HSDPA中的关键技术及特性分析论文.docx

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1、HSDPA中的关键技术及特性分析论文HSDPA中的关键技术及特性分析论文HSDPA(HighSpeedDownlinkPacketAccess)高速下行分组接入，是一种移动通信协议，亦称为3.5G(3G)。该协议在WCDMA下行链路中提供分组数据业务，在一个5MHz载波上的传输速率可达8-10Mbit/s(如采用MIMO技术，则可达20Mbit/s)。在详细实现中，采用了自适应调制和编码(AMC)、多输入多输出(MIMO)、混合自动重传请求(HARQ)、快速调度、快速小区选择等技术。下面是今天学习啦我为大家精心准备的：HSDPA中的关键技术及特性分析相关论文。内容仅供参考浏览!HSDPA中的关

2、键技术及特性分析全文如下：目前,移动通信领域中存在各种无线接入技术与标准,3GPP协议的R99版本和R4版本能够提供最高2Mbps的数据传输速率,3GPP2协议的EV-DO版本则能够提供最大2.4Mbps的数据传输速率,WiMAX(802.16e)技术则将提高数据传输速率到30Mbps。因而为了使WCDMA能够与其他技术相抗衡,WCDMA引入了HSDPA(HighSpeedDownlinkPacketAccess)技术,使之能够支持高达14.4Mbps的下行峰值速率。HSDPA能够作为WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。本文主要讨论HSDPA技术特征与性能,同时与W

3、iMAX无线接入技术进行了一定的比拟,进而期望获得对HSDPA更明晰的认识。HSDPA协议栈构造3GPP中对于HSDPA协议规范的描绘主要在25.855、25.950和25.308中,下列图给出了HSDPA无线接口协议构造。从图中能够看出,NodeB中新增加了MAC层的功能,增加了MAC-hs功能模块,MAC-hs主要完成HARQ功能、调度和优先级处理。RNC继续保留原有的R99/R4的功能,包括RLC层的重传控制,而HARQ的重传机制在物理层和MAC层中实现。HSDPA中的关键技术众所周知,WCDMA中采用了可变SF技术和功率控制技术来克制CDMA的远近效应,但是HSDPA没有采用R99版本

4、中的链路自适应技术,而采用了自适应调节速度更快的自适应编码调制技术(AMC,adaptivemodulationandcoding)、混合自动重传(HARQ,hybridARQ)和快速资源调度算法,这主要是为了到达高速下行分组数据速率和减少时延的目的。1.自适应编码调制(AMC)AMC是根据无线信道变化选择适宜的调制和编码方式,网络侧根据用户瞬时信道质量状况和目前无线资源,选择最适宜的下行链路调制和编码方式,使用户到达尽量高的数据吞吐率。当用户处于有利的通信地点时(如靠近NodeB或存在视距链路),用户数据发送能够采用高阶调制和高速率的信道编码方式,例如:16QAM和3/4编码速率,进而得到高

5、的峰值速率;而当用户处于不利的通信地点时(如位于小区边缘或者信道深衰落),网络侧则选取低阶调制方式和低速率的信道编码方案,例如:QPSK和1/4编码速率,来保证通信质量。2.HARQ技术HARQ是HSDPA系统中采用的又一种新技术,它能够提高系统性能,并可灵敏地调整有效编码速率,还能够补偿由于采用链路适配所带来的误码。HSDPA将AMC和HARQ技术结合起来能够到达更好的链路自适应效果。HSDPA先通过AMC提供粗略的数据速率选择方案,然后再使用HARQ技术来提供准确的速率调节,进而提高自适应调节的精度和提高资源利用率。HARQ机制本身的定义是将FEC和ARQ结合起来的一种过失控制方案,HAR

