《WCDMA空中接口技术》读书笔记7: R5 HSDPA技术

工作在WCDMA RBS系统上很多年了，感觉RBS系统绝对是世界上最复杂的系统之一；除了要基于通信原理和3GPP协议来实现，还要考虑到：空口资源、硬件资源、功率分配、系统容量、监控管理、系统调度... ...而一本好书《WCDMA空中接口技术》恰恰是对我这么多年工作的复习与补充。

囫囵吞枣的看了很多书，对我来说最好的看书方式还是做读书笔记。

基本：
高速分组数据业务以下行数据为主，因此HSDPA技术的设计思路以提高基站的下行分组数据吞吐量为第一要务。
R5除了新增用于HSDPA的信道外，提供HSDPA业务还需要A-DCH（随路专用传输信道）的配合，用来发送上行的数据以及传送第三层的信令，A-DCH支持软切换。
一般都说HSDPA的最高下行速率为14.4Mbit/s，实际上这只是物理信道的码率，与承载无关，相当于15 × 960kbit/s（16-QAM），没有什么技术探讨的价值。

调度：
MAC-hs实体依次进行流量控制、快速调度、HARQ处理和TFRC传输格式选择等处理过程，产生的数据由HS-DSCH信道承载，送到物理层，物理层处理后，通过空中接口发送，由UE接收后，再经由相反的过程，得到高速分组数据。
HSDPA系统通常采用比例公平（PF）调度算法，基站根据每个激活用户反馈的信道质量指示（CQI，Channel Quality Indicator）信息评估用户的信道质量。基站给信道质量相对最好的用户分配资源，忽略瞬时的无线环境变化。CQI由终端产生，代表终端对接收数据格式的期望值，按设计是考虑了HARQ机制10%的错误率后得到的。CQI上报的频率是可变的，规范中分别为0、2、4、8、10、20、40、80或160ms。

在HSDPA中，由于流量控制部分的存在，在Node B中引入了缓存，这样高速分组数据从RNC到Node B再到终端的过程中，就不再是同步进行的了。
自适应调制编码是指基站采用自适应设计，可以根据当前的信道状况，不断改变调制方式和编码率，为用户分配最佳调制方式和编码率，以适应当前的无线环境，从而有效地提高数据传送率。
高效的调制方式也是一把双刃剑，在调制效率提高的同时，抗干扰能力下降了。因此，16-QAM只适合非常良好的无线环境下使用，无线环境不佳时只能使用QPSK调制方式。采用16-QAM调制方式后，下行最高传输速率才可以达到14.4Mbit/s。
对于数据业务来说，为用户分配一段业务速率很高和传输时间很短的无线通道显然好于为用户分配多个业务速率较低或传输时间较长的无线通道。当然这样做也是因为数据业务对延时不敏感，这就给基站提供了进行调度的空间。
采用更短的传输时间间隔也能提高数据业务的性能，缩短往返延时（RTT，Round-trip Time）的时间，改进终端用户的使用感受。
HARQ技术的另外一个特点是不丢弃接收出错的数据，而是采用软合并的方式，将多次接收到的数据合并起来，以提高重传数据解码的成功率。
空中接口上使用的差错控制方案可以分为基于前向纠错编码（FEC）和自动重发请求（ARQ）两种方式。
R99的差错控制机制对传送扩频增益大的信息（例如信令）是非常有效的。利用FEC以及大的扩频因子，数据重传率很低。但是对分组数据业务，尤其是高速分组数据业务，由于其扩频增益小，相应的重传率较高。

功控：
HS-PDSCH信道不采用功率控制，但是该信道的功率也不是固定的。一般HS-PDSCH信道使用小区的剩余功率，也就是小区的总功率减去公共信道和R99业务信道使用的功率后的剩余部分，因此也是在不断波动的。
HS-SCCH信道早期采用固定功率，一般功率设置为比导频信道PICH的功率低2dB；后期也可以实施功率控制，其功率与A-DCH的功率相关。
R99业务占用的功率与R99的业务量以及业务类型、用户分布有关系，一般在无线网络规划时，将下行负载（也就是公共信道与R99业务的功率之和与小区的最大功率的比值）最大值设为60%，换而言之，基站数量是按最大下行负载的60%设计的，因此，HSDPA业务的平均可用功率为小区的最大功率的40%～60%，大致在10W左右。

其它：
现网的配置，R99只有一个上行DPDCH信道，因此HS-DPCCH信道的扩频码为C256,64，码分的HS-DPCCH信道的数据与DPCCH信道的数据叠加后，作为Q路信号。

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