HSDPA（高速下行鏈路分組接入）簡(jiǎn)介及對測試設備的

隨著(zhù)HSDPA的面世，人們能夠以快于傳統WCDMA的速度傳輸數據。這主要是通過(guò)一種更加復雜的調制格式和重復發(fā)送數據的步驟實(shí)現的。這些新的功能也影響到了相應的測試設備和測試方法，本文介紹了HSDPA與傳統WCDMA的區別，并介紹了HSDPA對測試設備及方法提出的新要求。

HSDPA(高速下行鏈路分組接入)擴展了UMTS標準。這種改進(jìn)與EDGE對GSM標準的增強類(lèi)似：像HSDPA一樣，EDGE使用了一種不同的編碼機制。就EDGE而言，這使其可以更加有效地使用GSM時(shí)槽，將可用數據速率提升三倍，最高可達384 Kb/s。事實(shí)上，由于EDGE已經(jīng)被公認為一種3G移動(dòng)射頻技術(shù)，很多沒(méi)有獲得CDMA許可的服務(wù)供應商都將 EDGE視為一種替代技術(shù)。

圖1 信息會(huì )車(chē)的底層上的邏輯、傳輸和物理通道

HSDPA的理論數據傳輸速率為下行14.4Mb/s，與之相對應的上行鏈路技術(shù)HSUPA的速率為5.8Mb/s。雖然專(zhuān)家們認為3Mb/s的速率就足以滿(mǎn)足應用需要，但是這仍然需要大幅度地擴展現有的頻譜資源。這種擴展可以通過(guò)在UMTS基站(節點(diǎn)B)和無(wú)線(xiàn)設備(即用戶(hù)設備，簡(jiǎn)稱(chēng)UE)之間的第一和第二協(xié)議中，通過(guò)高階調制格式16QAM(正交幅度調制)和重復呼叫方法，借助復雜的通信算法實(shí)現，圖1顯示了使用射頻連接的OSI通信的底層。

更高的數據傳輸速率，更低的延時(shí)

不同層之間的信息傳輸需要使用特定的傳輸通道：邏輯通道、傳輸通道和物理通道。這些通道被用于傳輸信令協(xié)議和用戶(hù)數據。為了更好地理解HSDPA，還應當將物理通道納入考慮的范圍。

在通過(guò)物理通道傳輸數據之前，需要通過(guò)CRC編碼、通道編碼、數據交錯和數據分塊等技術(shù)防止數據丟失。復用的傳輸通道被映射到物理通道(代碼通道)上，進(jìn)行擴展、加擾和調制。數據傳輸則使用傳輸通道，將發(fā)往不同接收者的數據分組和用戶(hù)或控制信息復合到一起。

HSDPA可以通過(guò)一個(gè)傳輸通道和相關(guān)的物理通道，擴展圖1所顯示的架構。表1指出了傳統WCDMA和HSDPA之間的區別。

利用HSDPA，可以傳輸長(cháng)度只有2ms的短數據分組(短于過(guò)去的10ms)。在相同的速率下，調制和傳輸參數可以進(jìn)行調整。射頻通道的測量可以被用于改進(jìn)傳輸參數，以便將HS-DSCH(高速下行鏈路共享通道)的數據塊錯誤率保持在10%以下。

QPSK能夠按照每個(gè)波形調制兩個(gè)比特，再根據比特的組合情況，采用四種具有相同幅度的相位中的一種。但是，16QAM使用了16種具有不同幅度的狀態(tài)，每個(gè)波形都是四個(gè)比特的組合(參見(jiàn)圖2)，因此16QAM的數據傳輸速率是QPSK的兩倍。16QAM的缺點(diǎn)在于：必須大幅度地提高射頻通道的質(zhì)量，才能獲得較高的數據傳輸速率，因此它需要更高的信噪比(SNR)。在接收端檢測到一個(gè)錯誤時(shí)，它會(huì )請求重新發(fā)送所傳輸的數據，這會(huì )導致有效數據速率的降低。如果基站知道射頻通道質(zhì)量，它就可以根據各個(gè)射頻通道的特性，優(yōu)化傳輸參數，例如調制機制。因此，無(wú)線(xiàn)終端必須能夠有效地反饋通道質(zhì)量信息。這些終端可以在HS-DPCCH(高速專(zhuān)用物理控制通道)上提供這些反饋。

