HSPA+

HSPA+

HSPA+的英文全稱為 High-Speed Packet Access+,增強型高速分組接入技術,是HSPA的強化版本,最高的下行21Mbps,大部分HSPA+手機基本都是支持5.76Mbps的最高上行速度和21Mbps或者28Mbps的最高下行速度,相比較HSPA的速度更快。總的來說HSPA+比HSPA的速度更快,性能更好,技術更先進,同時網路也更穩定,是目前LTE技術運用之前的最快的網路!ITU已經把HSPA+列為4G網路的一個標準,目前4G標準有LTE-Advanced、WirelessMAN-Advanced、WIMAX、HSPA+、LTE(FDD-LTE和TDD-LTE)5個標準。

基本介紹

  • 中文名:增強型高速分組接入技術
  • 外文名:High-Speed Packet Access+
  • 簡寫:HSPA+
  • 特點:速度更快,性能更好
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基本解釋

HSPA+,演進式HSPA(又名: HSPA Evolution, HSPA+, I-HSPA 或 Internet HSPA)定義於 3GPP release 7。Evolved HSPA 提供 HSPA 的數據傳輸率達到下行 42 42Mbps 以及上行 22 42Mbps 在使用 MIMO 技術以及更高速的 modulation。
HSPA+是HSPA(3GPPR6)的向下演進版本,是上下行能力增強的一項技術,在FDD系統中,上下行資源是分開處理的,因此HSPA+的終端類別要分別從上下兩個角度進行。
從標準定義的角度,HSPA+的下行業務信道是HS-DSCH,因此下行的終端類別也稱為“HSDPA終端類別”,當然這裡的“HSDPA終端類別”不同於3GPPR5中的”HSDPA終端類別“。同樣,HSPA+的上行業務信道是E-DCH,因此上行的終端類別可稱為“HSUPA終端類別”,也不同於3GPPR6中的“HSUPA終端類別”。

相關知識

3GPP對HSUPA的稱呼是E-DCH
是3GPPR6及後續規範版本中定義的關鍵新特性
目標:提高上行鏈路數據傳輸速率,理論上最高達5.76Mbps,典型值2Mbps,同時提高頻譜效率,改善容量
可基於3GPPR’99/HSDPA網路直接演進
E-DCH和R99/HSDPA相比
HSUPA不是獨立的新功能,是DCH的增強 HSUPA運行需要使用到R99大多數基本功能(如功控、軟切換等)
HSUPA沒有替代任何R99功能,更多的是疊加而不是替代
為什麼HSUPA可以提高接入速率,增大容量
香農定理C=W*log2(1+S/N)
HSUPA沒有採用高階調製就獲得了高速率?是
L1的HARQ和NodeB快速調度

HSPA+速率

3GPP又繼續推出了R7、R8、R9等,繼續為提高數據速率而努力。如表1所示。
表1 HSPA+速率
HSPA+
R7的主要特點是將HSPA增強到HSPA+。頻率頻寬一如既往地保持R99的5MHz不變,那么要增加數據速率,就只能通過提高頻譜利用率來達到了。所以這裡我們看到, HSPA+採用了更高階的調製,下行引入64QAM,上行則引入16QAM。這都使數據速率有了大幅的提高。R7還有一個亮點是引入了一個很有前途的技術, 叫多輸入多輸出,簡稱MIMO。有資深專家就說過:“在多用戶接入系統中,空間處理是最有前途的。”這個MIMO就是一種空間處理技術,它不像傳統那樣,採用單天線傳送、單天線接收信號。而是在空間使用多天線傳送,多天線接收,向空間要容量。據計算,增加的天線對數會使容量線性增加。也就是天線對數如果增加一倍,那么數據速率也會增加一倍。這裡我們看到,使用兩天線傳送兩天線接收的MIMO後,雖然調製也還是R6時的16QAM,但是速率卻提高了1倍。
R7之後的R8版本,繼續通過提高頻譜利用率來提高速率,同時提出通過雙小區來提高傳輸速率。

信道結構

HSUPA新的傳輸信道
Uplink:E-DCH
HSUPA新的物理信道
Uplink:
E-DPDCH:E-DCHDedicatedPhysicalDataChannel(E-DCH專用物理數據信道)
E-DPCCH:E-DCHDedicatedPhysicalControlChannel(E-DCH專用物理控制信道)
Downlink
E-AGCH:E-DCHAbsoluteGrantChannel(E-DCH絕對準入信道)
E-RGCH:E-DCHRelativeGrantChannel(E-DCH相對準入信道)
E-HICH:E-DCHHARQAcknowledgementIndicatorChannel(E-DCH指示符信道)

E-DCH

E-DCH和DCH的差異
DCH:一個UE多個,複合為一個CCTrCH
E-DCH:一個UE僅能一個,MAC可將多個業務復用到一個E-DCH,支持HARQ
E-DCH和DCH可以並存同一UE,但若配置了E-DCH,則DCH的最大速率被限制在64kbps
E-DCH編碼過程
CRC:固定為24bit,DCH為0、8、12、16、24bit
傳輸塊分割:Max5114bit
信道編碼:1/3Turbo,DCH為1/2、1/3卷積,1/3Turbo
HARQ:速率匹配並產生RV
物理信道分段:與DCH相同
交織:只有一次,DCH為兩次

