1  HSDPA 简介

HSDPA中引入的HS-DSCH弃用了R99中的功率控制技术、软切换技术和可变扩频增益技术。同时引入了一系列关键技术：

1) 更短的无线帧结构；(2ms子帧)

2) 使用新的共享的高速下行信道；(HS-PDSCH)

3) 除了QPSK，还引入了16QAM高阶调制；

4) 将码分复用和时分复用相结合；(多用户共享HS-PDSCH)

5) 引入新的上行控制信道；(HS-PDCCH)

6) 使用自适应编码调制(AMC)实现快速链路适配；(Turbo/卷积码；QPSK/16QAM)

7) 物理层的快速混合自动重传(HARQ)； (一个用户对应多个HARQprocess)

8) MAC实体(MAC-hs)在Node B中的数据调度控制。

下面将详细介绍这些关键技术。

1.1 扩频和复用技术

HSDPA中引入的HS-PDSCH使用固定的扩频增益(SF=16)，这点与R99系统不一样。HSDPA同时规定，最多有15个SF=16的码字可以用于HS-DSCH。

码分复用和时分复用相结合：不同用户在下行链路上，既可以使用基于码分复用传输技术，也可以使用基于时分复用传输技术。

1.2 自适应编码调制技术

功率控制是保证一条链路传输速率不变的前提下，针对信道环境发生的变化，通过调节发射功率来满足数据传输速率的要求。

在HSDPA中引入的HS-DSCH没有使用传统R99的专用信道中采用的功率控制技术。那针对信道环境的变化，HSDPA中是怎么做的呢？是通过自动调节编码和调制技术，来调整数据传输速率，来达到与当前的信号质量或信道条件相匹配。比如信号条件变差了，就使用低阶调制方式和信道编码方式；信号条件变好了，就使用高阶调制方式和信道编码方式。

那么，对于某个小区来说，在满足公共信道和专用信道的发射功率的前提下，将小区剩余的功率用于高速共享下行信道发射。这样，恒定速率的专用信道使用快速功率控制，而可容忍速率变化的业务则可使用基于AMC的下行高速共享信道传输数据。因为对于HSDPA来说，其分配到的总的功率是固定的，但是速率却可以波动。

这样就不难理解AMC技术的引入了。AMC技术根据链路的状态调整调制方式和编码速率。信道编码采用R99的1/3Turbo码，通过速率匹配实现不同的实际编码速率。HS-DSCH的调制方式可以选择QPSK、16QAM。通过调制方式和编码速率的组合，可以获得不同的传输速率。

1.3 基于HARQ的物理层混合自动重传技术

在HSDPA中，快速混合自动重传是指接收方在解码失败时，保存接收到的数据，由基站而非RNC完成数据重传。UE将基站重传的数据和先前接收到的数据在解码前进行软合并，极大地提高了重传成功的几率。直到数据成功解码或者达到预先定义的最大尝试次数，数据重传操作才会停止。

HARQ重传有两种方式：一种是在重传时，使用与初次发射时相同的编码比特集合，这种方式称为追踪合并(CC,Chase Combining)；另一种方式是使用与上次发射不同的编码比特集合，这种方式称为递增冗余(IR,Incremental Redundancy)。后一种方式的性能要优于前一种，但UE端需要更多的内存。

编码比特集合是指，编码后的数据进行打孔后得到的数据。一般来说，打孔后会得到多组数据，比如RV0(RedundancyVersion), RV1等。追踪合并，指的是第一次、第二次发送的数据都是RV0。递增冗余，指的是第一次发送的数据是RV0，第二次发送的是RV1。

1.4 快速数据调度机制

由于多个用户共享传输信道，NodeB根据UE的信道质量反馈信息知道哪个UE的信道条件最好，并挑选信道条件最好的UE使用HSDPA信道发送数据。从而有效的提高了系统资源的利用率，并提高了系统吞吐量。见下图。

