一、HSDPA技術特點

　　1．HSDPA主要優(yōu)勢

　　HSDPA通過在下行鏈路提供高速數(shù)據(jù)傳輸速率來增強3G系統(tǒng)的性能，HSDPA和R99及R4是完全后向兼容的，可基于3GPPR99網(wǎng)絡直接演進。

　　HSDPA的主要優(yōu)勢在于：可以有效應對突發(fā)數(shù)據(jù)量；適應多種不同的速率數(shù)據(jù)流；更快速的響應時間和更高的系統(tǒng)吞吐量；在基于QPSK調制時，最高可支持3.6Mbit/s的速率，基于16QAM調制時，最高支持14Mbit/s速率；可支持DCH和HSDPA混合使用相同的載波。

　　2．HSDPA技術特點

　?。?）縮短了無線幀長度，HSDPA的無線幀長為2ms，即一個10msWCDMA幀中有5個HSDPA子幀，用戶數(shù)據(jù)傳輸可以在更短的時長內分配給一條或多條物理信道，從而允許網(wǎng)絡在時域、碼域中重新調節(jié)其資源配置。

　?。?）在編碼方面，HSDPA采用了抗衰落、抗干擾能力強的Turbo編碼。調制方面，除采用QPSK調制外，當信道條件較好時，還可以采用更高效的16QAM，以獲得更高的頻帶利用率。和QPSK相比，16QAM調制可以使空中接口速率提高一倍。

　?。?）物理層還增加了新的高速共享信道（HS-DSCH），使得傳輸功率、信道碼等資源根據(jù)用戶實際情況動態(tài)分配，從而提高了資源的利用率。信道碼采用了時分復用和碼分復用相結合的方式，不同終端既可以在不同TTI（傳輸時間間隔），也可以在同一TTI內分享信道資源。

　?。?）采用了自適應調制和編碼（AMC），使得NodeB能夠根據(jù)UE反饋的信道狀況及時地調整調制方式（QPSK、16QAM）和編碼速率，從而使數(shù)據(jù)傳輸與信道狀況相匹配，獲得高的傳輸速率和頻譜利用率。

　　（5）采用了混合自動重復請求（HARQ）技術。HARQ可以自動根據(jù)瞬時信道條件，靈活調整有效編碼速率，還可以補償因采用鏈路適配所帶來的誤碼。由于HARQ協(xié)議端接到NodeB中不存在經(jīng)Iub接口的數(shù)據(jù)重發(fā)，達到了減小重傳時延的目的。

　?。?）采用快速分組調度機制。傳輸層上，在NodeB中引入MAC實體MAC-hs來控制HS-DSCH。通過把分組調度功能從RNC移到NodeB中的MAC層，HSDPA系統(tǒng)能更好地適應信道的快速變化?？焖俜纸M調度機制能根據(jù)終端的CQI報告決定下一個2ms時間間隔應該調度給哪個用戶，并向具有瞬間最好信道條件的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，使得每個瞬間都可以達到最高的用戶數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)吞吐量。同時，2ms的短時間間隔又增加了調度進程的精確度。

二、HSDPA新增的物理信道

　　1．HS-PDSCH:HS-PhysicalDownlinkShared CHannel(高速物理下行共享信道)，下行信道

　　該信道具有以下特性：

　?。?）高速數(shù)據(jù)信道(比特速率>10Mbit/s)；

　?。?）最高可支持15個HS-PDSCH；

　?。?）SF=16；

　?。?）DCH總是伴隨出現(xiàn)(DPCH，SF4..512)。

　　2．HS-SCCH:HS-SharedControlCHannel (高速共享控制信道)，下行信道

　　特性如下：

　　（1）傳輸格式參數(shù)(channelisation-code，modulation，TBSsize)；

　?。?）混合自動重傳請求信息(process，newdata，redundancy version)；

　?。?）每個終端最多支持4個HS-SCCH；

　?。?）終端信息；

　?。?）SF=128。

　　3．HS-DPCCH:HS-DedicatedPhysicalControl CHannel (高速專用物理控制信道)，上行信道

　　該信道具有以下特性：

　?。?）混合自動重傳請求響應(ack/nack)；

　?。?）信道質量指示(CQI)；

　?。?）SF=256。

三、HSDPA覆蓋范圍計算與容量分析

　　1．HSDPA覆蓋范圍計算

　　HSDPA使用服務小區(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。由于HS-PDSCH使用SF=16的擴頻因子，其處理增益要小一些，與R99相比，HSDPA覆蓋半徑比CS12.2k話音（SF=128）要小，但比PS384k（SF=8）大，由于HSDPA可以給一個鏈接提供較大的信道功率，大致可以認為HSDPA的系統(tǒng)覆蓋半徑與R99的低速PS業(yè)務一致，如PS64K（SF=64）。

