出HSPA服務(wù)（中國聯(lián)通運營著最大的HSPA網(wǎng)絡(luò)，2009年首次建網(wǎng)就有接近15萬個基站，2010年全球HSPA基站總數(shù)超過100萬個）。WCDMA網(wǎng)絡(luò)在亞洲和歐洲起步于2100MHz頻段，在美國則是1900MHz頻段。這樣的高頻段使得小區(qū)尺寸較小，這就制約了覆蓋范圍。因此WCDMA/HSPA網(wǎng)絡(luò)最近在850MHz和900MHz這種低頻段的部署日漸增加。2024/4/29CommunicationResearchCenter8WCDMA/HSPA衍生頻段典型的HSPA終端支持2~3個衍生頻段，兩個在高端（2100MHz和1900MHz），一個在低端（900MHz或850MHz）。一些高端終端甚至支持5個頻段。HSPA的演進3GPP在Release5和6版本中對移動寬帶接入定義了基準眼球，而在R7、8和9版本中HSPA的演進內(nèi)容進一步提升了HSPA的能力，并且于2010年在R10版本中持續(xù)有所發(fā)展。3G網(wǎng)絡(luò)的能力從R99到R9已經(jīng)有了極大地改進。簡單的原因就是天線方面已經(jīng)從WCDMA的電路續(xù)接工作方式完全改變?yōu)镠SPA的全分組。2024/4/29CommunicationResearchCenter9HSPA極限峰值速率的演進路線圖HSPA未來展望HSPA的威力在于能夠以一種有效的方式使用一個網(wǎng)絡(luò)支持所有的應(yīng)用，從簡單的CS域話音業(yè)務(wù)，到高速寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以及智能終端的永遠在線應(yīng)用。3GPP的一些工作內(nèi)容在HSPA和LTE之間是相通的，諸如針孔小區(qū)等。某些LTE-A方面的內(nèi)容也在考慮加入HSPA的技術(shù)規(guī)范。從長遠角度看，數(shù)據(jù)速率和容量的演進需要用到LTE技術(shù)。HSPA可以平滑地演進到LTE，并且這樣兩個無線網(wǎng)絡(luò)可以長期共存。2024/4/29CommunicationResearchCenter10幾種廣域無線技術(shù)預(yù)期的用戶增長Chapter5HSPA技術(shù)5.2高速下行鏈路分組接入（HSDPA）2024/4/29CommunicationResearchCenter115.2高速下行鏈路分組接入（HSDPA）5.2.1R99版本W(wǎng)CDMA下行鏈路分組數(shù)據(jù)的能力5.2.2HSDPA概念5.2.3HSDPA對無線接入網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的影響5.2.4HSDPA物理層結(jié)構(gòu)5.2.5HSDPA移動性5.2.6HSDPA性能5.2.7Release6版本的演進2024/4/29CommunicationResearchCenter12HSDPA是WCDMA規(guī)范R5版本中包含的關(guān)鍵性的新特征。通過使用NodeB（收發(fā)信基站BTS）控制的快速物理層（L1）重傳傳輸合并技術(shù)以及快速鏈路自適應(yīng)技術(shù)，HSDPA的概念在設(shè)計時是要提高下行鏈路分組數(shù)據(jù)的吞吐量。HSDPA的關(guān)鍵技術(shù)：

自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC，AdaptiveModulationandCoding）

