HSUPA增強技術(shù)及其測試解決方案

摘要：  HSUPA增強技術(shù)是3GPP在其R6提出的上行分組增強技術(shù)。主要是通過(guò)修改物理層一些承載特性參數，譬如SF、TTI等來(lái)實(shí)現UE高速的接入。HSUPA這種物理技術(shù)特性的改變，是基于Node B的快速調度和引入自動(dòng)混合重傳(HARQ)及軟合并等一系列新的物理層關(guān)鍵技術(shù)，從而保證相應的QoS和基于QoS的資源動(dòng)態(tài)分配。本文從物理層和協(xié)議棧兩個(gè)方面對HSUPA技術(shù)作了深入分析比較，也對其發(fā)展預商用過(guò)程中的一些解決方案作了一些探討。
關(guān)鍵詞：HSUPA；3GPP；高速上行分組接入；E-HSPA；測試解決方案

HSUPA技術(shù)介紹

　　WCDMA的R99和R4系統能夠提供的最高上下行速率分別為64kbit/s和384kbit/s，為了能夠與CDMA2000的1xEV-DO技術(shù)抗衡，3GPP在R5規范中引入了HSDPA，在R6規范中引入了HSUPA。作為WCDMA標準的升級技術(shù)，HSUPA可以使上行最高數據傳輸速率提高到5.76Mbps。目前，HSUPA標準在3GPP規范化進(jìn)程中已全部?jì)鼋Y，并已完成全部的CR。相應的預商用產(chǎn)品預計會(huì )在2007年年中推出。

　　作為一種高速分組接入技術(shù)，HSUPA引入了新的數據和信令承載功能信道，以及相應的功率控制、擁塞控制和資源調度等機制。HSUPA在R99/R4版本的基礎上通過(guò)引入短TTI, 短擴頻碼，甚至采用擴頻因子為2的短碼字，以及多碼道技術(shù)等來(lái)實(shí)現UE的高速上行分組接入。如果分析當擴頻增益變小和TTI變短對于物理層可能帶來(lái)的影響，這種通過(guò)修改承載參數來(lái)實(shí)現高速接入的機制必然會(huì )帶來(lái)分組包的誤塊率(BLER)增大，甚至丟失。正因為這一點(diǎn)，R99/R4就無(wú)法采用類(lèi)似的方法進(jìn)一步提升速率。而HSUPA通過(guò)引入自動(dòng)混合重傳(HARQ)和軟合并技術(shù)來(lái)克服上述的影響，保證系統的BLER。在此基礎上，通過(guò)把R99/R4的DCH調度從RNC往Node B前端移動(dòng)，從而實(shí)現資源的快速調度，從而達到增加小區吞吐量的效果。

　　與HSUPA相對應的是HSDPA，這是一種有效的高速下行分組傳輸技術(shù)，它能充分利用R99/R4下行物理信道多余的碼字和功率資源。HSUPA獨立于HSDPA,即兩者在關(guān)鍵技術(shù)和承載的物理信道上相互獨立。但同作為WCDMA后續的分組傳輸加強技術(shù)，HSUPA和HSDPA的關(guān)系卻極為密切。而作為一種演變技術(shù)的E-HSPA, 綜合了HSDPA和HSUPA兩者的好處。從而可以在WCDMA 5M帶寬的基礎上，達到與LTE(下行OFDMA、上行SC-CDMA將會(huì )在3GPP R8版本中定義)近似的性能，即頻譜利用率達到2bit/s/Hz的水平。

　　本文就HSUPA技術(shù)的本質(zhì)作了一下深入探討。通過(guò)分析，并借助與HSDPA的比較，揭示了HSUPA技術(shù)的實(shí)現和優(yōu)勢。第二章會(huì )描述HSUPA的物理層關(guān)鍵技術(shù)及其支撐信道，第三章介紹HSUPA協(xié)議棧和基于上面的快速調度技術(shù)，第四章將對HSUPA數據終端的發(fā)展做簡(jiǎn)單介紹。最后對其演變做一下總結。論述中，將會(huì )對HSUPA發(fā)展和預商用測試的一些解決方案作一些介紹。

HSUPA物理層關(guān)鍵技術(shù)

　　HSUPA同HSDPA一樣，物理層關(guān)鍵技術(shù)的本質(zhì)都是對WCDMA分組傳輸技術(shù)的加強。眾所周知，分組傳輸技術(shù)本身是一種服務(wù)于用戶(hù)突發(fā)性數據訪(fǎng)問(wèn)的技術(shù)，資源的調度是基于分組包進(jìn)行的。為了支持上行高速的分組業(yè)務(wù)，HSUPA引入了五個(gè)新的物理信道，并對上行分組包的傳輸格式提供了增強支持。這主要包括短TTI(2m)和可選短擴頻碼SF=2的支持等。但在調制方式上，HSUPA卻沒(méi)有引入新的調制方案，而是使用與WCDMA上行同樣的雙BPSK調制(HPSK擴展)。而大家記得HSDPA在下行引入了比WCDMA的QPSK更高階的16QAM調制以提高下行速率。

　
  表1  HSUPA傳輸信道和物理信道定義

　　表1是HSUPA傳輸信道和物理信道的定義。從中可以看到HSUPA繼續延續了WCDMA、HSDPA多碼道傳輸的概念，其理論峰值速率5.76Mbps是在2個(gè)SF=2和2個(gè)SF=4的4碼道并行傳輸的情況下實(shí)現。需要注意的是，是否支持SF=2的擴頻碼由HSUPA終端的能力類(lèi)別決定。此外，由于上行鏈路多碼道傳輸的峰均功率比PAR問(wèn)題，必須對上行的E-DCH物理信道作I/Q路的均衡配置和功率增益補償。一般而言，E-DPCCH總是映射到I路上面；而E-DPDCH的映射取決于配置的E-DPDCH最大信道個(gè)數Nmax-dpdch和HSDPA信道的是否存在。

　　在對幀的支持上，HSUPA可靈活支持TTI=2ms和TTI=10ms的幀格式，表1中物理信道可以支持兩種TTI幀格式，這有別于HSDPA單一的2ms TTI和R99的10