2. HSDPA的信道结构

HSDPA新增了一些全新的信道：

1) 传输信道：HS-DSCH

2) 物理信道：HS-PDSCH，HS-SCCH，HS-DPCCH

在下行方向，先使用一个简单容易解调的HS-SCCH来指示HS-DSCH的控制信息，随后再通过相应的HS-PDSCH传输业务信息。

在上行方向，UE使用HS-PDCCH用于针对HS-PDSCH信道传输的数据进行信息反馈。这些信息反馈包括对数据包的ACK/NACK，和一个有关信道质量指示的报告(CQI)。

2.1 HS-SCCH

HS-SCCH采用固定速率发送（SF=128，QPSK），其用于承载与HS-DSCH相关的下行链路信令。其帧结构如下，一个slot承载40bit数据(2560/128* 2)。

HS-SCCH承载的数据有：

       I.           HS-PDSCH信道化码信息：7bit

      II.           调制信息：1bit

    III.           传输块大小：6bit

    IV.           HARQ进程信息：3bit

      V.           RV信息：3bit

    VI.           新数据指示：1bit

  VII.           UE Id：HS-SCCH要指明后续的HS-PDSCH子帧是针对哪个UE，UE id用于计算CRC， 16bit

其中I，II为第一部分，放在第一个时隙传输，这部分信息共8bit，经过1/3 速率的卷积编码和速率匹配后，成为40Symbol，映射到第一个时隙传输；III～VI的数据，结合这些数据与UEId计算出的CRC(16bit)，一起作为第二部分，映射到第二、第三时隙传输。

HS-SCCH比相应的HS-PDSCH数据要提前2个时隙发送。

2.2 HS-DSCH和HS-PDSCH

HS-PDSCH用于承载高数据速率下行共享信道（HS-DSCH）,HS-PDSCH采用固定扩频因子(SF=16),可以为HS-DSCH预留多个信道化码，每条HS-PDSCH使用一个信道化码。HSDPA允许多码传输，即一条HS-DSCH的在一个子帧可以映射到多条HS-PDSCH物理信道上，但依赖于UE的能力。

一条HS-PDSCH可以使用QPSK or 16QAM两种调制方式，不同的调制方式承载的数据速率不同，16QAM的数据速率是QPSK的数据速率的两倍。从Table1可看出HS-PDSCH只有两种时隙格式0和1，分别对应两种不同的调制方式。HS-PDSCH的帧结构图中的M是一个调制符号所对应的数据比特数，对于QPSK,M=2, 对于16QAM，M=4。

HS-PDSCH上所承载的都是数据，与其相关的物理层信息，由HS-SCCH来承载。

Table 1: HS-DSCH fields

UE所有通过HSDPA传输的数据都经过HS-DSCH传输，到达物理层。下图是通过HS-DSCH信道到达物理层的数据的处理过程，我们可以看看数据是怎么一步步被映射到HS-PDSCH的。

1. CRC添加

HS-DSCH采用24bitCRC。

2. 位加扰

3. 码块分割

如果数据大于5114bit(因为信道编码使用的是1/3速率的Turbo码)，则需要对数据进行码块分割，分割过程同R99方式。

4. 信道编码

HS-DSCH总是使用1/3速率的Turbo编码。

5. 物理层HARQ操作

物理层HARQ操作的目的是将信道编码的输出数据进行速率匹配，以得到HS-DSCH相对应的HS-PDSCH集合（比如HS-DSCH映射到5个HS-PDSCH信道）上传输所需要的比特数。

由于HSDPA支持两种方式的HARQ方式，即CC和IR方式，那么在速率匹配环节，即打孔环节，可以分别得到多组数据子集，比如RV0，RV1等。HARQ模块根据当前的状态选择某一组数据子集作为该步HARQ操作的输出。