　　由于城區(qū)基站的小區(qū)半徑不一致，在中心熱點地區(qū)更是通過多重覆蓋方法來解決覆蓋和容量問題，在本文中不探討HSDPA的覆蓋半徑，直接認為HSDPA的低速業(yè)務等同于R99的低速PS業(yè)務。本文中以覆蓋率的方式探討HSDPA的流量變化，探討HSDPA用戶的速率與基站覆蓋率之間的關系。例如當用戶業(yè)務速率較高時（達到500kbit/s時），用戶不應該遠離基站，否則HSDPA系統(tǒng)會加大信道功率，對鄰區(qū)用戶造成較大干擾。

　　2．HSDPA可提供容量計算

　　HSDPA采用QPSK、16QAM調制方式，可以達到的理論峰值吞吐量為14.4Mbit/s。當調制方式為QPSK，占用15個碼道時，吞吐量為3.6Mbit/s，當調制方式為16QAM，占用15個碼道時，吞吐量為14.4Mbit/s。但理論吞吐量往往會受到用戶數(shù)、可用信道數(shù)、終端性能、小區(qū)無線資源管理、小區(qū)網(wǎng)絡配置、無線環(huán)境等因素的影響。在現(xiàn)實中，HSDPA的峰值速率比14.4Mbit/s要小得多，這與HSDPA基站及終端都有關系?，F(xiàn)在有部分廠家宣稱，其HSDPA峰值速率可以達到1.8Mbit/s。在2006年3GSM大會上，多數(shù)設備廠商推出了HSDPAPC卡的現(xiàn)場演示，在展會新聞中心，由Vodafone提供的HSDPA無線上網(wǎng)業(yè)務直接擔當了網(wǎng)絡接入服務，很多參會的記者就是通過HSDPA無線上網(wǎng)業(yè)務將信息、圖片還有展會的資料傳送回國內。

　　在QPSK、16QAM兩種調制方式下，HSDPA基站的數(shù)據(jù)傳送速率如表一和表二所示。

表一　HSDPA兩種調制方式可支持的速率

調制方式 編碼速率 5 codes 10 codes 15 codes
QPSK 1/4 600kbit/s 1.2 Mbit/s 1.8 Mbit/s
2/4 1.2Mbit/s 2.4 Mbit/s 3.6 Mbit/s
3/4 1.8 Mbit/s 3.6 Mbit/s 5.4 Mbit/s
4/4 2.4Mbit/s 4.8 Mbit/s 7.2 Mbit/s
16QAM 2/4 2.4Mbit/s 4.8 Mbit/s 7.2 Mbit/s
3/4 3.6Mbit/s 7.2 Mbit/s 10.8 Mbit/s
4/4 4.8Mbit/s 9.6 Mbit/s 14.4 Mbit/s

表二??? 3GPP定義支持HSDPA的12類UE的調制方式及支持速率

調制方式 種類 Inter-TTI 5 Codes 10 Codes 15 Codes
QPSK only 11 2 0.9Mbit/s - -
QPSK only 12 1 1.8Mbit/s - -
QPSK/16QAM 1 3 1.2Mbit/s - -
QPSK/16QAM 2 3 1.2Mbit/s - -
QPSK/16QAM 3 2 1.8Mbit/s - -
QPSK/16QAM 4 2 1.8Mbit/s - -
QPSK/16QAM 5 1 3.6Mbit/s - -
QPSK/16QAM 6 1 3.6Mbit/s - -
QPSK/16QAM 7 1 - 7.2Mbit/s -
QPSK/16QAM 8 1 - 7.2Mbit/s -
QPSK/16QAM 9 1 - - 10.8Mbit/s
QPSK/16QAM 10 1 - - 14.4Mbit/s

　　從表一、表二中可以看到HSDPA基站、終端分別可以支持的數(shù)據(jù)速率。其下行的理論峰值14.4Mbit/s比同類型技術EV-DO的理論峰值2.4Mbit/s高了許多。同時HSDPA可以與R99共享載波、共享傳輸，支持與多種R99數(shù)據(jù)業(yè)務并發(fā)使用，更好的QoS保證等特點也顯得比CDMA20001xEV-DO技術更具競爭優(yōu)勢。

四、HSDPA基站部署及組網(wǎng)方式分析

　　HSDPA的商用網(wǎng)絡在2005年11月問世，終端方面也逐漸成熟，多家設備廠商開始推出終端和數(shù)據(jù)卡。截至2006年3月15日，全球已經(jīng)有10家運營商推出HSDPA商用網(wǎng)絡，正在部署的運營商有23家，計劃部署HSDPA的運營商有53家。市場上共有25款HSDPA終端設備（包括手機終端和數(shù)據(jù)卡）。預計到2006年下半年，隨著各運營商漸次展開商用網(wǎng)絡部署，HSDPA將在全球范圍內進入規(guī)模商用化階段。