6、Q机制的形式很多,而HSDPA技术中主要是采用三种递增冗余的HARQ机制:TYPE-IHARQ,TYPE-IIHARQ,TYPE-IIIHARQ。其中:TYPE-IHARQ:主要采用了chase合并算法,这种算法是chase博士在1985年提出,发送方每次都发送整个完好的编码码字,接收端将每次收到的数据包与之前收到的所有数据包进行chase合并,组合成一个具有更强纠错能力的码字,进而到达递增冗余的目的。TYPE-IIHARQ:又称为完全递增冗余机制,这种机制在1988年被初次提出,系统信息经过编码后,将编码比特根据一定的周期穿孔,根据码率兼容原则分批发送给接收端,接收端每次都进行码组合,将之前

7、接收的所有比特组合构成更低码率的码字,进而到达递增冗余的目的。TYPE-IIIHARQ:又称为部分递增冗余机制,这种方案与TYPE-II的主要区别在于,发送端每次发送的码字都是能够独立译码的码字,重传包不但包含与之前帧不同的冗余比特,还包含所有的系统比特。接收机每次也同样进行码组合,由于重传包中含有增加的冗余比特,同时系统比特每次都进行了优化选择,进而到达了递增冗余的目的。HSDPA中采用的重传协议为stop-and-wait(SAW)协议,这种机制简单可靠,同时降低了对于接收机的缓存空间的要求,但是信道利用效率较低,为了避免这种不利,HSDPA采用了NchannelSAW协议,这种方案是发送

8、端在信道上并行地运行N套不同的SAW协议,利用不同信道间的间隙来交织地传递数据和信令,进而提高了信道利用率。3.快速调度调度算法控制着分享资源的分配,在很大程度上决定了整个系统的行为。调度时应主要基于信道条件,同时考虑等待发射的数据量与可分配资源的关系、UE的能力级和缓冲器状态以及业务优先级等情况,并充分发挥AMC和HARQ的能力。调度算法应向霎时具有最好信道条件的用户发射数据,这样在每个霎时都能够到达最高的用户数据速率和最大的数据吞吐量,但同时还要兼顾每个用户的等级和公平性。HSDPA技术为了能更好地适应信道的快速变化,将调度功能单元放在NodeB而不是RNC,同时也将TTI缩短到2ms(3

9、个时隙),这使得在重传经过中对于终端和NodeB之间的往返时延能够更小。HSDPA性能使用HSDPA技术的小区数据吞吐量与小区内、小区间的干扰分布,信道的时间色散特性,系统中无线资源管理算法的准确性和合理性,终端的检测性能和多码支持程度等都有着直接、密切的关系。对于宏蜂窝的情况,时延扩展和其他小区干扰可能限制HSDPA小区容量到达其峰值,但是由于HARQ提高了谱效率、更强大的编码方案、高分辨率的多码传输等技术,还是能够明显的提高小区的吞吐量。对于微蜂窝的情况,由于链路自适应技术和高效编码调制能够更充分的利用有利的信道环境,用户峰值速率迅速提高,所以HSDPA的增益能够超过200%,大大提高了小

10、区的数据吞吐量。HSDPA在不同调制和编码配置下的速率(不包含开销)如下表:通过以上对HSDPA技术性能分析能够看出,HSDPA技术作为WCDMA的加强型无线技术将提高系统的频谱效率和码资源效率,是一种提升网络性能和容量的有效方式。为了使HSDPA能够尽可能多地承载各种类型的业务,保证各种业务类型的QoS,HSDPA的分组调度不再由RNC负责,而是改由NodeB来直接管理,这样能够使资源调度更接近空中接口,缓解Iub信令产生的延迟限制。更快的调度方式使得不需要通过DCH承载,就能够采用分组调度提供恒定比特速率的业务,所以HSDPA不仅能有效地支持Interactive,Background等非实时业务,同样能够用于支持某些实时业务,如Streaming业务等。HSDPA对于无线网络的影响WCDMA从R5开场引入HSDPA,其目的是为了适应将来大量的移动数据业务而在无线接口增加下行链路的数据传输速率。引入HSDPA后,无线部分的总体构造虽与R99基本一致,但仍存在部分差异。在R99系统中引入HSDPA技术,在MAC层新增了MAC-hs实体,MAC-hs位于NodeB而不位于RNC,其作用主要是负责处理HARQ操作以及快速调度算法。HSDPA在R99的UTRAN增加了三个新的物理信道.