TD-HSDPA技術(shù)

　　TD-SCDMA雖然能滿足互聯(lián)網(wǎng)下載數(shù)據(jù)的需求，但只能提供384kbit/s的傳輸速率，隨著移動通信與互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，許多對流量與時延要求較高的業(yè)務(wù)如視頻、流媒體等不斷涌現(xiàn)，這些業(yè)務(wù)對3G系統(tǒng)提出了更高的要求，系統(tǒng)必須提供更高的傳輸速率和更小的傳輸時延。TD-SCDMA單載波提供高速業(yè)務(wù)能力相對不足，面對WCDMA和cdma2000都采用增強(qiáng)技術(shù)以提高下行數(shù)據(jù)速率的挑戰(zhàn)，TD-SCDMA在R5版本中也采用了HSDPA技術(shù)。TD-HSDPA所采用的增強(qiáng)技術(shù)主要有共享信道、高階調(diào)制、自適應(yīng)調(diào)制編碼、混合自動重傳和快速小區(qū)選擇等。

　　1.共享信道

　　TD-HSDPA增加了3種物理信道、1種傳輸信道，在基站中加入新的媒體接入控制子層(MAC-hs)，還增加了16QAM調(diào)制技術(shù)，使單載波數(shù)據(jù)傳輸速率提高7倍多，達(dá)到2.8Mbit/s。

　　新增物理信道包括高速下行共享物理信道HS-PDSCH、共享控制信道HS-SCCH、共享指示信道HS-SICH。其中HS-PDSCH用于承載高速下行數(shù)據(jù)，HS-SCCH/HS-SICH支持相應(yīng)的信令，由基站控制，用于發(fā)送傳輸信道的控制信息和終端的反饋信息。

　　新增的傳輸信道是高速下行共享信道HS-DSCH，用于承載高速下行數(shù)據(jù)并映射到高速下行共享物理信道HS-PDSCH，它采用1和16兩種不同的擴(kuò)頻系數(shù)，使基站能更加靈活地應(yīng)對不同的信道條件，進(jìn)行合理的分組數(shù)據(jù)調(diào)度，以提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。

　　2.高階調(diào)制

　　頻譜效率是移動通信業(yè)界關(guān)注的重要問題。頻譜效率很高的多電平正交調(diào)幅(QAM，multi-level quadrature amplitude modulation) 是中、大容量數(shù)字微波通信最常見的一種調(diào)制方式，它過去在宏蜂窩系統(tǒng)中不能應(yīng)用，但在有很強(qiáng)直達(dá)分量的微蜂窩和微微蜂窩中卻有可能應(yīng)用，從而引起業(yè)界的重視。QAM有16狀態(tài)正交調(diào)幅(16QAM)、64狀態(tài)正交調(diào)幅(64QAM)、256狀態(tài)正交調(diào)幅(256QAM)等等。高階調(diào)制較低階調(diào)制數(shù)據(jù)速率成倍提高，16QAM數(shù)據(jù)速率即為四相相移鍵控調(diào)制技術(shù)(QPSK，quadrature phase shift keying)的2倍。TD-SCDMA采用QPSK、8PSK調(diào)制技術(shù)，HSDPA則增加了16QAM調(diào)制技術(shù)。

　　3.自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC，Adaptive Modulationand Coding)

