高速下行分組接入(HSDPA,High Speed Downlink Packed Access)是3GPP在UMTS的R99和R4基礎上,于R5版本中提出的支持高速下行數據業務的技術,可以在下行鏈路上提供更高的速率(理論上可達14Mb/s)和更低的時延,同時下行容量至少可以提高2倍以上。與標準WCDMA相比,大型文件的下載時間能夠縮短將近80%。應當指出,對于同是3 GPP推出的、符合UMTS RTT標準的WCDMA與TD-SCDMA,HSDPA均可與之兼容。
在我國的通信行業標準中,對于其無線子系統(RNS)設備的技術要求,結合3GPP的關于HSPA技術的研究成果,也是分階段制定和發布的。從2007年開始首次發布的WCDMA系統線子系統設備的技術要求(第一階段),2009年發布第三階段的技術要求時增加了3GPP R5版本的關于HSDPA技術要求的內容;在2011年發布的第四階段引入了HSPA的技術要求;在2011年發布的第五階段,首次提出了增強型高速分組接入(HSPA+)技術要求的內容;到目前已經發布到第七階段(2014年發布)。
1、空中接口相關參數
根據YD/T 1552-2009《2GHz WCDMA數字蜂窩移動通信網 無線接入子系統設備 技術要求(第三階段)》的要求,在WCDMA系統RNS設備引入HSDPA技術,它仍然使用原來的無線子系統的網絡結構,如下圖1所示。變化的是:為了支持HSDPA功能并提高性能,在UTRAN側其調度功能從無線網絡控制器(RNC)移動了基站(Node B)。HSDPA功能的主要目的是為了改善專用邏輯信道的傳輸,因此從MAC層以上,支持HSDPA的UTRAN系統與R99保持一致,即分組數據匯聚協議(PDCP)和無線鏈路控制(RLC)層和R99一致。同時在Node B上新增MAC-hs實體來實現H-ARQ和HSDPA快速調度等功能,并新城傳輸信道HS-DSCH,該傳輸信道由MAC-hs控制。下表1列出了HSDPA系統空中接口等的相關主要性能參數。
圖1:無線子系統(RNS)結構
表1:HSDPA系統空中接口等的主要性能參數
2、提供的數據傳輸速率
由于HSDPA系統只進行分組數據傳輸,根據分組數據傳輸的特點,HSDPA采用自適應調制編碼(AMC)代替了R99中1500次/s的快速閉環功率控制。在HSDPA的一個傳輸間隔(TTI = 2ms)內,發射功率保持不變,HSDPA系統根據無線鏈路質量來選擇調制方式和編碼速率,以便自適應調整信道的傳輸速率。HSDPA采用QPSK或16QAM兩種調制方式,而具體使用兩種中的哪一種取決于無線信道的當時的傳輸條件。當采用QPSK調制方式時最高可以支持7.2M的數據速率,而采用16QAM時的數據速率可以達到更高(可達14.4M)。這是因為QPSK支持2位/符號,而16QAM支持4位/符號。因此,16QAM能夠提供2倍于QPSK的峰值速率,可以更有效地利用信道帶寬。下表2-1列出了在不同調制方式下的HSDPA系統最大和最小峰值用戶數據速率。
表2-1:HSDPA用戶數據速率
依據YD/T 1552-2009的要求,支持R5版本的無線子系統,根據調制方式、編碼速率以及碼道數目的不同,可以為HSDPA用戶提供如下表2-2所示的速率。另外,對于RNC和Node B,可支持12種HSDPA 用戶設備(UE)的接入,如下表2-3所示,從中也可以看出所提供的最大數據速率。
表2-2:HSDPA為用戶提供的數據速率
表2-3:HSDPA UE的接入類型
依據YD/T 2214-2011《2GHz WCDMA數字蜂窩移動通信網 無線接入子系統設備 技術要求(第四階段) 高速分組接入(HSPA)》的要求,此時,它在原第三階段RNS結構中新增加了增強型專用信道(E-DCH)以實現HSPA。關于E-DCH可支持6類的UE接入,如下表2-4所示,從中可以看出所提供的最大上行數據速率為5.76Mbit/s。另外,此時對分組域業務的速率要求如下表2-5所示,關鍵是可以允許這些業務速率的組合。
表2-4:E-DCH所支持的接入UE類型
表2-5:HSPA所支持的分組域承載業務單用戶的最大速率要求
欲進一步了解HSPA相關概念介紹的請進入。