第6章hspa網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(已修改)
2024-11-02 13:10 本頁(yè)面
【正文】 第 6章 HSPA網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 概述 HSPA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 高速下行分組接入 HSPA技術(shù)演進(jìn)（ HSPA+） TDSCDMA系統(tǒng)中的 HSPA技術(shù) 高速上行分組接入 ? 為了在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上以最大的靈活性提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，移動(dòng)通信領(lǐng)域新技術(shù)層出不窮，本章主要介紹如下內(nèi)容： ? HSDPA/HSUPA網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及演進(jìn) ? HSDPA/HSUPA對(duì) R99/R4版本無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響 ? HSDPA的關(guān)鍵技術(shù)及空中接口的變化 ? HSUPA的關(guān)鍵技術(shù)及空中接口的變化 ? TDSCDMA系統(tǒng)中 HSPA技術(shù)的特點(diǎn) ? HSPA+的主要目標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和采用的主要技術(shù) 概述 ? 國(guó)際電信聯(lián)盟 1998年提出了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化要求，主要目標(biāo)就是希望第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)能同時(shí)提供電路交換業(yè)務(wù)和分組交換業(yè)務(wù)，最高傳輸速率為 2Mbit/s。 ? 隨著信息社會(huì)對(duì)無(wú)線(xiàn) Inter業(yè)務(wù)需求的日益增長(zhǎng)， 2Mbit/s的傳輸速率已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需求，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)正逐步采用各種速率增強(qiáng)型技術(shù)。 ? 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)傳輸解決方案具有非對(duì)稱(chēng)性、峰值速率高、激活時(shí)間短等特點(diǎn)，可以有效利用無(wú)線(xiàn)頻譜資源，增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。 ? cdma2020 lx系統(tǒng)增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率的下一個(gè)發(fā)展階段稱(chēng)為 cdma2020 lx EV，其中 EV是Evolution（演進(jìn)）的縮寫(xiě)，意指在cdma2020 lx基礎(chǔ)上的演進(jìn)系統(tǒng)。 ? cdma2020 lx EV不僅要和原有系統(tǒng)保持后向兼容，而且要能夠提供更大的容量，更佳的性能，滿(mǎn)足高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的需求。 ? cdma2020 lx EV又分為兩個(gè)階段：cdma2020 lxEVDO和 cdma2020 lxEVDV。相關(guān)內(nèi)容將在第 7章介紹。 ? WCDMA和 TDSCDMA系統(tǒng)增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率技術(shù)為 HSDPA/HSUPA，HSDPA/HSUPA統(tǒng)稱(chēng) HSPA。 ? 文中如不特別說(shuō)明， HSDPA/HSUPA均指 WCDMA系統(tǒng)采用的速率增強(qiáng)技術(shù)，下面依次介紹基于 WCDMA系統(tǒng)和 TDSCDMA技術(shù)的 HSPA技術(shù)。 1． HSPA的概念 ? （ 1） HSDPA ? 3GPP在 2020年 3月發(fā)布的 R5版本中引入了高速下行鏈路分組接入（ High Speed Downlink Packet Access，HSDPA）技術(shù)。 ? HSDPA技術(shù)通過(guò)使用在 GSM/EDGE標(biāo)準(zhǔn)中已有的方法來(lái)提高分組數(shù)據(jù)的吞吐量，這些方法包括自適應(yīng)調(diào)制和編碼技術(shù)（ Adaptive Modulation and Coding， AMC）、混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求技術(shù)（ Hybrid Automatic Repeat on Request， HARQ）。 ? HSDPA業(yè)務(wù)信道使用 Turbo編碼，可以在 2ms內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)資源共享，包括共享碼道資源和功率資源。 ? HSDPA增加了物理信道，并采用多碼傳輸方式、短傳輸時(shí)間間隔、快速分組調(diào)度技術(shù)和先進(jìn)的接收機(jī)設(shè)計(jì)等，使小區(qū)下行峰值速率達(dá)到 。 ? 為了實(shí)現(xiàn) HSDPA的功能特性，在物理層規(guī)范中引入了 1個(gè)傳輸信道和 3個(gè)物理信道。 ?① 高速下行共享信道（ High Speed Downlink Shared Channel， HSDSCH） ?② 高速下行物理共享信道（ High Speed Physical Downlink Share Channel， HSPDSCH） ?③ 高速下行共享控制信道（ High Speed Shared Control Channel for HSDSCH， HSSCCH） ?④ 高速上行專(zhuān)用物理控制信道（ High Speed Dedicated Physical Control Channel for HSDSCH， HSDPCCH） （ 2） HSUPA ? 