　　根據(jù)用戶實時無線信道質(zhì)量狀況選擇最合適的下行鏈路調(diào)制方式和信道編碼率來調(diào)整傳輸速率，用來補(bǔ)償由于信道變化對接收信號所造成的衰落影響，從而提高信號的信噪比性能。應(yīng)用這種物理層鏈路自適應(yīng)(LinkAdaptation)技術(shù)，可以使用戶達(dá)到盡量高的數(shù)據(jù)吞吐量。AMC的實現(xiàn)方式為，系統(tǒng)根據(jù)自身物理層能力和信道變化情況，建立一個編碼調(diào)制格式集合MCS，每個MCS中的傳輸格式包括調(diào)制方式(QPSK、16QAM)和傳輸數(shù)據(jù)編碼速率(傳輸塊長度)，當(dāng)信道條件發(fā)生變化時，系統(tǒng)會選擇與信道條件對應(yīng)的不同傳輸格式來適應(yīng)信道變化。當(dāng)用戶處于有利的通信條件下，如靠近基站或視距通信，采用高階調(diào)制(如16QAM)和高速率信道編碼(如3/4編碼速率)來獲得高峰值速率。當(dāng)用戶處于不利的通信條件下，如遠(yuǎn)離基站或非視距通信，采用低階調(diào)制(如QPSK)和低速率信道編碼(如1/4編碼速率)來保證通信質(zhì)量。通過調(diào)整不同的調(diào)制和編碼方式自適應(yīng)下行無線鏈路的變化，條件好時數(shù)據(jù)速率高，條件差時數(shù)據(jù)速率低，這樣總數(shù)據(jù)吞吐量可以盡量提高。在自適應(yīng)下行鏈路過程，通過調(diào)整調(diào)制和編碼方式比來調(diào)整發(fā)射功率，可以降低干擾水平。

　　4.混合自動重傳(HARQ，HybridAutomaticRetransmissionRequest)

　　這是將前向糾錯(FEC)與自動重傳(ARQ)結(jié)合起來的一種差錯控制方案，根據(jù)信道條件通過發(fā)送附加冗余信息、改變編碼速率對數(shù)據(jù)速率進(jìn)行較精細(xì)的調(diào)整，按系統(tǒng)性能要求和設(shè)備復(fù)雜程度來選擇2種類型的HARQ機(jī)制，自適應(yīng)無線信道的變化。采用HARQ技術(shù)的收方，當(dāng)譯碼失敗時，保存所收數(shù)據(jù)，并要求對方重發(fā)，收方將重傳數(shù)據(jù)和保存數(shù)據(jù)合并再譯碼，可以提高譯碼的成功率。

　　5.基站快速調(diào)度

　　基站新增MAC-hs實體，其主要功能是對發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度以及對重傳數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。重傳由基站根據(jù)用戶設(shè)備(UE，UserEquipment)的反饋直接控制，采用合適的調(diào)度算法，依據(jù)一定的調(diào)度準(zhǔn)則選擇用戶或調(diào)整編碼方式來優(yōu)化系統(tǒng)性能。這種方式避免了無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC，RadioNetworkController)到UE的時延，提高了重傳的速率，減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延。同時，基站可以根據(jù)信道條件快速調(diào)度發(fā)送數(shù)據(jù)的大小和發(fā)送對象，從而提高小區(qū)的吞吐量。

　　多載波TD-HSDPA組網(wǎng)建議

　　為了取得更高的峰值速率以提高對分組業(yè)務(wù)的支持能力，使TD-SCDMA系統(tǒng)與時俱進(jìn)，具有與其它系統(tǒng)相當(dāng)?shù)母偁巸?yōu)勢，除上述單載波HSDPA技術(shù)外，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CCSA)還提出了針對TD-SCDMA系統(tǒng)的多載波HSDPA技術(shù)，將多載波捆綁以提高TD-SCDMA系統(tǒng)中單用戶峰值速率。即多個載波上的信道資源可以為同一個用戶服務(wù)，該用戶可以同時接收本小區(qū)多個載波發(fā)送的信息。這樣，如果采用N個載波同時為一個用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，理論上該用戶可以獲得原來N倍的數(shù)據(jù)速率。如3載波的HSDPA(5MHz帶寬)，理論峰值速率可以達(dá)到8.4Mbit/s；6載波的HSDPA(10MHz帶寬)理論峰值速率則可以達(dá)到16.8Mbit/s。多載波HSDPA也是對已有N頻點(diǎn)技術(shù)的自然延伸，在N頻點(diǎn)小區(qū)中擁有N個載波資源，便于多載波捆綁。由于引入多載波，網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加了數(shù)據(jù)分流處理，用戶終端側(cè)增加了數(shù)據(jù)合并處理，二者的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，能力要有所提高。目前，CCSA已基本完成了TD-SCDMA多載波HSDPA相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的確定，TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)鏈必將加快多載波HSDPA設(shè)備的研發(fā)進(jìn)程。