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[摘要]HSDPA因其具备高速下行速率和高容量的特点，所以备受研究者关注，分析HSDPA的关键技术，并指出HSDPA在具体实现过程中出现的问题，然后提出引入CDMA/TDMA技术来解决该问题的方案，该方案能更好提高网络对数据业务的传输。
[关键词]HSDPA WCDMA 自适应调制 混合自动重发
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0710044－01
随着信息网络的高速发展和人们需求的不断增长，数据业务成为人们生活中不可或缺的一部分，而电信行业的发展也找到了突破口和契机。然而在第二代移动通信体系中却没有专门支持移动数据的业务。为了更好促进电信业发展和满足人们对数据业务的需求，研究部门先推出了WCDMA和HSDPA等技术。
HSDPA即高速下行分组接入技术，它在WCDMA的无线接入部分进行了改进，可使下行数据速率提高到14Mbps。同时，HSDPA技术使更多用户同时享受高速数据业务变成了可能，可使现有频段应用更加充分，并且也降低了成本。HSDPA的发展依赖于很多方面的提高，尤其是HSDPA的引入也对现有网络产生了很大影响,为了解决这些问题，我们必须先了解HSDPA的关键技术。
一、HSDPA的关键技术
由于WCDMA为了克服CDMA存在的问题，在技术中引入了可变SF技术和功率控制技术，同时在HSDPA中抛弃了R99版链路自适应技术，而采用了其他的一些新技术：自适应调制和编码技术的引入使获得更高的传输速率；混合自动重传技术的引入也在很大程度上提高了系统性能；同时，快速资源调度算法和MIMO技术提高了共享资源的调度速度以及提高了系统的容量。
（一）自适应调制和编码。自适应调制和编码技术的特点在于掌握无线信道的变化情况，然后对起无线信道进行分析，并以此来选择合适的调制和编码方式。依据用户信道的瞬间质量状况和无线资源，来实现下行链路调制和编码方式的最优选择，保证用户达到尽量高的数据吞吐率。它工作的关键是在准确的估计信道条件，然后根据估计出的无线信道的情况自动调整信号的调制和编码方法。如果信道条件好，就采用较高阶的调制方式和编码速率；反之，则采用较低阶的调制方式和较低的编码速率。采用该方式的优势在于：信道条件好的用户能获得更高的数据速率；同时，通过调整调制或编码方式能降低干扰水平，提高系统容量。
但是，由于移动信道存在变化快以及信道测量报告的延迟的特性，导致信道质量可靠性估计不足，因此，好的信道估计算法应该成为自适应调制和编码技术所需解决的问题。
（二）混合自动重发请求。HSDPA系统中另外的一个新的技术就是HARQ，HARQ是将前向纠错编码和自动重传请求优点相结合，实现传输的高可靠性和高吞吐量。它可以灵活地调整编码速率和提高系统性能，另外，最重要的就是还可以纠正由于采用链路适配而产生的误码。HARQ针对传输过程中出现的解码失败的数据采取了进行后继解码的办法，而不是直接将其丢弃，这样不但降低了重传的次数，而且也提高了系统的吞吐率，同时也保证了传输的高可靠性。HARQ的实现有多种方法，不同方法的效率会有些不同。HARQ采用三种递增冗余的HARQ机制。第一种采用chase合并算法，后两种分别采用完全递增冗余机制和部分递增机制，在HSDPA中主要采用后两种来实现。
增量冗余一直是HARQ中采用的一种技术，它不采用原来简单方法的重传数据包。而是当发现译码失败时，向发射机发出信号，要求发射机附加冗余信息数据以后再把数据传送过来，这样的过程保证没有数据包被丢弃，而译码器对所有数据包进行合并，并在较低误码率上译码。发射机前后两次传送的数据包不完全相同，因为重传的数据包已经加入了一些附加信息来进行纠错。而这些冗余信息和先前接收的数据包合并可得到更强的FEC码。
（三）快速调度。调度算法就是对系统的共享资源的控制和调度，因此快速调度的效率在很大程度上决定了整个系统的性能。调度时应同时考虑信道质量、待发送的数据量、容量以及业务的QOS优先级别等情况。调度算法理论上应向瞬间具有最好信道条件的用户发送数据，这样在每个瞬间都可以达到最高的用户数据速率和最大的数据吞吐量，同时考虑等待发射的数据量与可分配资源的关系、EU的能力级、缓冲器状态和业务优先级等情况。
（四）MIMO技术。在HSDPA中通过引入MIMO技术来提高下行数据速率， MIMO即多入多出，它实现的时同时实现多个发射和接收。MIMO技术可以降低对解调门限的要求，从而提高整个系统的性能，也可以使峰值吞吐量得到提高。高速下行共享信道、基带处理部分加入多信道选择功能仍然是MIMO技术传送业务的基础，MIMO根据用户业务请求等级不同和传播质量情况配置天线传播模型。必须指出的是，MIMO技术虽然可以提高HSDPA的系统性能，由于这种技术本身复杂程度较高，所以还处于研究阶段。相对于使用单天线传送，它可以大大的提高系统容量。