6. 物理信道帧分割

经过HARQ操作得到的数据还需要进行物理信道帧分割。例如HS-DSCH使用5个码字进行数据传播，则需要将第5步得到数据分割为5份，这5份数据分别映射到5个HS-PDSCH上进行传输。

7. HS-DSCH交织

针对分割的每份数据分别进行交织处理，类似与R99中的帧内交织。

8. 16QAM比特调整

对于16QAM调制方式，遇错重传时还可能需要重新调整数据组(4bit为一组)的排列顺序，这样重传后能保证每个比特位都具有相同的误码概率，从而有效提高UE端解码效果。

此过程对于QPSK调制方式不存在。

9. 物理信道映射

将第7步或第8步的输出数据组，映射多个HS-PDSCH上。

2.3 HS-DPCCH

HS-DPCCH使用固定扩频因子，SF=256，调制方式QPSK，每个子帧有3个时隙。那么每个时隙承载的数据为10bit，共30bit，信道速率为15kbit/s。

HS-DPCCH分为两部分，第一部分承载HARQ的确认信息ACK/NACK，占用一个时隙；第二部分承载信道质量指示信息CQI，占用两个时隙，见下图。

对于ACK/NACK部分来说，1代表ACK，0代表NACK，这个bit信息重复10 次，然后放在第一个时隙。

对于CQI信息，HSDPA使用0～30的整数来指示信道质量，这个整数信息首先映射为5bit的二进制序列，然后再通过一个(20，5)编码序列，获得一个20bit的输出序列，映射到第2、3个时隙。

网络可以根据需要设置UE发送CQI的时间间隔，这个间隔可以是2ms或更大，即HS-DPCCH的有些时隙可以不发送HARQ-ACK和CQI，HS-DPCCH可以是不连续的突发信道。

HS-DPCCH的扩频和加扰是可以与上行的其他信道一起进行的，比如DPDCH和DPCCH。

2.4 HSDPA各个物理信道的定时关系

如下图，HS-SCCH在时间上与P-CCPCH对齐，HS-PDSCH滞后HS-SCCH2个时隙，HS-DPCCH滞后相应的HS-PDSCH7.5个时隙。

从上图可以看出，网络侧数据重传的最小时间间隔可以大约计算如下：

2TS+传输时延+3TS+7.5TS+传输时延+3TS= 15.5TS+ 2×传输时延

即，网络将HS-PDSCH无线帧0解码后的时刻大约比HS-DSCH滞后约15.5个时隙。因为HS-SCCH和HS-PDSCH无线帧长度都是3个时隙，发送时需要帧对齐发送，所以HS-SCCH和HS-PDSCH的重传无线帧最早需要在18个时隙后发生，即12ms。

2.5 UE的HSDPA能力

UE的具体能力表，参见25.306，Table5.1a。根据UE能力不同，使用HSDPA信道可以获得0.9～14.4Mbit/s的峰值数率。

2.6 HSDPA相关物理信道的功率控制

HS-PDSCH没有闭环功控，当UE在某个TTI被调度数据时，则其所分配的HS-PDSCH（s）物理信道所使用的功率等于MPO(Measure Power Offset)。

HS-SCCH执行闭环功控：因为HS-SCCH POWER OFFSET是基于伴随DPCH的PILOT域的, DPCH做闭环功控。

HS-DPCCH的功率是受Bhs(Beta ratio hs)所控制，Bhs是相对于DPCCH的，因DPCCH做闭环功控， 因此HS-DPCCH也做闭环功控。HS-DPCCH的功率位准是以相对于上行DPCCH的偏移量来产生的，bhs的值是由HARQ-ACK和CQI栏位的功率偏移量推导出来的，且是透过较高层来进行信令控制。

最后

以上就是喜悦小兔子为你收集整理的HSDPA学习小结1  HSDPA 简介2. HSDPA的信道结构的全部内容，希望文章能够帮你解决HSDPA学习小结1  HSDPA 简介2. HSDPA的信道结构所遇到的程序开发问题。

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