混合自動重傳請求（HARQ，HybridAutomaticRepeatRequest）

快速小區(qū)切換（FCS，F(xiàn)astCellSelection）

分組調(diào)度算法（PS，PacketScheduling）2024/4/29CommunicationResearchCenter135.2.1R99版本W(wǎng)CDMA下行鏈路分組數(shù)據(jù)的能力R99/R4版本的WCDMA規(guī)范中，有三種不同信道用于傳送下行鏈路分組數(shù)據(jù)：專用信道（DCH）；下行鏈路共享信道（DSCH）；前向接入信道（FACH）。DCH基本上可以用于承載任何類型的業(yè)務(wù)，它在下行鏈路中有固定的SF。因此，它根據(jù)接續(xù)的峰值速率來預(yù)留碼樹資源。DSCH是動態(tài)變化的（與DCH或FACH相反），這個SF以10ms逐幀的方式在相關(guān)聯(lián)的DCH上由傳輸格式組合指示（TFCI）信令來通知（R5以后刪除）。S-CCPCH承載的FACH也可以用于下行鏈路分組數(shù)據(jù)的傳輸，但是不能同時承載語音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。2024/4/29CommunicationResearchCenter145.2.2HSDPA概念HSDPA技術(shù)的核心概念是通過使用從GSM/EDGE標準時就已知的方法來提高分組數(shù)據(jù)的吞吐量，這些方法包括鏈路自適應(yīng)和物理層快速重傳合并技術(shù)。采用HSDPA方式承載用戶數(shù)據(jù)的傳輸信道稱為高速下行鏈路共享信道（HS-DSCH）。2024/4/29CommunicationResearchCenter152024/4/29CommunicationResearchCenter16NodeB根據(jù)功率控制、ACK/NACK比率以及HSDPA特定的用戶反饋等相關(guān)信息來估計每個激活用戶的信道質(zhì)量，并根據(jù)當前采用的調(diào)度算法和用戶優(yōu)先級算法，快節(jié)奏地進行調(diào)度和鏈路自適應(yīng)。使用HSDPA，WCDMA的兩個最基本特征，即可變SF和快速功率控制就不起作用了，取而代之的是自適應(yīng)編碼、廣泛使用的多碼工作方式以及頻譜有效的快速重傳策略。HSDPA的一般工作原理以及相關(guān)信道5.2.3對無線接入網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的影響R99版本所有傳輸信道終止于RNC。因此，分組數(shù)據(jù)的重傳進程是在服務(wù)RNC中進行，SRNC（ServingRadioNetworkController）還處理特定用戶到核心網(wǎng)的接續(xù)。隨著HD-DSCH的出現(xiàn)，NodeB中還新增了HSDPA媒體接入控制（MAC）層提供的功能。這樣，NodeB可以直接控制重傳，在分組數(shù)據(jù)需要重傳時可以加快重傳速度，縮短所需的延遲。2024/4/29CommunicationResearchCenter17HSDPA的協(xié)議結(jié)構(gòu)圖中包括HS-DSCH不同的協(xié)議層。RNC仍然保留RLC的功能，比如重傳功能的管理。NodeB新增的MAC層功能（MAC-hs）的關(guān)鍵內(nèi)容不僅有有限級處理，而且包括ARQ功能和調(diào)度機制。任何情況下的加密工作均由RLC層負責，以確保每次重傳采用一致的加密掩碼，使物理層能夠?qū)⒅貍鹘Y(jié)果進行合并。2024/4/29CommunicationResearchCenter185.2.4HSDPA物理層結(jié)構(gòu)HSDPA工作方式類似于DCH加DSCH的混合使用，它承載業(yè)務(wù)時有更為嚴格的時延限制。HSDPA物理層技術(shù)規(guī)范引入了三種新的信道：高速下行鏈路共享信道（HS-DSCH）：在下行方向承載用戶數(shù)據(jù)，采用16QAM時，其峰值數(shù)據(jù)速率可以達到10Mbit/s。高速共享控制信道（HS-SCCH）：承載必需的物理層控制信息，以確保能夠?qū)S-DSCH上的數(shù)據(jù)進行解碼。上行鏈路高速專用物理控制信道（HS-DPCCH）：承載上行鏈路中必要的控制信令，即ARQ確認（肯定/否定）和下行鏈路質(zhì)量反饋信息。2024/4/29CommunicationResearchCenter19

