R&S公司的关于HSPA+技术的介绍,详细讲述了HSPA+的主要关键技术,包括:
- MIMO
- 64QAM高阶调制
- CPC
- L2增强(MAC-ehs, Flexible RLC)
- 增强CELL_FACH
等,HSPA+ 的经典培训资料
### HSPA+ 技术详解
#### 一、引言
随着移动通信技术的不断发展,用户对于高速数据传输的需求日益增长。为了满足这种需求,3GPP(第三代合作伙伴项目)不断推出新的技术和标准来提高网络性能。在这一背景下,HSPA+作为一项重要的技术升级应运而生。
HSPA+(High Speed Packet Access Plus)是在HSPA基础上进一步优化和发展而来的新一代技术,主要目标是提高下行链路和上行链路的数据传输速率,同时改善用户体验。本文将详细介绍HSPA+的关键技术及其对无线电接口的影响。
#### 二、HSPA+关键技术
##### 1. 下行链路MIMO
**MIMO技术概览**
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)即多输入多输出技术,是一种利用多天线提高无线通信系统容量的技术。通过在发射端和接收端部署多个天线,可以显著提高频谱效率,并且减少信号衰落带来的负面影响。
**HSPA+中的MIMO**
HSPA+通过引入MIMO技术显著提高了下行链路的传输速率。MIMO在HSPA+中的实现主要包括以下几个方面:
- **空间复用**:通过发送独立的数据流来增加数据吞吐量。
- **空间分集**:通过不同的天线发送相同的数据流来提高信号质量。
- **波束赋形**:调整发射信号的方向性以提高特定接收器处的信号强度。
**MIMO UE能力**
终端设备(UE)必须支持MIMO功能才能充分利用HSPA+的优势。UE的能力通常通过Category来定义,不同Category支持的不同数量的MIMO流决定了UE的最大数据速率。
**MIMO控制信道支持**
为了有效管理MIMO操作,HSPA+增强了控制信道的功能。这些控制信道包括:
- **MIMO Downlink Control Channels**:用于传输与MIMO相关的控制信息,如预编码矩阵索引、秩指示等。
- **MIMO Uplink Control Channels**:支持上行链路MIMO操作所需的反馈信息,如信道状态信息(CSI)等。
##### 2. 高阶调制
**64QAM**
除了MIMO之外,HSPA+还引入了更高级的调制技术——64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)。64QAM能够在一个符号内携带更多的比特信息,从而大幅提高数据传输速率。
**64QAM Fixed Reference Channel:H-Set**
为了确保64QAM的准确解调,需要一个固定的参考信道,即H-Set。H-Set用于校准接收机并提供精确的信道估计。
**16QAM in Uplink**
尽管64QAM主要用于下行链路,但在某些情况下,上行链路也支持16QAM调制。这有助于提高上行链路的数据速率。
##### 3. 连续包连接(CPC)
连续包连接(Continuous Packet Connectivity,CPC)是HSPA+中的另一项关键技术,旨在改善数据服务的连续性和效率。
**上行链路DTX**
CPC通过引入上行链路的DTX(Discontinuous Transmission)来减少不必要的发射,节省功率并减少干扰。
**E-DCH Tx启动时间限制**
为了保证CPC的有效性,E-DCH(Enhanced Dedicated Channel)的Tx启动时间受到一定限制,确保数据包及时发送。
**下行链路DRX**
下行链路采用DRX(Discontinuous Reception),允许UE在没有数据传输时进入低功耗模式。
**HS-SCCH-less操作**
在某些场景下,无需HS-SCCH(High Speed Shared Control Channel)即可进行数据传输,减少了信令开销。
**HS-SCCH订单**
HS-SCCH的订单(Order)被重新设计,以适应更高数据速率下的控制信息传输。
**新上行链路DPCCH槽格式**
为了支持CPC,DPCCH(Dedicated Physical Control Channel)的槽格式进行了优化,以提高数据传输效率。
##### 4. 改进的第2层支持
HSPA+在第2层(数据链路层)进行了一系列增强,以支持更高的数据速率。
**新的MAC-ehs协议实体**
MAC-ehs(Medium Access Control – enhanced uplink and downlink)是一个新的协议实体,负责处理增强型数据传输。
**MAC-ehs PDU**
MAC-ehs Protocol Data Unit (PDU)的设计考虑了HSPA+的特点,以适应更高数据速率下的传输需求。
**RLC增强**
RLC(Radio Link Control)层也进行了增强,包括更高效的数据分段和重组机制。
##### 5. 增强的CELL_FACH状态
CELL_FACH状态是指UE不处于活动呼叫但仍然需要接收某些类型数据的情况。HSPA+通过以下方式对该状态进行了增强:
**增强的寻呼过程**
通过HS-DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)进行寻呼,提高了寻呼消息的传输效率。
**HS-DSCH上的用户数据**
即使在CELL_FACH状态下,UE也可以通过HS-DSCH接收用户数据,提供了更好的用户体验。
**BCCH接收**
在CELL_FACH状态下,UE可以接收BCCH(Broadcast Control Channel)信息,以便保持与网络的同步。
**测量报告过程**
UE在CELL_FACH状态下也需要上报测量结果,以便网络进行适当的资源分配。
**UE能力**
为了支持增强的CELL_FACH状态,UE需要具备相应的功能和配置。
#### 三、结论
HSPA+作为HSPA的进一步发展,通过引入MIMO、高阶调制、CPC、改进的L2支持以及增强的CELL_FACH状态等关键技术,显著提升了数据传输速率和服务质量。这些技术的应用不仅提高了用户的体验,也为未来的移动通信技术发展奠定了坚实的基础。