　　目前HSDPA的組網(wǎng)方式主要有HSDPA與R99/R4混合載頻組網(wǎng)與單獨載頻組網(wǎng)，筆者認為在建設HSDPA初期，不應該在全網(wǎng)范圍內考慮使用HSDPA與R99/R4混合載頻組網(wǎng)或是單獨組網(wǎng)，因為3G其實剛剛進入初級發(fā)展階段，從全球范圍來看，語音業(yè)務仍然是支柱業(yè)務，數(shù)據(jù)業(yè)務也在逐步增加。在HSDPA建設初期，運營商應充分結合已有的運營經(jīng)驗，參考用戶的發(fā)展情況，最大程度地降低建設成本。

　　HSDPA組網(wǎng)方式規(guī)劃應遵從一定的原則：在原有R99/R4網(wǎng)絡上建設HSDPA，要考慮在對原有R99/R4網(wǎng)絡的覆蓋、容量、性能質量影響最小的前提下提升網(wǎng)絡的容量。在引入HSDPA后，要不影響原R99/R4網(wǎng)絡的拓撲結構、覆蓋范圍及原R99/R4網(wǎng)絡CS業(yè)務和容量，保證原有網(wǎng)絡性能質量。HSDPA承載原R99/R4網(wǎng)絡部分PS業(yè)務后，碼資源和功率資源應采用合理的算法，充分發(fā)揮HSDPA優(yōu)勢，提升網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)吞吐量。

　　對于HSDPA基站部署，筆者有以下建議：

　　1．在原R99/R4網(wǎng)絡的基礎上增加HSDPA獨立載頻

　　該方式適合于以下地點：

　?。?）HSDPA體驗中心，保證HSDPA用戶的服務質量及用戶體驗，并積累運營經(jīng)驗；

　?。?）話音、數(shù)據(jù)需求都非常大的場所，可保證語音、數(shù)據(jù)業(yè)務各自的通信質量；

　　（3）行業(yè)應用、數(shù)據(jù)需求特別大的場所，保證數(shù)據(jù)業(yè)務的突發(fā)需求。

　　獨立載頻組網(wǎng)的優(yōu)勢在于：與WCDMAR99/R4網(wǎng)絡互不影響，在容量和覆蓋上相互獨立，避免了復雜的碼資源、功率資源規(guī)劃，R99/R4網(wǎng)絡用戶服務不受影響。HSDPA獨立載頻上所有資源都可以用于HS-PDSCH，便于無線資源管理，可以獲得全部HSDPA吞吐量。

　　獨立載頻組網(wǎng)的缺點在于：HSDPA業(yè)務與R99/R4業(yè)務不能共享載頻資源，載頻的資源利用率較低；不能支持HSDPA＋PS或者HSDPA＋CS的并發(fā)業(yè)務。當用戶處于HSDPA的頻段內要使用CS業(yè)務時，系統(tǒng)需要將用戶切換到R99/R4頻段，當用戶處于R99/R4頻段而發(fā)起HSDPA的業(yè)務時，系統(tǒng)要將用戶切換到HSDPA頻段，增加了資源的消耗與時延。

　　2.部署R99/R4與HSDPA混合載頻

　　該方式適合于以下地點：

　?。?）在數(shù)據(jù)量需求較大的市中心熱點地區(qū)、CBD商務區(qū)；

　　（2）在已經(jīng)建設室內覆蓋的酒店、寫字樓內。

　　混合載頻組網(wǎng)的優(yōu)勢在于：

　　（1）WCDMA支持的CS、PS業(yè)務與HSDPA支持的高速數(shù)據(jù)業(yè)務共享頻率及發(fā)射功率，做到資源利用最大化；

　?。?）業(yè)務選擇靈活，避免不同載頻導致的UE小區(qū)選擇、駐留等問題；

　?。?）可以保證WCDMA的低速數(shù)據(jù)業(yè)務覆蓋范圍；

　?。?）避免了HSDPA建網(wǎng)初期多數(shù)手機終端不支持HSDPA的情況（截至2006年2月28日，已有305款WCDMA終端，支持HSDPA的只有25款）；

　?。?）在不影響原有語音、視頻電話等實時業(yè)務的前提下，由HSDPA承載數(shù)據(jù)業(yè)務提高系統(tǒng)的容量。

　　混合載頻組網(wǎng)需要考慮的問題有：需要考慮如何對R99/R4與HSDPA各自的業(yè)務進行合理的功率分配，采用何種碼資源分配策略及調度策略；需要考慮HSDPA和R99/R4的切換關系，采用何種切換策略來保證不同切換條件下的切換功率；需要考慮解決引入HSDPA后原R99/R4小區(qū)的覆蓋范圍、小區(qū)容量收縮的問題。

　　市場競爭是運營商推動HSDPA發(fā)展的最現(xiàn)實因素，在實施HSDPA基站部署的規(guī)劃中，需要考慮HSDPA與原有R99/R4網(wǎng)絡的融合，在盡量低的成本前提下，最大化地提高資源利用率。