高速下行鏈路共享信道與Release99版本中已有的信道相比，高速下行鏈路共享信道（HS?DSCH）在許多方面有其特有的特征：傳輸時間間隔（TTI）或交織周期已經(jīng)規(guī)定為2ms（3個時隙），這使得在重傳過程中終端和NodeB之間可以有較短的往返時延。與Release99版本支持的10ms、20ms、40ms和80ms長的TTI相比，HS?DSCH2ms長的TTI顯然要短。引入如16QAM這樣的高階調(diào)制方案以及降低編碼冗余是為了增加瞬時的峰值數(shù)據(jù)速率。從碼域來看，SF固定為16，而且多碼傳輸和不同用戶間的碼復(fù)用都是可能出現(xiàn)的。可以分配的最大碼字數(shù)目取決于終端的能力，最大值為15。終端可以接收的最大碼字數(shù)為5、10和15。擴頻因子SF為16時信道化碼的總數(shù)為16（在同一加擾碼字下），但是由于需要給公共信道、HS?SCCH以及相關(guān)聯(lián)的DCH預(yù)留可用的信道碼，最大可用信道碼數(shù)就設(shè)置為15。2024/4/29CommunicationResearchCenter20兩個用戶同時使用一個HS?DSCH的情況：兩個用戶都要監(jiān)聽HS?SCCH信息，以決定采用哪些HS?DSCH碼字來解擴，并且還要接收其他正確檢測所必要的參數(shù)。2024/4/29CommunicationResearchCenter21兩個激活用戶的碼復(fù)用示例A.HS-DSCH的調(diào)制除R99版本中的QPSK調(diào)制，HSDPA還引入了16QAM調(diào)制。與QPSK相比，16QAM的峰值速率是其兩倍，而且當采用SF為16的15個碼字時，峰值速率可以達到10Mbit/s。高階調(diào)制在移動環(huán)境下的使用代價：使用16QAM時，還需要用幅度估計來區(qū)分坐標點，而且需要更加準確的相位信息（QPSK只需要相位估計值）。2024/4/29CommunicationResearchCenter22QPSK和16QAM的坐標圖B.HS-DSCH信道編碼與R99版本相比，HS-DSCH的信道編碼進行了簡化。因為激活的HS-DSCH傳輸信道固定數(shù)目為1，因此同一用戶不再需要傳輸信道復(fù)用碼塊。交織深度為一個2ms的周期，而且沒有單獨的幀內(nèi)交織或幀間交織。信道編碼類型固定為Turbo編碼。2024/4/29CommunicationResearchCenter23HS-DSCH信道編碼鏈C.HS-DSCH與其他下行信道比較除了DCH，分組數(shù)據(jù)本身都不能在軟切換狀態(tài)下傳送。如果物理層的定時器超時或者重傳次數(shù)超過最大值，HS-DSCH的HARQ處理也在RLC層進行。2024/4/29CommunicationResearchCenter24信道類型HS-DSCH下行鏈路DCHFACH擴頻因子固定為164~512內(nèi)固定值4~256內(nèi)固定值調(diào)制方法QPSK/16QAMQPSKQPSK功率控制固定/慢功率設(shè)置1500kHz功率控制固定或慢功率設(shè)置HARQL1完成分組合并RLC層RLC層交織長度2ms10~80ms10~80ms信道編碼Turbo編碼Turbo和卷積編碼Turbo和卷積編碼傳輸信道復(fù)接否是是軟切換關(guān)聯(lián)的DCH是是規(guī)范版本Release5Release99Release99不同信道類型的比較

高速共享控制信道高速共享控制信道（HS?SCCH）承載HS?DSCH解調(diào)所需的關(guān)鍵信息。根據(jù)碼復(fù)用所支持的最大用戶數(shù)，UMTS的地面無線接入網(wǎng)（UTRAN）需要分配相應(yīng)數(shù)目的多個HS?SCCH。如果HS?DSCH沒有承載數(shù)據(jù)，那么也就不需要發(fā)送HS?SCCH。從網(wǎng)絡(luò)的觀點看，在某一個給定時刻，需要分配大量的HS?SCCH，但每個終端在既定的時間僅需考慮最多4個HS?SCCH。網(wǎng)絡(luò)會發(fā)送信令告知終端所需接收的HS?SCCH。實際上，不太可能需要多于4個HS?SCCH。但是，對于HSDPA能力有限的終端，最好需要不止一個HS?SCCH來更好地匹配可用的碼資源。2024/4/29CommunicationResearchCenter252024/4/29CommunicationResearchCenter26每個HS-SCCH消息塊持續(xù)的時間為3個時隙，分為兩部分功能：第一部分承載對時間敏感的信息（解擴碼字、調(diào)制方式、冗余方式、ARQ處理序號和首次傳輸指示或重傳指示），用于按時啟動解調(diào)過程以避免碼片級數(shù)據(jù)的緩沖動作；第二部分承載對時間不蜜柑的參數(shù)，包括驗證HS-SCCH信息有效性和HARQ過程信息有效性的循環(huán)冗余校驗（CRC）。HS-SCCH和HS-DSCH的定時關(guān)系

