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當(dāng)前引入的高速分組接入（HSPA，3GPP版本6）技術(shù)極大提升了愛(ài)立信產(chǎn)品的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能，可實(shí)現(xiàn)下行（HSDPA）14Mbit/s的速率和上行（E-UL）1.4Mbit/s的速率，為用戶帶去可移動(dòng)的寬帶體驗(yàn)；大幅增加了分組數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)量，分組數(shù)據(jù)目前已成為3G網(wǎng)絡(luò)中的主要業(yè)務(wù)類型。全球目前共有185個(gè)HSPA網(wǎng)絡(luò)，愛(ài)立信提供了其中的90個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
愛(ài)立信將再接再厲，繼續(xù)幫助已經(jīng)部署WCDMA/HSPA網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商大幅提升系統(tǒng)性能。HSPA演進(jìn)規(guī)范（3GPP版本7和8）引入了多項(xiàng)全新特性：更高的數(shù)據(jù)速率、更低的時(shí)延、更大的容量以及對(duì)VoIP和多播業(yè)務(wù)更好的支持。3GPP版本7引入了以下全新概念：
●高階調(diào)制（HOM）；
●多輸入多輸出（MIMO）；
●連續(xù)性分組連接（CPC）；
●二層增強(qiáng)特性；
●增強(qiáng)型CELL_FACH；
●多播/組播單頻網(wǎng)絡(luò)（MBSFN）；
●先進(jìn)接收機(jī)。
此外，3GPP正考慮將多載波運(yùn)行、下行優(yōu)化廣播（DOB）和更先進(jìn)的接收機(jī)寫入今后的版本。上述全新概念將大幅提升峰值數(shù)據(jù)速率、頻譜效率和VoIP容量。例如，在版本8中，下行峰值數(shù)據(jù)速率將達(dá)到42Mbit/s，上行峰值數(shù)據(jù)速率將達(dá)到11Mbit/s（每個(gè)5MHz載波）。HSPA具有以下幾方面的特性和性能。
高階調(diào)制
HSPA（3GPP版本6）在下行方向支持QPSK和16QAM調(diào)制方案，在上行方向支持BPSK和QPSK調(diào)制方案。版本7引入了可提升數(shù)據(jù)速率的高階調(diào)制方案。在下行方向，該版本引入了64QAM調(diào)制方案，將數(shù)據(jù)速率提升了50%，從14Mbit/s提升至21Mbit/s；在上行方向，16QAM調(diào)制方案將數(shù)據(jù)速率提升了一倍，從5.7Mbit/s提升至11Mbit/s。
不僅如此，該版本還修改了物理控制信道（HS-SCCH、HS-DPCCH、E-AGCH和E-DPCCH），讓它們能夠支持新的調(diào)制方案、更大的傳輸塊、范圍更廣的信道質(zhì)量指示器（CQI）。在良好的無(wú)線傳播條件下，高階調(diào)制方案可大幅提升數(shù)據(jù)速率，為用戶帶來(lái)卓越的通信體驗(yàn)。滿足上述條件的一個(gè)前提是對(duì)小區(qū)進(jìn)行細(xì)心規(guī)劃。表1匯總了HSPA演進(jìn)的一系列新特性。
表1 HSPA的特性
多輸入多輸出（MIMO）
我們可以通過(guò)使用多根天線向一個(gè)用戶同時(shí)傳送多個(gè)傳輸塊來(lái)提升數(shù)據(jù)速率。這一技術(shù)通常被稱為空間復(fù)用MIMO（以便區(qū)別于收發(fā)分集技術(shù)，該技術(shù)使用多根天線傳送和接收一個(gè)傳輸塊）。接收機(jī)使用信道屬性和編碼方案分離不同的數(shù)據(jù)流。請(qǐng)注意：采用MIMO技術(shù)的一個(gè)前提是實(shí)現(xiàn)多層傳輸方案的標(biāo)準(zhǔn)化。
對(duì)于HSDPA，3GPP選擇了基于預(yù)編碼、秩自適應(yīng)和多編碼字傳輸?shù)腗IMO方案。這意味著不同的層（子數(shù)據(jù)流）承載不同的傳輸塊；可以根據(jù)當(dāng)前的信道條件更改并行數(shù)據(jù)流的數(shù)量（秩自適應(yīng)）。單獨(dú)編碼技術(shù)有助于抗干擾接收機(jī)的使用，而后者與線性接收機(jī)（如基于MMSE的接收機(jī)）相比，有望提升系統(tǒng)的性能。