比較

HSUPA新的物理信道
上行E-DPDCH(E-DCHDedicatedPhysicalDataCHannel)
傳輸上行數據,擴頻因子256~2,BPSK調製
上行E-DPCCH(E-DCHDedicatedPhysicalControlCHannel)
傳輸上行控制信息E-TFCI,RSN,等,擴頻因子256
下行E-AGCH(E-DCHAbsoluteGrantCHannel)
傳輸NodeB調度程式判決絕對值,SF=256
下行E-RGCH(E-DCHAbsoluteGrantCHannel)
傳輸增/減調度指令,SF=128
下行E-HICH(E-DCHHARQAcknowledgementIndicatorCHannel)
傳輸上行數據接受確認指示,SF=128
上下行AssociatedPDCH
傳輸高層信令,提供功控、同步參考
下行數據

物理信道

(1)用於上行傳輸數據,OVSF,擴頻因子256~2,調製方式BPSK
(2)支持多碼道傳輸,最大速率2×SF2+2×SF4=5.76Mbps
(3)支持兩種TTI:2ms或10ms,2msTTI通過5個獨立的子幀實現
(4)E-DPDCH不能獨立傳輸,需要同時傳送DPCCH,依據其導頻進行信道估計和功控

DPDCH

相同:
幀結構,OVSF,多碼道傳輸,BPSK,快速功控,
不同:
E-DPDCH支持SF=2E-DPDCH支持NodeB調度
E-DPDCH支持HARQE-DPDCH支持2msTTI
HSUPA新的物理信道--E-DPCCH
(1)用於上行傳輸和E-DPDCH相關的物理層控制信息
(2)10bit信息,主要包括三部分:E-TFCI,RSN,Happybit
(3)實際信息10bit進行(30,10)二階Reed-Muller編碼變為30bit
(4)固定映射到I支路,擴頻因子為SF2561,
(5)2msTTI傳輸30bit,10msTTI重複這30bit5次
E-DPCCH包含的10bit信息
(1)E-TFCI:7bit,E-DCH傳輸格式組合指示,表明E-DPDCH傳輸塊大小
(2)3GPP25.321定義了4個E-TFCItable
(3)RSN:2bit,重傳序列號,通知當前E-DPDCH上傳送的傳輸塊HARQ序號
(4)首傳RSN=0,第一次重傳RSN=1,………,第三次重傳RSN=3
(5)Happybit:1bit,指示UE是否滿足當前的數據速率(相對功率)
UE選擇E-TFCI是基於
(1)允許的E-TFCS(由RNC通過RRC信令指示)
(2)準入功率(AGCH/RGCH通過NodeB調度)
(3)UEbuffer(RemainingPDUstotransmit)
(4)UEcapability(如MaxTxpower)

E-AGCH

(1)下行公共信道,用於通知E-DPDCH相對於DPCCH可使用的準確功率水平
(2)共6bit信息,包含三部分內容
(3)絕對準入值(5bit):0~31,表明E-DPDCH/DPCCH功率比
(4)絕對準入範圍(1bit):僅用於2msTTI,用以激活/去激活某一特定的HARQ進程(由E-AGCH時序來識別)或全部HARQ進程
(5)主/輔UE-id:用於掩碼E-AGCH,表征E-AGCH屬於哪個UE
(6)SF=256,2msTTI傳輸60bit,10msTTI重複這60bit5次
E-AGCH編碼過程
(1)E-AGCH的結構與HSDPA的HS-SCCH結構非常相似
(2)6bit信息上計算一個16bit的CRC,並使用主/輔UE-id進行掩碼
(3)通過UE-id,UE可以知道E-AGCH是否屬於自己

E-RGCH

(1)下行信道,用於傳遞↑或↓指令,影響E-DPDCH的相對發射功率,從而調節上行數據速率的上升/下降
(2)E-RGCH採用開/關鍵控的BPSK調製
(3)2msTTI,RG信息在3個slot傳送,10msTTI時:
(4)40個E-RGCH和E-HICH復用到一個SF=128的下行碼道
HSUPA新的物理信道--E-HICH
(1)下行信道,用於傳遞上行數據接受確認/非確認訊息
(2)E-HICH採用開/關鍵控的BPSK調製
(3)2msTTI,HI信息在3個slot傳送,10msTTI時HI在12個slot傳送
(4)40個E-RGCH和E-HICH復用到一個SF=128的下行碼道
E-HICH/E-RGCH復用過程
(1)E-HICH/E-RGCH基本組成單元是40bit長的正交序列
(2)40個正交序列復用到一個SF=128的碼道。
(3)相同的E-HICH/E-RGCHbit在3個時隙重複3次,但遵循特定的跳變圖樣
(4)一個小區可以配置多個SF=128的碼道來突破40個特徵碼(E-HICH和E-RGCH各20個)的限制,但同一用戶的E-HICH/E-RGCH必須在同一碼道

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