上行鏈路高速專用物理控制信道上行鏈路方向必須承載物理層重傳所需的ACK/NACK信息及質(zhì)量反饋信息，而質(zhì)量反饋信息在NodeB調(diào)度器中用來決定向哪個終端以何種數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)。由于一度不是所有的NodeB都已經(jīng)升級支持HSDPA，因此要求必須保證工作交接要像軟切換一樣。這樣，當時就決定維持已有的上行鏈路結(jié)構(gòu)不變，在一個并行的碼信道上增加一些必要的新的信息元，這個碼信道稱為上行鏈路高速專用物理控制信道（HS?DPCCH）。2024/4/29CommunicationResearchCenter27HS-DPCCH分為兩部分承載如下信息：ACK/NACK，反映分組包解碼和合并后的CRC校驗結(jié)果；下行信道質(zhì)量指示符（CQI），用于指示估計采用何種傳輸塊長度、調(diào)制方式以及在下行鏈路方向上可以正確接收的并行碼道數(shù)目（有合理的BLER）。2024/4/29CommunicationResearchCenter28HS-DPCCH的結(jié)構(gòu)HSDPA物理層的工作過程HSDPA物理層工作需要經(jīng)過下面幾個步驟：對于不同用戶，NodeB內(nèi)的調(diào)度器要評估的內(nèi)容有：信道條件如何、滯留在每個用戶緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)有多少、一個特定用戶上次接受服務(wù)后經(jīng)過的時間、哪些用戶的重傳還沒有執(zhí)行等。一旦決定在給定TTI內(nèi)需要為某終端提供服務(wù)，NodeB需要辨識必要的HS-DSCH參數(shù)，比如，可供使用或可以填充的碼字數(shù)目、可否使用16QAM、終端能力上都有哪些限制。NodeB開始傳送HS-SCCH兩個時隙，然后傳送相應(yīng)的HS-DSCHTTI，將必要的參數(shù)通知終端。2024/4/29CommunicationResearchCenter29HSDPA物理層的工作過程終端監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的HS-SCCH，一旦終端從HS-SCCH的第一部分檢測到當前信息是發(fā)給自己的，它將立即開始解碼HS-SCCH的剩余內(nèi)容，并且開始緩存來自HS-DSCH的必要信息。一旦從第二部分解碼得到HS-SCCH參數(shù)后，終端就可以知道數(shù)據(jù)所屬的ARQ序號并且獲悉是否需要將其與軟緩存內(nèi)的已有數(shù)據(jù)合并。一旦對可能要合并的數(shù)據(jù)進行解碼后，終端根據(jù)對HS-DSCH數(shù)據(jù)進行CRC校驗的結(jié)果，在上行鏈路方向發(fā)送ACK/NACK指示。如果網(wǎng)絡(luò)在相繼的TTI內(nèi)向同一終端連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，終端將停留在前一次TTI期間所使用的HS-SCCH上。2024/4/29CommunicationResearchCenter30HSDPA工作過程對終端的工作規(guī)定了嚴格的定時值，從HS-SCCH的接收，經(jīng)HS-DSCH的解碼，直至上行鏈路ACK/NACK指示這段間隔，關(guān)鍵的定時值為7.5個時隙。從網(wǎng)絡(luò)側(cè)看，下行鏈路何時進行重傳是異步控制的。因此，由于實現(xiàn)方法的不同，網(wǎng)絡(luò)側(cè)調(diào)度過程所耗費的時間可能不同。2024/4/29CommunicationResearchCenter31一次HARQ過程的終端定時因為下行鏈路DCH以及隨后上行鏈路的DCH不是和HSDPA傳輸信道按時隙對齊的，因此上行鏈路HS-DPCCH也可能從上行鏈路時隙的中間開始，這需要在上行鏈路的功率設(shè)置時加以考慮。這樣，上行鏈路的定時就量化為256碼片（符號對齊），最小值在7.5個時隙-128碼片和7.5個時隙+128碼片之間。2024/4/29CommunicationResearchCenter32上行鏈路DPCH和HS-SCCH定時關(guān)系5.2.5HSDPA移動性影響HSDPA用戶移動性管理進程的因素是，同一個用戶的HS-DSCH和HS-SCCH的傳輸僅由分配給用戶終端的無線鏈路（即HS-DSCH服務(wù)小區(qū)）中的一條承載。UTRAN確定一個HS-DSCH服務(wù)小區(qū)為具有HSPA功能的UE服務(wù)，只有兩者同步變更HS-DSCH服務(wù)小區(qū)，才能保證用戶從一個小區(qū)移動到另一小區(qū)時的HSDPA的連續(xù)性。R5版本中包含了一種新的用戶發(fā)起的測量事件，它告知UTRAN最佳的HS-DSCH服務(wù)小區(qū)，而不用更新R99版本專用信道的用戶激活集，也不用考慮專用信道的建立、釋放和重新配置。2024/4/29CommunicationResearchCenter33