在版本7中，MIMO被定義為最多傳送兩個(gè)數(shù)據(jù)流。這樣，每個(gè)數(shù)據(jù)流可以使用QPSK或16QAM調(diào)制方案,將HSDPA的峰值數(shù)據(jù)速率提升至28Mbit/s左右。在版本8中，每個(gè)數(shù)據(jù)流可以使用64QAM調(diào)制方案，將峰值數(shù)據(jù)速率提升至42Mbit/s（如圖1所示）。
圖1 用于高階調(diào)制和多輸入多輸出（MIMO）的步行A信道的90%吞吐量
多載波運(yùn)行
多載波運(yùn)行是WCDMA規(guī)范的未來(lái)版本將采用的一項(xiàng)候選技術(shù)。使用相鄰成對(duì)頻段的運(yùn)營(yíng)商將能以一種協(xié)調(diào)的方式在多個(gè)5MHz的相鄰載波上運(yùn)行HSPA，從而提升頻譜使用率。例如，不需要在所有載波中全面復(fù)制控制信道。再例如，運(yùn)營(yíng)商可以只使用一個(gè)主載波（anchorcarrier），從而增強(qiáng)其它載波的HSPA處理能力。因此，如果部署2x2MIMO系統(tǒng)不太現(xiàn)實(shí)的話，運(yùn)營(yíng)商可以考慮雙載波運(yùn)行方案，作為將下行數(shù)據(jù)速率提升至42Mbit/s的一種替代方案。另外，結(jié)合使用雙載波運(yùn)行方案、2x2MIMO系統(tǒng)和64QAM調(diào)制方案還可以將峰值數(shù)據(jù)速率提升至84Mbit/s，同時(shí)也不需要部署4x4 MIMO系統(tǒng)。不僅如此，使用4個(gè)載波還可以實(shí)現(xiàn)4x42Mbit/s的數(shù)據(jù)速率。
二層增強(qiáng)特性
使用確認(rèn)模式無(wú)線鏈路控制（RLC）協(xié)議實(shí)現(xiàn)的下行峰值數(shù)據(jù)速率受RLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）大小、RLC往返時(shí)間（RTT）以及RLC窗口大小的限制。需要很大的RLCPDU才能維持MIMO技術(shù)和64QAM調(diào)制方案所實(shí)現(xiàn)的峰值數(shù)據(jù)速率。因此，為了高效利用PDU大小、增強(qiáng)二層協(xié)議的性能，版本7在下行傳輸方向上采用了靈活的RLCPDU大小、媒體接入控制（MAC）分割和增強(qiáng)型MAC復(fù)用能力，使發(fā)送器能夠靈活選擇RLCPDU的大小。在版本8中，上述應(yīng)用于下行協(xié)議的增強(qiáng)特性也將被用于上行協(xié)議。支持靈活的RLC PDU大小有助于擴(kuò)展上行覆蓋范圍，減少處理開銷和二層協(xié)議開銷。
連續(xù)性分組連接（CPC）
分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶的活躍程度隨時(shí)間變化極大。即使如此，從最終用戶的角度而言，為避免狀態(tài)轉(zhuǎn)換引起的時(shí)延，即使用戶暫時(shí)沒(méi)有任何活動(dòng)，通過(guò)一個(gè)專用連接（CELL_DCH）保持一種狀態(tài)也許更為有利。3GPP在版本7中為分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶提升了專用連接狀態(tài)的效率，這些工作通常被稱為連續(xù)性分組連接（CPC）。CPC包含兩大主要特性：UEDTX/DRX和無(wú)HS-SCCH運(yùn)行。
增強(qiáng)型CELL_FACH
HSPA正替代ADSL，作為將計(jì)算機(jī)連入互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)。這種行為變化將對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量和網(wǎng)絡(luò)特性產(chǎn)生影響。計(jì)算機(jī)通常要運(yùn)行大量程序，這些程序在后臺(tái)進(jìn)行通信，無(wú)需最終用戶干涉。后臺(tái)的通信信息種類繁多，如“keep-alive”消息、軟件升級(jí)檢查、在線狀態(tài)檢查等等。為了高效地支持后臺(tái)通信，3GPP在版本7和8中增強(qiáng)了CELL_FACH狀態(tài)。
增強(qiáng)型CELL_FACH試圖采用與上述CELL_DCH相同的二層協(xié)議頭格式。這樣一來(lái)，即使在CELL_FACH和CELL_DCH信道之間進(jìn)行切換時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸仍能繼續(xù)而不會(huì)中斷。與切換信道時(shí)必須暫停數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌姹?相比，這一增強(qiáng)特性大幅提升了用戶的性能感受。
