TD-HSDPA技术研究与分析

　　移动分组数据业务的支持能力是3G系统最重要的特点之一。随着移动通信和Internet网络的迅速发展，许多对流量和迟延要求较高的数据业务如视频、流媒体和下载等不断涌现。这些业务对移动通信系统提出了更高的需求，要求系统提供更高的传输速率和更小的传输时延。为了满足日益增长的分组业务需求，特别是下行业务需求，3GPP提出了HSDPA技术并进行了标准化，HSDPA作为3GPPRelease5版本中的最主要特性(包括FDD以及TDD)，于2002年完成了标准化。HSDPA通过采用AMC、HARQ以及高阶调制(16QAM)等技术，并在基站侧实现快速调度，从而可以快速自适应的反映用户信道的变化，获得较高的用户峰值速率和小区数据吞吐率。

　　TD-SCDMA是我国自主提出的国际3大移动通信标准之一。李小文教授为TD-SCDMA的提出作出了杰出贡献。3GPP制定了高速下行分组接入(HSDPA)协议，使得单载波下行速率理论值达到2.8Mbit/s，若采用N点多载波技术，其下行速率能够达到N×2.8Mbit/s，满足了人们视频、浏览网页、下载等功能。

　　1、TD-HSDPA协议栈结构

　　图1给出了HSDPA无线接口协议结构。从图中可以看出，NodeB中新增加了MAC层的功能，增加了MAC-hs(hs表示HSDPA)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，以达到快速调度和较高的小区吞吐量以及减少时延。

　　图1 HSDPA无线接口协议结构

　　2、TD-HSDPA关键技术

　　为了适应分组数据业务的特点，在TD-SCDMA中引入了共享信道的机制，多个用户共享无线资源。同时根据用户所处环境的不同，系统可以自适应的调整用户的调制方式以及编码速率，以提高系统吞吐量及无线资源效率。自适应编码调制技术(AMC，adaptivemodulationandcoding)、混合自动重传(HARQ，hybrid ARQ)和快速资源调度算法等技术，提高了高速下行分组数据速率和减少时延。

　　2.1共享信道

　　考虑到分组业务的特性，突发性强，持续时间不确定，系统采用共享信道的方式为分组用户提供服务，用户通过时分或者码分的形式共享无线资源。系统定义了新的共享信道以及相应的上下行控制信道以支持TD-HSDPA特性。

　　2.2自适应编码和调制技术(AMC)

　　AMC通过改变调制方式和信道编码率来调整传输速率，目前采用QPSK和16QAM两种调制方式。系统根据自身物理层能力和信道变化情况，建立一个在共享信道HS-DSCH中传输格式的编码调制格式集合(MCS)，每个MCS中的传输格式包括传输数据编码速率和调制方式等参数，当信道条件发生变化时，系统会选择与信道条件对应的不同传输格式来适应信道变化并通知UE。具体为：根据无线信道变化选择合适的调制和编码方式，网络侧根据用户瞬时信道质量状况和目前的无线资源，选择最合适的下行链路调制和编码方式，使用户达到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)，用户数据发送可以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，从而得到高的峰值速率;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，通过改变调制和编码方式(MCS)以期待同信道所发生的变化保持一致，所需信道信息来自于接收机的反馈信息，采用AMC的优点：①合适位置的用户可以得到较高的数据率，提高了小区系统的平均吞吐量。②由于链自适应是基于调制编码方式的变化而不是基于发射功率的变化，因此降低了干扰变化。