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HSUPA增強(qiáng)技術(shù)及其測(cè)試解決方案

—— HSUPA Enhanced Technology and Test Solutions
作者:羅德與施瓦茨公司應(yīng)用工程師 周云 時(shí)間:2007-04-11 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

摘要:  增強(qiáng)技術(shù)是3GPP在其R6提出的上行分組增強(qiáng)技術(shù)。主要是通過(guò)修改物理層一些承載特性參數(shù),譬如SF、TTI等來(lái)實(shí)現(xiàn)UE高速的接入。這種物理技術(shù)特性的改變,是基于Node B的快速調(diào)度和引入自動(dòng)混合重傳(HARQ)及軟合并等一系列新的物理層關(guān)鍵技術(shù),從而保證相應(yīng)的QoS和基于QoS的資源動(dòng)態(tài)分配。本文從物理層和協(xié)議棧兩個(gè)方面對(duì)技術(shù)作了深入分析比較,也對(duì)其發(fā)展預(yù)商用過(guò)程中的一些解決方案作了一些探討。
關(guān)鍵詞:HSUPA;3GPP;高速上行分組接入;E-HSPA;解決方案


HSUPA技術(shù)介紹

  WCDMA的R99和R4系統(tǒng)能夠提供的最高上下行速率分別為64kbit/s和384kbit/s,為了能夠與CDMA2000的1xEV-DO技術(shù)抗衡,3GPP在R5規(guī)范中引入了HSDPA,在R6規(guī)范中引入了HSUPA。作為WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)技術(shù),HSUPA可以使上行最高數(shù)據(jù)傳輸速率提高到5.76Mbps。目前,HSUPA標(biāo)準(zhǔn)在3GPP規(guī)范化進(jìn)程中已全部?jī)鼋Y(jié),并已完成全部的CR。相應(yīng)的預(yù)商用產(chǎn)品預(yù)計(jì)會(huì)在2007年年中推出。

  作為一種高速分組接入技術(shù),HSUPA引入了新的數(shù)據(jù)和信令承載功能信道,以及相應(yīng)的功率控制、擁塞控制和資源調(diào)度等機(jī)制。HSUPA在R99/R4版本的基礎(chǔ)上通過(guò)引入短TTI, 短擴(kuò)頻碼,甚至采用擴(kuò)頻因子為2的短碼字,以及多碼道技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)UE的高速上行分組接入。如果分析當(dāng)擴(kuò)頻增益變小和TTI變短對(duì)于物理層可能帶來(lái)的影響,這種通過(guò)修改承載參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速接入的機(jī)制必然會(huì)帶來(lái)分組包的誤塊率(BLER)增大,甚至丟失。正因?yàn)檫@一點(diǎn),R99/R4就無(wú)法采用類似的方法進(jìn)一步提升速率。而HSUPA通過(guò)引入自動(dòng)混合重傳(HARQ)和軟合并技術(shù)來(lái)克服上述的影響,保證系統(tǒng)的BLER。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)把R99/R4的DCH調(diào)度從RNC往Node B前端移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)資源的快速調(diào)度,從而達(dá)到增加小區(qū)吞吐量的效果。

  與HSUPA相對(duì)應(yīng)的是HSDPA,這是一種有效的高速下行分組傳輸技術(shù),它能充分利用R99/R4下行物理信道多余的碼字和功率資源。HSUPA獨(dú)立于HSDPA,即兩者在關(guān)鍵技術(shù)和承載的物理信道上相互獨(dú)立。但同作為WCDMA后續(xù)的分組傳輸加強(qiáng)技術(shù),HSUPA和HSDPA的關(guān)系卻極為密切。而作為一種演變技術(shù)的E-HSPA, 綜合了HSDPA和HSUPA兩者的好處。從而可以在WCDMA 5M帶寬的基礎(chǔ)上,達(dá)到與LTE(下行OFDMA、上行SC-CDMA將會(huì)在3GPP R8版本中定義)近似的性能,即頻譜利用率達(dá)到2bit/s/Hz的水平。

  本文就HSUPA技術(shù)的本質(zhì)作了一下深入探討。通過(guò)分析,并借助與HSDPA的比較,揭示了HSUPA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)勢(shì)。第二章會(huì)描述HSUPA的物理層關(guān)鍵技術(shù)及其支撐信道,第三章介紹HSUPA協(xié)議棧和基于上面的快速調(diào)度技術(shù),第四章將對(duì)HSUPA數(shù)據(jù)終端的發(fā)展做簡(jiǎn)單介紹。最后對(duì)其演變做一下總結(jié)。論述中,將會(huì)對(duì)HSUPA發(fā)展和預(yù)商用的一些解決方案作一些介紹。

HSUPA物理層關(guān)鍵技術(shù)

  HSUPA同HSDPA一樣,物理層關(guān)鍵技術(shù)的本質(zhì)都是對(duì)WCDMA分組傳輸技術(shù)的加強(qiáng)。眾所周知,分組傳輸技術(shù)本身是一種服務(wù)于用戶突發(fā)性數(shù)據(jù)訪問(wèn)的技術(shù),資源的調(diào)度是基于分組包進(jìn)行的。為了支持上行高速的分組業(yè)務(wù),HSUPA引入了五個(gè)新的物理信道,并對(duì)上行分組包的傳輸格式提供了增強(qiáng)支持。這主要包括短TTI(2m)和可選短擴(kuò)頻碼SF=2的支持等。但在調(diào)制方式上,HSUPA卻沒(méi)有引入新的調(diào)制方案,而是使用與WCDMA上行同樣的雙BPSK調(diào)制(HPSK擴(kuò)展)。而大家記得HSDPA在下行引入了比WCDMA的QPSK更高階的16QAM調(diào)制以提高下行速率。

 
  表1  HSUPA傳輸信道和物理信道定義

  表1是HSUPA傳輸信道和物理信道的定義。從中可以看到HSUPA繼續(xù)延續(xù)了WCDMA、HSDPA多碼道傳輸?shù)母拍?,其理論峰值速?.76Mbps是在2個(gè)SF=2和2個(gè)SF=4的4碼道并行傳輸?shù)那闆r下實(shí)現(xiàn)。需要注意的是,是否支持SF=2的擴(kuò)頻碼由HSUPA終端的能力類別決定。此外,由于上行鏈路多碼道傳輸?shù)姆寰β时萈AR問(wèn)題,必須對(duì)上行的E-DCH物理信道作I/Q路的均衡配置和功率增益補(bǔ)償。一般而言,E-DPCCH總是映射到I路上面;而E-DPDCH的映射取決于配置的E-DPDCH最大信道個(gè)數(shù)Nmax-dpdch和HSDPA信道的是否存在。

  在對(duì)幀的支持上,HSUPA可靈活支持TTI=2ms和TTI=10ms的幀格式,表1中物理信道可以支持兩種TTI幀格式,這有別于HSDPA單一的2ms TTI和R99的10



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