MBSFN，下行優(yōu)化廣播（DOB）
版本7進(jìn)一步優(yōu)化了MBMS，將傳輸效率提升至版本6中多小區(qū)MBMS傳輸無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高度。這種方法被稱為多播/組播單頻網(wǎng)絡(luò)（MBSFN），它要求同時(shí)傳輸來(lái)自多個(gè)小區(qū)的完全相同的波形。這樣一來(lái)，UE接收機(jī)就能將多個(gè)MBSFN小區(qū)視為一個(gè)大的小區(qū)（如圖2所示）。此外，UE不僅不會(huì)受到相鄰小區(qū)傳輸?shù)男^(qū)間干擾，而且將受益于來(lái)自多個(gè)MBSFN小區(qū)的信號(hào)的疊加。不僅如此，諸如G-RAKE等先進(jìn)的UE接收機(jī)技術(shù)還能解決多徑傳播的時(shí)間差問(wèn)題，從而消除小區(qū)內(nèi)干擾。結(jié)果就是：通過(guò)WCDMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)效率極高的無(wú)線廣播傳輸。
圖2 通過(guò)MBSFN實(shí)現(xiàn)手機(jī)電視廣播
消除小區(qū)間干擾的一個(gè)關(guān)鍵的增強(qiáng)型技術(shù)是在為MBSFN傳輸預(yù)留的下行載波中使用一個(gè)通用擾碼。這樣一來(lái)，3GPP就不必修改標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)?9版本已經(jīng)為FDD定義了同步網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。廣播數(shù)據(jù)使用與MBMS相同的物理和邏輯信道結(jié)構(gòu)傳輸，即MTCH、FACH、S-CCPCH以及MICH和MSCH等控制信道。MBSFN大幅提升了功率效率，以至于無(wú)線鏈路的限制因素已不再是功率，而是編碼。因此，為充分利用所有可用的無(wú)線資源，版本7為MBSFNFACH引入了16QAM調(diào)制方案。為進(jìn)一步增強(qiáng)UE接收機(jī)的信道估計(jì)能力，版本7還引入了一個(gè)使用同步信道（SCH）的時(shí)分導(dǎo)頻信道。為大幅降低UE的電池耗電量，我們甚至可以在每一個(gè)發(fā)送時(shí)間間隔（TTI）中復(fù)用多種業(yè)務(wù)。
3GPP建議進(jìn)一步演進(jìn)MBSFN運(yùn)行方式，方法是引入下行優(yōu)化廣播（DOB）概念，作為不成對(duì)頻段中3.84Mbit/s時(shí)分雙工運(yùn)行的一種特殊模式。
DOB的工作原理和無(wú)線解決方案與MBSFNFDD的相同，這意味著它們的無(wú)線性能也相同。不僅如此，這還意味著使用不成對(duì)頻段的運(yùn)營(yíng)商有多種很好的網(wǎng)絡(luò)遷移方式可供選擇。由于WCDMAMBMS和MBSFN有很多相同之處，DOB不會(huì)對(duì)UE和Node-B產(chǎn)生很大影響。因此，DOB是在不成對(duì)頻段中部署MBSFN的理想選擇。
先進(jìn)接收機(jī)
隨著產(chǎn)品不斷進(jìn)步以及復(fù)雜的HSPA功能不斷增多，UE和Node-B中的接收機(jī)結(jié)構(gòu)也在不斷改進(jìn)，從而提升了系統(tǒng)性能和數(shù)據(jù)速率。
3GPP對(duì)UE接收機(jī)提出的不斷變化的要求也反映了這一發(fā)展趨勢(shì)：版本6和7要求先進(jìn)UE接收機(jī)使用：UE接收天線分集（UE接收機(jī)類型1）；線性均衡器，如G-RAKE（UE接收機(jī)類型2）；線性均衡器和UE接收天線分集，如G-RAKE2（UE接收機(jī)類型3，適合MIMO等技術(shù)）。版本8將要求采用更先進(jìn)的接收機(jī)（類型3，G-RAKE2）能夠消除干擾（UE接收機(jī)類型3i）。
HSPA演進(jìn)（3GPP版本7和8）可讓運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步提升WCDMA系統(tǒng)的性能，從而延長(zhǎng)他們所投資設(shè)備的服務(wù)壽命。尤其是HSPA演進(jìn)規(guī)范引入了幾個(gè)全新特性，從而提供更高的數(shù)據(jù)速率、更低的時(shí)延、更大的容量以及對(duì)VoIP和多播業(yè)務(wù)更好的支持。