二、HSDPA技术缺陷研究
在实际应用当中，HSPDA一般采用将码道捆绑后再使用TDMA来提高性能，但是这样会产生用户收信号子信道间的自干扰的问题。其次，该技术不可能大幅增加系统容量。另一方面，由于调制方式在CDMA系统的使用受限，所以对于提高性能作用不大。从理论和技术层面上来将，目前利用CDMA的基本原理来满足给多个用户同时提供高速数据、语音或低速数据的应用要求还不太可能，所以需要技术理论的发展。
三、HSDPA缺陷的解决方案
针对上述出现的问题，本文给出一个解决方案。即同时采用CDMA/TDMA技术，当TDMA的高速数据用户信道使用一个短PN序列地址码，而CDMA的语音或低速数据用户信道使用另一个短PN序列地址码时。语音和低速数据用户的信号将受到TDMA信道的信号的干扰，因此必须在它们的接收机中加入干扰抵消器，虽然使用干扰抵消器也可以消除由于用户采用另一短PN序列地址码而产生的语音信道的集中干扰，提高高速数据用户的服务质量。但是随着干扰信号距离的接近，干扰抵消器的复杂度也将逐步上升。WCDMA技术可以继续应用于上行链路，因为TDMA码道和语音码道的速率比极较大，TDMA码的发新功率将被减少，系统干扰也会降低。
四、总结
为了实现给多个用户同时提供高速数据和语音业务的应用要求，必须在现有HSDPA的系统上进行改进。本文给出的方法是在使用CDMA/TDMA的同时加入干扰器，来提高兼容性和提升发信功率，同时频谱利用率将上升，而下行信道的数据速率和容量也将提高和增加。
HSDPA技术大大增加了数据传输峰值数据率和吞吐量，更适合于多媒体的下载信息业务，并且能为多用户提供高速下行数据服务。目前，WIMAX技术也被提出。它采用了比CDMA更先进的OFDM技术。但是它的商用化程度不如HSDPA快，而且HSDPA可以向下兼容WCDMA的R99网络。相信HSDPA在未来的移动通信网络中将会获得更大发展。
参考文献：
[1]李岩，张海林，高速下行分组接入（HSDPA）概述及关键技术；山西电子技术，2007年02期 .
[2]赵绍刚，WCDMA中的HSDPA技术及其演进趋势（上）；数字通信世界，2007年07期 .
[3]任洪波，HSDPA-WCDMA的移动宽带解决方案；微电子学与计算机，2006年11期.
作者简介：
李恬，上海交通大学电子信息与电气工程学院电子与通信工程专业，工程硕士；张海滨，电子信息与电气工程学院，副教授。
[关键词]HSDPA WCDMA 自适应调制 混合自动重发
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0710044－01
随着信息网络的高速发展和人们需求的不断增长，数据业务成为人们生活中不可或缺的一部分，而电信行业的发展也找到了突破口和契机。然而在第二代移动通信体系中却没有专门支持移动数据的业务。为了更好促进电信业发展和满足人们对数据业务的需求，研究部门先推出了WCDMA和HSDPA等技术。
HSDPA即高速下行分组接入技术，它在WCDMA的无线接入部分进行了改进，可使下行数据速率提高到14Mbps。同时，HSDPA技术使更多用户同时享受高速数据业务变成了可能，可使现有频段应用更加充分，并且也降低了成本。HSDPA的发展依赖于很多方面的提高，尤其是HSDPA的引入也对现有网络产生了很大影响,为了解决这些问题，我们必须先了解HSDPA的关键技术。
一、HSDPA的关键技术
由于WCDMA为了克服CDMA存在的问题，在技术中引入了可变SF技术和功率控制技术，同时在HSDPA中抛弃了R99版链路自适应技术，而采用了其他的一些新技术：自适应调制和编码技术的引入使获得更高的传输速率；混合自动重传技术的引入也在很大程度上提高了系统性能；同时，快速资源调度算法和MIMO技术提高了共享资源的调度速度以及提高了系统的容量。
（一）自适应调制和编码。自适应调制和编码技术的特点在于掌握无线信道的变化情况，然后对起无线信道进行分析，并以此来选择合适的调制和编码方式。依据用户信道的瞬间质量状况和无线资源，来实现下行链路调制和编码方式的最优选择，保证用户达到尽量高的数据吞吐率。它工作的关键是在准确的估计信道条件，然后根据估计出的无线信道的情况自动调整信号的调制和编码方法。如果信道条件好，就采用较高阶的调制方式和编码速率；反之，则采用较低阶的调制方式和较低的编码速率。采用该方式的优势在于：信道条件好的用户能获得更高的数据速率；同时，通过调整调制或编码方式能降低干扰水平，提高系统容量。
但是，由于移动信道存在变化快以及信道测量报告的延迟的特性，导致信道质量可靠性估计不足，因此，好的信道估计算法应该成为自适应调制和编码技术所需解决的问题。
