HSUPA技術(shù)詳細(xì)介紹

　　什么是HSUPA呢?HSUPA(high speed uplink packet access)被稱為高速上行鏈路分組接入。

　　我們都知道WCDMA　Rel5中的HSDPA是WCDMA下行鏈路方向(從無線接入網(wǎng)絡(luò)到移動終端的方向)針對分組業(yè)務(wù)的優(yōu)化和演進。與HSDPA類似，HSUPA是上行鏈路方向(從移動終端到無線接入網(wǎng)絡(luò)的方向)針對分組業(yè)務(wù)的優(yōu)化和演進。HSUPA是繼HSDPA后，WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的又一次重要演進。HSUPA的標(biāo)準(zhǔn)化工作將于2005年完成，具體體現(xiàn)在3GPP WCDMA R6 的規(guī)范中。利用HSUPA技術(shù)，上行用戶的峰值傳輸速率可以提高2-5倍，HSUPA還可以使小區(qū)上行的吞吐量比R99的WCDMA多出20-50%。

　　HSUPA采用的三種主要技術(shù)

　　HSUPA采用了三種主要的技術(shù):物理層混合重傳，基于Node B的快速調(diào)度，和2msTTI短幀傳輸。下面將對這些技術(shù)進行介紹。

　　物理層混合重傳[L1(Fast) HARQ]:在WCDMA R99中，數(shù)據(jù)包重傳是由RNC控制下的RLC重傳完成的。在AM模式下，RLC的重傳由于涉及RLC信令和Iub接口傳輸，重傳延時超過100ms。在HSUPA中定義了一種物理層的數(shù)據(jù)包重傳機制，數(shù)據(jù)包的重傳在移動終端和基站間直接進行，基站收到移動終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包后會通過空中接口向移動終端發(fā)送ACK/NACK信令,如果接收到的數(shù)據(jù)包正確則發(fā)送ACK信號,如果接收到的數(shù)據(jù)包錯誤就發(fā)送NACK信號,移動終端通過ACK/NACK的指示,可以迅速重新發(fā)送傳輸錯誤的數(shù)據(jù)包。由于繞開了Iub接口傳輸，在10msTTI下，重傳延時縮短為40ms。在HSUPA的物理層混合重傳機制中，還使用到了軟合并(soft combing)和增量冗余技術(shù)(Incremental Redundancy)，提高了重傳數(shù)據(jù)包的傳輸正確率。

　　基于Node B的快速調(diào)度(NodeB Scheduling):在WCDMA R99中，移動終端傳輸速率的調(diào)度由RNC控制， 移動終端可用的最高傳輸速率在DCH建立時由RNC確定，RNC不能夠根據(jù)小區(qū)負(fù)載和移動終端的信道狀況變化靈活控制移動終端的傳輸速率。基于Node B的快速調(diào)度的核心思想是由基站來控制移動終端的傳輸數(shù)據(jù)速率和傳輸時間?；靖鶕?jù)小區(qū)的負(fù)載情況，用戶的信道質(zhì)量和所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)狀況來決定移動終端當(dāng)前可用的最高傳輸速率。當(dāng)移動終端希望用更高的數(shù)據(jù)速率發(fā)送時，移動終端向基站發(fā)送請求信號，基站根據(jù)小區(qū)的負(fù)載情況和調(diào)度策略決定是否同意移動終端請求。如果基站同意移動終端的請求，基站將發(fā)送信令提高移動終端的最高可用傳輸速率。當(dāng)移動終端一段時間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時，基站將自動降低移動終端的最高可用傳輸速率。由于這些調(diào)度信令是在基站和移動終端間直接傳輸?shù)?，所以基于Node B的快速調(diào)度機制可以使基站靈活快速地控制小區(qū)內(nèi)各移動終端的傳輸速率，使無線網(wǎng)絡(luò)資源更有效地服務(wù)于訪問突發(fā)性數(shù)據(jù)的用戶，從而達(dá)到增加小區(qū)吞吐量的效果。

　　2msTTI 和10 ms TTI: WCDMA R99 上行DCH的傳輸時間間隔(TTI)為10ms，20ms，40ms，80ms。在HSUPA中，采用了10msTTI以降低傳輸延遲。雖然HSUPA也引入了2ms TTI的傳輸方式，進一步降低傳輸延遲，但是基于2msTTI的短幀傳輸不適合工作于小區(qū)的邊緣。

　　HSUPA和HSDPA都是WCDMA系統(tǒng)針對分組業(yè)務(wù)的優(yōu)化，HSUPA 采用了一些與HSDPA類似的技術(shù)，但是HSUPA并不是HSDPA簡單的上行翻版，HSUPA中使用的技術(shù)考慮到了上行鏈路自身的特點，如上行軟切換，功率控制，和UE的PAR(峰均比)問題??HSDPA中采用的AMC技術(shù)和高階調(diào)制并沒有被HSUPA采用。

　　HSUPA 性能

　　采用HSUPA技術(shù)，用戶的峰值速率可達(dá)到1.4 - 5.8Mbps。與WCDMA R99相比，HSUPA的網(wǎng)絡(luò)上行容量增加20%-50%，增加25%的Iub傳輸容量，重傳延遲小于50ms，覆蓋范圍增加0.5-1.0dB。

　　從WCDMA R99到HSUPA的網(wǎng)絡(luò)演進

　　HSUPA增加一個新的專用傳輸信道 E-DCH 來傳輸HSUPA業(yè)務(wù)。Rel99 DCH 和E-DCH可以共存，因此用戶可以享受在DCH上傳統(tǒng)的R99語音服務(wù)的同時，利用HSUPA在E-DCH進行突發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸。

　　在理論上HSUPA的用戶峰值速率可達(dá)到5.8Mbps，這一目標(biāo)將分階段完成，在第一階段HSUPA網(wǎng)絡(luò)將首先支持1.4M的上行峰值速率，在接下來的階段逐步支持2M以及更高的上行峰值速率。

　　HSUPA向后充分兼容于3GPP的WCDMA R99。這使得HSUPA可以逐步引入到網(wǎng)絡(luò)中。R99和HSUPA的終端可以共享同一無線載體。并且HSUPA不依賴HSDPA，也就是說沒有升級到HSDPA的網(wǎng)絡(luò)也可以引入HSUPA。

　　要在現(xiàn)有的WCDMA R99中引進HSUPA，需要對現(xiàn)有的無線接入系統(tǒng)做一定程度的升級。對于諾基亞的產(chǎn)品，只需對BTS和RNC做簡單的軟件升級即可。

　　使用HSUPA好處多多

　　HSUPA極大地提高了上行傳輸速率，無論對于發(fā)送Email,文件上傳還是交互式游戲這樣的應(yīng)用，用戶都將體會到HSUPA提供的高速率和短延遲。

　　對運營商來說，引進HSUPA將帶來如下好處:

　　*為用戶提供更高上行傳輸速率;

　　*為高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供更好覆蓋;

　　*提高WCDMA網(wǎng)絡(luò)承載數(shù)據(jù)服務(wù)的容量。

　　對普通用戶來說，HSUPA意味著:

　　*用戶能感到更好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，尤其是在使用對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時;

　　*更短的服務(wù)反應(yīng)時間;

　　*更可靠的服務(wù)。