確定最佳HS-DSCH服務(wù)小區(qū)E是Energy，c是Chip，Ec是指一個chip的平均能量;I是Interfere，o是OtherCell，Io是來自于其他小區(qū)的干擾的意思，為了相除它也是指能量；Ec/Io體現(xiàn)了所接收信號的強度和鄰小區(qū)干擾水平的比值。HSDPA定義了一種測量事件1d，稱為最佳HS-DSCH服務(wù)小區(qū)測量事件，把最佳的報告給SRNC?？梢詰?yīng)用滯后余量來擴展HSDPA的覆蓋范圍。2024/4/29CommunicationResearchCenter34最佳HS-DSCH服務(wù)小區(qū)的測量NodeB內(nèi)HS-DSCH到HS-DSCH的切換SRNC給NodeB發(fā)送同步的無線鏈路重配置準備信息，并給終端發(fā)送無線資源控制RRC物理信道重配置信息。在特定的時間點，從源小區(qū)到新目標小區(qū)進行切換時，源小區(qū)停止對用戶的信號傳輸，目標小區(qū)的MAC-hs分組調(diào)度器開始接手控制向該用戶的傳輸。2024/4/29CommunicationResearchCenter35NodeB內(nèi)HS-DSCH到HS-DSCH切換示例1：RNC收到來自UE的測量報告，參考其他因素，決定是否啟動HS-DSCH小區(qū)的改變；2：RNC向NodeB發(fā)送消息（需要切換的源HS-DSCH和目標）；3：Node

B響應(yīng)RNC；4：RNC向Node

B發(fā)送信息（激活時間）；5：在給定激活時間內(nèi)，Node

B停止在源HS-PDSCH小區(qū)向UE發(fā)射HS-DSCH；而在目標小區(qū)進行；6：RNC向UE發(fā)送消息（激活時間、下行鏈路信息等）；7：指定激活時間內(nèi)，UE在源HS-DSCH小區(qū)停止接收HS-DSCH，在目標小區(qū)開始接收，然后UE向RNC發(fā)送配置完成信息。2024/4/29CommunicationResearchCenter36NodeB間HS-DSCH到HS-DSCH的切換3GPP技術(shù)規(guī)范還支持NodeB間HS-DSCH到HS-DSCH的切換，即新的目標小區(qū)處在另一個NodeB，也可能在另一個RNC。SRNC給控制目標小區(qū)的浮動RNC和NodeB發(fā)送一條同步無線鏈路重配置準備信息，并給用戶發(fā)送RRC物理信道重配置信息。小區(qū)替換過程中，源小區(qū)用戶的MAC-hs復(fù)位（刪除緩存和待傳的PDU），目標小區(qū)的MAC-hs的流量控制單元開始請求來自SRNC中MAC-d的PDU，以便通過HS-DSCH發(fā)送數(shù)據(jù)。2024/4/29CommunicationResearchCenter37NodeB間HS-DSCH到

