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HSUPA技术实现及其应用分析

发布时间:2020-06-30 20:19:56 阅读: 来源:海绵厂家

1、HSUPA关键技术

本文引用地址:与HSDPA类似,HSUPA采用了物理层快速重传及软合并(HARQ)、Node B分布调度、更短的TTI、高阶调制等技术。因此HSUPA的系统性能主要由扩频、调制、编码、HAQR重传和软合并、调度效率以及特定无线环境等因素确定。

1.1软合并与HARQ技术

HSUPA采用混合自动重传HARQ技术,应对复杂多变的传输信道。HARQ是一种纠错技术。混合(Hybrid)的意思是它综合了前向纠错码(FEC)和重传(ARQ)两种方式的特点。R99/R4采用了传统的ARQ方法,重传功能在RLC实现。HSUPA在Node B增加了H-ARQ功能,用以提高传输速率和减小时延。在HSUPA中采用的是多进程停等HARQ机制。停等协议SAW(Stop & Wait)是对每个进程来说,发送完数据包后等待接收正确的确认信息,如果对方没有正确接收,则重传数据包,如果对方已经正确接收,则发送下一个新的数据包。在HSUPA中,10msTTI对应4个HARQ进程,2msTTI对应8个HARQ进程。对于HARQ的前向纠错,分为CC(Chase Combining)和IR(Incremental Redundancy)两种方式。CC方式重传的信息和第一次发送的内容完全一样,这样UE在解码前,先把重传的信息进行最大比合并后,再进行解码,提高解码增益。IR方式的重传支持两种类型,一种是重传时发送和前次发送完全不一样的冗余信息,该信息只有和第一次发送的信息合并后才可以解码;另外一种是重传时发送和前次完全不一样的冗余信息,但该信息是可以自解码的。在每次HARQ重传时,通过给定增量冗余方式,提高译码前向纠错的能力。

1.2快速调度

HSUPA采用Node B的非集中调度策略。非集中调度策略是针对RNC内的集中式调度策略而言,RNC集中调度的优点是知道UE多个无线链路的解调性能以及相应小区负载信息,可以更准确的调度UE的数据传输速率,防止UE过高的发射功率给某些小区带来过大的底噪攀升,但是缺点是响应时间太慢。Node B非集中调度的优点是可以根据当前UE的信道条件好坏和小区负载状况,以最快2ms的速率对用户的数据传输速率进行调度,可以获得快速调度带来的性能增益,缺点是无法知道调度UE发射功率给其他邻小区带来的底噪攀升。为了解决软切换区域服务小区Node B调度给其他邻小区带来的不可估计的底噪影响,在HSUPA中,最终的UE传输格式选择权由UE自己决定,UE可以根据当前各个小区下行传输速率调度指示 RG信息以及自己剩余可用功率信息,决定是否增加传输速率,还是降低传输速率。比如,如果UE接收的非服务小区传输速率调整指示RG为下调传输速率,则即使UE服务小区指示UE上调传输速率,也将按照下调传输速率进行数据传输,防止过大的发射功率抬高非服务小区的底噪声,超过了负载要求,导致系统性能下降。Node B采用非集中式的快速调度机制,和R99/R4的DCH相比,可以使得Node B工作在较高的负载水平,这样网络规划的负载余量预留可以大大的减小,提高了系统上行的容量。

1.32ms短帧

HSUPA采用2ms短帧,减小了传输时延,主要体现在空口数据传输相比10ms有比较大的时延减小,并且发射方数据组成帧时需要的帧对齐时间也减小了。2ms短帧使得Node B控制的HARQ进程的往返RTT(RoundTrip Time)减小了,并提高了快速调度响应时间。相对10ms帧来说,可以更好的利用资源,获得更高的系统容量。

下面具体分析一下2ms TTI和10ms TTI相比带来的性能增益。

表1HSUPA调度周期仿真参数

HSUPA调度周期仿真参数如表1所示。2ms TTI的EDCH调度周期为2ms,Node B根据当前小区负载特性确定用户调整的速率指示(RG,Rate Grant)值,并发送给用户,用户使用该调度信息(SI,Scheduling Information)时,考虑处理时延等因素,调度对应上行数据传输格式有10个时隙的延迟;10ms TTI的E-DCH调度周期和上行数据使用SI的延迟分别为10ms和35时隙。仿真结果显示,在4.5dB RoT的情况下,2ms TTI的E-DCH小区吞吐率比10ms TTI的E-DCH小区吞吐率提高了16%,并且随着工作负载点的增加,获得的性能提升更大。可见短TTI带来了较大的性能增益。

2、HSUPA在UMTS中的技术实现

2.1在物理层的实现

为了支持HSUPA,物理层在上行增加了E-DPCCH和E-DPDCH,在下行增加了E-AGCH、E-RGCH和E-HICH。上行增强专用数据信道E-DPDCH用于承载HSUPA用户上行的传输数 据,最大支持2个SF=4同时组合2个SF=2的多码传输,峰值速率可达5.76Mb/s, E-DPDCH采用BPSK调制;上行增强控制信道E-DPCCH承载解调数据信道E-DPDCH的伴随信令。下行绝对授权信道E-AGCH为公共信道,由用户服务E-DCH无线连接所在的小区指示UE E-DPDCH最大可用功率偏置,通常为慢速调节;下行相对授权信道E-RGCH为专用信道,最快可按2ms时间快速调整UE的上行可用功率;下行 HARQ指示信道E-HICH用于反馈用户接收进程数据是否正确的ACK/NACK信息。

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