3GPP在 2020年 12月發(fā)布的 R6版本中引入了增強(qiáng)型上行鏈路技術(shù)，初期是在增強(qiáng)型上行鏈路專(zhuān)用信道（ EDCH）的項(xiàng)目下啟動(dòng)的，又可以稱(chēng)為高速上行鏈路分組接入（ High Speed Uplink Packet Access，HSUPA）技術(shù)，考慮到上行鏈路的特點(diǎn)，HSUPA對(duì)如下技術(shù)進(jìn)行了深入研究。 ?① 上行的物理層快速混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ HARQ）； ?② 上行的基于 Node B的快速調(diào)度技術(shù)； ?③ 更短的傳輸時(shí)間間隔； ?④ 上行采用高階調(diào)制； ?⑤ 快速的專(zhuān)用信道建立。 ? EDCH的定義中引入了 5條新的物理信道。 ?① 增強(qiáng)專(zhuān)用物理數(shù)據(jù)信道（ EDCH Dedicated Physical Data Channel， EDPDCH） ?② 增強(qiáng)專(zhuān)用物理控制信道（ EDCH Dedicated Physical Control Channel， EDPCCH） ?③ 絕對(duì)授予信道（ EDCH Absolute Grant Channel， EAGCH） ?④ 相對(duì)授予信道（ EDCH Relative Grant Channel， ERGCH） ?⑤ HARQ 確認(rèn)指示信道（ EDCH HARQ Acknowledgement Indicator Channel， EHICH） 2． TDHSPA ? （ 1） TDHSDPA ? 對(duì) TDSCDMA和 WCDMA而言，HSDPA采用的關(guān)鍵技術(shù)是基本一致的，實(shí)現(xiàn)方式也非常相似，兩者不同的地方主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。 ?① 幀結(jié)構(gòu)不同 ?② 信道結(jié)構(gòu)不同 ?③ TDSCDMA的 N頻點(diǎn)特性 （ 2） TDHSUPA ? 2020年 6月， 3GPP RAN第 20次全會(huì)上，對(duì) TDD上行鏈路增強(qiáng)的可行性研究被列為研究項(xiàng)目（ Study Itern）。 ? 研究目的是考察 Node B快速調(diào)度、HARQ和 AMC等上行鏈路增強(qiáng)技術(shù)對(duì)提高上行鏈路的覆蓋和吞吐量，降低時(shí)延的可行性和性能。 ? HSUPA的引入對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議框架的影響，主要包括需引入新的增強(qiáng)型上行傳輸信道 （ Enhanced Uplink Channel， EUCH）以及新的 MAC功能實(shí)體。 3． HSPA的演進(jìn)（ HSPA+） ? HSPA+是在 HSPA基礎(chǔ)上的演進(jìn)，在關(guān)鍵技術(shù)上，它保留了 HSPA的如下特征：快速調(diào)度、混合自動(dòng)重傳（ HARQ）、下行短幀（ 2ms）、上行可變幀長(zhǎng)（ 10ms/2ms）、自適應(yīng)調(diào)制和編碼，同時(shí)保留了 HSPA的所有信道及特征： HSPDSCH、 HSSCCH、HSDPCCH、 EDPCCH、 EDPDCH、 ERGCH、 EAGCH、 EHICH、 FDPCH等。 ? 因此，它向下完全兼容 HSPA技術(shù)，但為了支持更高的速率和更豐富的業(yè)務(wù)，HSPA+也引入了更多的新技術(shù)： ? （ 1） MIMO技術(shù) ? （ 2）分組數(shù)據(jù)連續(xù)傳輸技術(shù) ? （ 3）上下行均采用更高階調(diào)制 ? （ 4）接入網(wǎng)架構(gòu)的優(yōu)化 HSPA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ? 引入 HSPA對(duì) R99/R4版本無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響 ? HSPA疊加在 WCDMA網(wǎng)絡(luò)之上，既可以與 WCDMA共享一個(gè)載波，也可以部署在另一個(gè)載波上。 ? 在兩種方案中， HSPA和 WCDMA可以共享核心網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的所有網(wǎng)元，包括基站（ Node B）、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器（ RNC）、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（ SGSN）以及 GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（ GGSN）等。 ? WCDMA和 HSPA還可以共享站址、天線(xiàn)和饋線(xiàn)。 ? 從 WCDMA到 HSPA需要進(jìn)行軟件升級(jí)，基站和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器還需要更新一些硬件。 1．引入 HSDPA對(duì) R99/R4版本無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響 圖 61 引入 HSDPA對(duì) R99/R4版本無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響示意圖 （ 1）對(duì) Node B的影響 ?① MAC層 增加了新的 MAChs實(shí)體，實(shí)現(xiàn)HARQ和快速調(diào)度； ?② 增加了新的傳輸信道（ HSDSCH）與物理信道（ HSPDSCH、 HSSCCH和 HSDPCCH）； ?③ 引入 16QAM調(diào)制解調(diào)方式，對(duì)射頻功放提出更高要求； ?④ 支持 Iub接口數(shù)據(jù)的流量控制。 （ 2）對(duì) RNC的影響 ?① RRM算法增強(qiáng) ? 接納控制 ? 資源分配 ? 移動(dòng)性管理 ?② 傳輸接口信令需要修改 ? 在 Iub/Iur上新增數(shù)據(jù)和控制幀 ? NBAP（ Iub接口） ? RNSAP（ Iur接口）
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