HS-DSCH的切換示例SRNC？HS-DSCH到DCH切換HSDPA用戶移動到?jīng)]有HSDPA功能的小區(qū)（僅支持R99版本的小區(qū)），需要HS-DSCH到DCH的切換。SRNC給有關(guān)的NodeB發(fā)送同步無線鏈路重配置準備信息，給用戶發(fā)送RRC物理信道重配置信息。過程與NodeB間HS-DSCH到HS-DSCH的切換類似。2024/4/29CommunicationResearchCenter38HS-DSCH到DCH的切換DRNC：DriftRadioNetworkController，漂移無線網(wǎng)絡(luò)控制器（或候選無線網(wǎng)絡(luò)控制器）HSDPA切換類型和特征總結(jié)2024/4/29CommunicationResearchCenter39NodeB內(nèi)HS-DSCH到HS-DSCH切換NodeB間HS-DSCH到HS-DSCH切換HS-DSCH到DCH切換切換測量由UE測量切換判決由SRNC決定分組包的重傳將分組包從源MAC-hs前轉(zhuǎn)到目標MAC-hs不前轉(zhuǎn)分組包，利用SRNC來進行RLC重傳利用SRNC進行RLC重傳分組包的舍棄無采用RLC確認模式時無采用RLC確認模式時無時延/ms300~500300~500300~500上行鏈路HS-DPCCHHS-DPCCH可以采用軟切換由一個小區(qū)接收HS-DPPCH5.2.6HSDPA性能由于WCDMA的兩大基本特征，即快速功率控制和可變SF，在HSDPA中均未采用，因此評估HSDPA的性能就與一般的WCDMA有所不同。對于分組業(yè)務(wù)，HSDPA較R99版本的DCH和DSCH承載能力有明顯的增益；HSDPA便于用戶間2ms的快速轉(zhuǎn)換，由此給突發(fā)的分組業(yè)務(wù)帶來較高的集群效率和碼利用率，而且高階調(diào)制和低碼率信道編碼技術(shù)，提高了用戶吞吐量和小區(qū)容量；先進的分組調(diào)度兼顧了瞬時無線信道條件，因而可以維持嚴格的端到端QoS控制同時，帶來非常高的小區(qū)容量。2024/4/29CommunicationResearchCenter40性能調(diào)控因素HSDPA的工作模式可以根據(jù)實際環(huán)境和信道特性的不同，通過自適應(yīng)調(diào)制、編碼和碼資源配置來改變。HSDPA的性能取決于諸多因素，下面就是其中的一些：信道條件；終端性能；無線資源管理（RRM）的本質(zhì)和準確性。2024/4/29CommunicationResearchCenter41譜效率、碼效率和動態(tài)范圍WCDMA是碼受限和功率受限的系統(tǒng)，因此，譜效率和碼效率都是系統(tǒng)優(yōu)化的重要標準。在這些方面，HSDPA相對于Release99版本的DCH和DSCH有重大的改進：2024/4/29CommunicationResearchCenter42單HS-PDSCH的SINR到吞吐量映射表總的鏈路自適應(yīng)動態(tài)變化范圍在30~35dB的量級之間；當使用一個HS-PDSCH碼時沒轉(zhuǎn)移曲線會在900kbit/s的最大峰值速率左右較早地趨于飽和；與5MHz帶寬時理論上的香濃極限大約有1~2dB的差別。2024/4/29CommunicationResearchCenter43鏈路自適應(yīng)性能與G因子的關(guān)系G因子：接收的本小區(qū)寬帶信號功率與其他小區(qū)干擾加噪聲功率之比。鏈路自適應(yīng)條件：僅1個用戶按某個平均G因子進行調(diào)度，SF=15。假設(shè)使用不一樣的重傳方式，且75%功率分配給HSDPA使用。典型宏小區(qū)，邊緣用戶G接近-3dB，平均~2dB，好用戶12~15dB。步行B和車行A的信道環(huán)境下，由于缺乏正交性，這類接收機只限工作在低干擾電平條件下。用戶調(diào)度、小區(qū)吞吐量和覆蓋2024/4/29CommunicationResearchCenter44HSDPA的小區(qū)吞吐量主要取決于小區(qū)內(nèi)的干擾分布、時間色散以及分配給HSDPA的多碼資源和功率資源。如圖所示為考慮室外宏蜂窩和室外－室內(nèi)微蜂窩場合下用戶瞬時吞吐量的累計分布函數(shù)（CDF）。圖中顯示的CDF曲線對應(yīng)于采用公平時間調(diào)度算法的情況。公平時間調(diào)度指的是給所有的用戶分配相同的功率，使得信道條件較好的用戶有較大的吞吐量。圖中假設(shè)小區(qū)的可用容量都分配給當前考慮的這個用戶，并且其他小區(qū)都是滿負荷的。宏蜂窩和微蜂窩場合下用戶瞬時吞吐量的累計概率函數(shù)在微蜂窩情況下，由于時間色散有限而且小區(qū)間隔離良好，因此30%的用戶有足夠好的信道質(zhì)量來支持超過10Mbit/s的峰值數(shù)據(jù)速率。可以達到的平均比特速率超過5Mbit/s。對于宏蜂窩情況，因為有時間色散和其他小區(qū)的強干擾，因而大大地限制了可用峰值速率。盡管如此，70%的時間里還是可以達到512kbit/s以上的峰值速率和1Mbit/s以上的平均速率。對于那些位于NodeB附近的用戶，時間色散把峰值數(shù)據(jù)速率限制在大約6～7Mbit/s附近。2024/4/29CommunicationResearchCenter45分組調(diào)度選用什么樣地分組調(diào)度算法對整個小區(qū)吞吐量和終端用戶的QoS都會有顯著影響，這方面與多用戶分集增益有關(guān)。當有快速調(diào)度并且小區(qū)內(nèi)有多個用戶時，就有可能在任意時間挑出小區(qū)中“最好的”用戶，比如最有可能采用的就是一種選擇性分集機制。圖a的調(diào)度方法稱為高級或者機遇性分組調(diào)度；圖b所示為最大吞吐量或者最大C/I分組調(diào)度，總是調(diào)度信道質(zhì)量最好的用戶。2024/4/29CommunicationResearchCenter46a)多用戶分集原理示意圖b)調(diào)度瞬時信道質(zhì)量最好的用戶示意圖正比公平調(diào)度算法在用戶公平性和小區(qū)容量間提供折中。在用戶經(jīng)歷較好的瞬時信道條件時進行調(diào)度，比如經(jīng)歷增強性衰落的用戶，與此同時改善用戶吞吐量和分時信道的小區(qū)容量。通過對每個用戶計算相對CQI（信道質(zhì)量指示）確定可以調(diào)度的最佳用戶。正比公平調(diào)度方法使得所有用戶都有近似均等的激活概率。CQI：