（二）混合自动重发请求。HSDPA系统中另外的一个新的技术就是HARQ，HARQ是将前向纠错编码和自动重传请求优点相结合，实现传输的高可靠性和高吞吐量。它可以灵活地调整编码速率和提高系统性能，另外，最重要的就是还可以纠正由于采用链路适配而产生的误码。HARQ针对传输过程中出现的解码失败的数据采取了进行后继解码的办法，而不是直接将其丢弃，这样不但降低了重传的次数，而且也提高了系统的吞吐率，同时也保证了传输的高可靠性。HARQ的实现有多种方法，不同方法的效率会有些不同。HARQ采用三种递增冗余的HARQ机制。第一种采用chase合并算法，后两种分别采用完全递增冗余机制和部分递增机制，在HSDPA中主要采用后两种来实现。
增量冗余一直是HARQ中采用的一种技术，它不采用原来简单方法的重传数据包。而是当发现译码失败时，向发射机发出信号，要求发射机附加冗余信息数据以后再把数据传送过来，这样的过程保证没有数据包被丢弃，而译码器对所有数据包进行合并，并在较低误码率上译码。发射机前后两次传送的数据包不完全相同，因为重传的数据包已经加入了一些附加信息来进行纠错。而这些冗余信息和先前接收的数据包合并可得到更强的FEC码。
（三）快速调度。调度算法就是对系统的共享资源的控制和调度，因此快速调度的效率在很大程度上决定了整个系统的性能。调度时应同时考虑信道质量、待发送的数据量、容量以及业务的QOS优先级别等情况。调度算法理论上应向瞬间具有最好信道条件的用户发送数据，这样在每个瞬间都可以达到最高的用户数据速率和最大的数据吞吐量，同时考虑等待发射的数据量与可分配资源的关系、EU的能力级、缓冲器状态和业务优先级等情况。
（四）MIMO技术。在HSDPA中通过引入MIMO技术来提高下行数据速率， MIMO即多入多出，它实现的时同时实现多个发射和接收。MIMO技术可以降低对解调门限的要求，从而提高整个系统的性能，也可以使峰值吞吐量得到提高。高速下行共享信道、基带处理部分加入多信道选择功能仍然是MIMO技术传送业务的基础，MIMO根据用户业务请求等级不同和传播质量情况配置天线传播模型。必须指出的是，MIMO技术虽然可以提高HSDPA的系统性能，由于这种技术本身复杂程度较高，所以还处于研究阶段。相对于使用单天线传送，它可以大大的提高系统容量。
二、HSDPA技术缺陷研究
在实际应用当中，HSPDA一般采用将码道捆绑后再使用TDMA来提高性能，但是这样会产生用户收信号子信道间的自干扰的问题。其次，该技术不可能大幅增加系统容量。另一方面，由于调制方式在CDMA系统的使用受限，所以对于提高性能作用不大。从理论和技术层面上来将，目前利用CDMA的基本原理来满足给多个用户同时提供高速数据、语音或低速数据的应用要求还不太可能，所以需要技术理论的发展。
三、HSDPA缺陷的解决方案
针对上述出现的问题，本文给出一个解决方案。即同时采用CDMA/TDMA技术，当TDMA的高速数据用户信道使用一个短PN序列地址码，而CDMA的语音或低速数据用户信道使用另一个短PN序列地址码时。语音和低速数据用户的信号将受到TDMA信道的信号的干扰，因此必须在它们的接收机中加入干扰抵消器，虽然使用干扰抵消器也可以消除由于用户采用另一短PN序列地址码而产生的语音信道的集中干扰，提高高速数据用户的服务质量。但是随着干扰信号距离的接近，干扰抵消器的复杂度也将逐步上升。WCDMA技术可以继续应用于上行链路，因为TDMA码道和语音码道的速率比极较大，TDMA码的发新功率将被减少，系统干扰也会降低。
四、总结
为了实现给多个用户同时提供高速数据和语音业务的应用要求，必须在现有HSDPA的系统上进行改进。本文给出的方法是在使用CDMA/TDMA的同时加入干扰器，来提高兼容性和提升发信功率，同时频谱利用率将上升，而下行信道的数据速率和容量也将提高和增加。
HSDPA技术大大增加了数据传输峰值数据率和吞吐量，更适合于多媒体的下载信息业务，并且能为多用户提供高速下行数据服务。目前，WIMAX技术也被提出。它采用了比CDMA更先进的OFDM技术。但是它的商用化程度不如HSDPA快，而且HSDPA可以向下兼容WCDMA的R99网络。相信HSDPA在未来的移动通信网络中将会获得更大发展。
参考文献：
[1]李岩，张海林，高速下行分组接入（HSDPA）概述及关键技术；山西电子技术，2007年02期 .
[2]赵绍刚，WCDMA中的HSDPA技术及其演进趋势（上）；数字通信世界，2007年07期 .
[3]任洪波，HSDPA-WCDMA的移动宽带解决方案；微电子学与计算机，2006年11期.
作者简介：
李恬，上海交通大学电子信息与电气工程学院电子与通信工程专业，工程硕士；张海滨，电子信息与电气工程学院，副教授。