圖2 16QAM的星座圖

除了射頻通道質(zhì)量以外， HS-DPCCH還被用于向基站說(shuō)明數據分組是否被成功接收。這是自動(dòng)重發(fā)請求(ARQ)的組成部分，它也被稱(chēng)為重新傳輸協(xié)議。另外，如果它采取措施來(lái)保護數據(正向糾錯)，這就被稱(chēng)為復合自動(dòng)重發(fā)請求(HARQ)?？偣灿腥N不同的HARQ協(xié)議，HSDPA使用的是其中的II和III型。

通過(guò)一種新的信令通道—— HS-SCCH (高速共享控制通道)，UE可以獲知哪些數據分組被分配給它。該通道包含了關(guān)于UE標識、HS-PDSCH擴展編碼、HARQ協(xié)議類(lèi)型和其他協(xié)議數據。無(wú)線(xiàn)設備必須能夠分析四種不同的HS-SCCH。

用戶(hù)數據則在與HS-DSCH傳輸通道相連的HS-PDSCH(高速物理下行鏈路共享通道)上傳輸。根據具體的特性，HS-DSCH可以將數據發(fā)送到一個(gè)或者多個(gè)(最多15個(gè))HS-PDSCH上。在不采用通道編碼的情況下，這在理論上最高可以容納14.4Mb/s的速率。通過(guò)2:3的編碼率(每?jì)蓚€(gè)需要傳輸的比特搭配一個(gè)冗余比特)，可以達到9.6Mb/s的數據速率。

第一代HSDPA設備只能并行處理5個(gè)HS-PDSCH。這是由目前使用的接收端架構所導致的，即所謂的Rake接收端。這種類(lèi)型的接收端會(huì )將可以達到的最大傳輸速率下

降到3.6 Mb/s。要獲得更高的數據速率，必須使用一種新的接收端。另外，還需要采用新的接收端測量方法。

新增的測試要求

HSDPA也需要進(jìn)行新的測量。新的測試包括了對接收端、發(fā)送端和信號處理的檢查。新的調制機制——16QAM——在接收端提出了新的挑戰。為了正確地檢測帶有16種相位和幅度狀態(tài)的16QAM信號，SNR必須高于QPSK，因此在實(shí)際中，較高的數據速率只能在無(wú)線(xiàn)終端靠近基站時(shí)才能實(shí)現。在類(lèi)型審核階段，終端的正確檢測信號狀態(tài)的能力將通過(guò)一種數據塊錯誤率(BLER)測量方法，在較高的接收端功率等級下進(jìn)行測試。發(fā)回的接收確認信息被用于判斷數據塊的錯誤率。在實(shí)際使用和服務(wù)中，接收端通常只通過(guò)GSM和寬頻CDMA調制進(jìn)行測試。

另一種更加適合較高的數據速率的方法是評估通過(guò)HS-DPCCH報告到節點(diǎn)B的通道質(zhì)量指數(CQI)。CQI還定義了無(wú)線(xiàn)終端在BLER不超過(guò)10%的情況下可以處理的數據速率。測試設備會(huì )選擇一種與CQI 值16相對應的傳輸格式。傳輸格式將會(huì )決定數據塊大小、并發(fā)通道個(gè)數和調制類(lèi)型等參數。

在測試的第一個(gè)階段，下行鏈路通道的配置將保持不變，同時(shí)會(huì )記錄2000個(gè)CQI值。下一步則是確定CQI的中值。90%的(即1800個(gè))CQI值必須處于“CQI中值-2

只有在UE能夠隨時(shí)正確地向基站報告接收端質(zhì)量的情況下，才能夠利用HSDPA進(jìn)行傳輸。用于檢查這種功能的測試目前還處于研發(fā)階段——HS-DPCCH的不連續傳輸和部分延時(shí)傳輸向發(fā)送端提出了新的挑戰。這是在系列化生產(chǎn)之前必須進(jìn)行的另外一項測試。

HSDPA的面世是人們在提高移動(dòng)射頻下行鏈路的數據速率、縮短網(wǎng)絡(luò )游戲的延時(shí)方面邁出的重要一步。就所使用的技術(shù)而言，HSDPA是一個(gè)復雜的里程碑，能夠在不同特性的射頻通道上提供高度有效的射頻通道。