調(diào)度度量值=用戶瞬時支持的數(shù)據(jù)速率/用戶平均吞吐量2024/4/29CommunicationResearchCenter47HSDPA與R99的性能比較2024/4/29CommunicationResearchCenter48HSDPA與Release99版本的性能比較宏蜂窩（Marcocell）：在蜂窩式移動電話的建網(wǎng)初期，蜂窩小區(qū)的覆蓋半徑較大，一般在1~2.5千米左右，有的甚至達到20千米以上，因此被稱作“宏蜂窩”小區(qū)。宏蜂窩小區(qū)的基站的天線盡可能做得很高，基站之間的間距也很大。微蜂窩（Microcell）：是在宏蜂窩的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門技術(shù)。與宏蜂窩相比，它的發(fā)射功率較小，一般在2W左右；覆蓋半徑大約為100m～1km。微微小區(qū)（Picocell）：半徑非常小，主要用于室內(nèi)環(huán)境，可提供非常高的業(yè)務(wù)容量的小區(qū)。典型的小區(qū)半徑小于50m。2024/4/29CommunicationResearchCenter49上行鏈路數(shù)據(jù)覆蓋不直接受HSDPA工作的影響，但是上行鏈路方向仍然需要足夠的功率余量才能在HS-DPCCH以及相關(guān)聯(lián)的DCH上傳輸信號。在業(yè)務(wù)量基于TCP/IP的情況下，比如網(wǎng)頁瀏覽等，上行業(yè)務(wù)量不僅包括應(yīng)用數(shù)據(jù)，還要包括TCP/IP確認。2024/4/29CommunicationResearchCenter50UE和NodeB間不同的數(shù)據(jù)流

非HSDPA終端和HSDPA終端混用通常，當網(wǎng)絡(luò)中有大量用戶基礎(chǔ)的情況下，WCDMA系統(tǒng)就啟用HSDPA。這樣一來，了解非HSDPA用戶和HSDPA用戶都存在時的HSDP