一、 TD-SCDMA HSDPA結構特點和關鍵技術

　　在R5版本中，TD-SCDMA系統引入HSDPA技術，增加了新的傳輸信道和物理信道，在NodeB中加入新的媒體接入控制子層（MAC-hs）。

　　新增物理信道包括 高速下行共享物理信道HS-PDSCH、共享控制信道HS-SCCH、共享指示信道HS-SICH。其中HS-PDSCH用于承載高速下行數據，HS-SCCH/HS-SICH支持相應的信令，由NodeB控制，用于傳輸傳輸信道的控制信息和終端的反饋信息。

　　新增的傳輸信道包括高速下行共享信道HS-DSCH，用于承載高速下行數據并映射到高速下行共享物理信道HS-PDSCH，它采用1和16兩種不同的擴頻系數，使NodeB能更加靈活地應對不同的信道條件，進行合理的分組數據調度，以提高數據的傳輸速率。

　　NodeB新增MAC-hs的主要功能是對發送數據進行調度以及對重傳數據進行控制。重傳由NodeB直接控制，避免了RNC到UE的時延，提高了重傳的速率，減少了數據傳輸時的時延。同時，NodeB可以根據信道條件快速的調度發送數據的大小和發送對象，從而提高小區的吞吐率。

　　由于共享信道具有采用系統自適應調節用戶調制方式以及編碼速率的特點，HSDPA可以較好地適應分組數據的特點，其主要技術特點包括以下方面。

　　1．共享信道

　　如前所述，HSDPA采用共享信道的方式為分組用戶提供服務，用戶通過時分或者碼分的形式共享無線資源。

　　2．自適應編碼調制（AMC）

　　AMC被稱為自適應調制和編碼技術，是一種能夠通過自適應地調整傳輸數據的調制和編碼方式，用來補償由于信道變化對接收信號所造成的衰落影響，從而提高信號的信噪比性能的物理層鏈路自適應（LinkAdaptation）技術。

　　AMC的實現方式為,系統根據自身物理層能力和信道變化情況，建立一個編碼調制格式集合MCS，每個MCS中的傳輸格式包括傳輸數據編碼速率(傳輸塊長度)和調制方式(QPSK,16QAM)，當信道條件發生變化時，系統會選擇與信道條件對應的不同傳輸格式來適應信道變化。

　　3．混合反映重傳（HARQ）

　　HARQ是自動重傳請求（ARQ）和前向糾錯（FEC）技術相結合的一種糾錯方法。終端在譯碼失敗的情況下保存接收到的數據，并要求發送方重傳數據，終端將重傳的數據和保存數據進行合并后，再送到譯碼器進行譯碼。

　　HARQ有以下3種類型。TypeIHARQ較為簡單，在接收端解碼后用CRC對分組進行校驗。如果發現分組有錯誤，接收端通知發送端重傳，重傳分組采用與前一次相同的編碼，而錯誤的分組被丟棄。TypeII HARQ（增量冗余HARQ方案）：錯誤分組沒有被丟棄，而是和發送端重發的增量冗余信息合并后進行譯碼，稱為FULL IR HARQ。發送端重傳的信息不是前一次數據的簡單重復，而是不同的增量冗余信息，且多次重傳的冗余信息都不一樣，重傳分組無法自解碼，必須和第一次發送的的數據合并后再進行譯碼。Type III HARQ:接收錯誤的數據包不會被丟棄，接收機將其存儲起來與后續的重傳數據合并后進行解碼。與第二類HARQ不同的是，每次重傳都包含有完整的信息位，因此，重傳分組具有自解碼能力，比較適合第一次數據遭到嚴重損害的情況下。目前的HSDPA采用的是后兩種類型。

　　4．基站快速調度

　　通過增加MAC-hs實體，HSDPA將數據的調度和重傳移到NodeB實現，采用合適的調度算法以及減少時延，可以更加快速地適應信道變化，NodeB根據UE的反饋，依據一定的調度準則選擇用戶或調整編碼方式來優化系統性能。

    二、多載波HSDPA技術發展

　　HSDPA可以將理論峰值速率提高到2.8Mbit/s，考慮到TD-SCDMA單載波1.6MHz的帶寬限制，TD系統的下行速率還是有限的。為了取得更高的峰值速率，人們提出了多載波HSDPA技術，即通過多載波的捆綁來提高用戶的峰值速率。

　　簡單地說，TD-SCDMA多載波方案就是指一個UE可以同時接收多個載波的數據，和N頻點特性相結合后，得到一種優化的方案，即在一個小區內提供多個連續的載波，主載波上提供BCH、UpPCH、DwPCH以及其它信道，用于系統信息廣播和終端接入，而在輔載波上，只提供業務信道。UE在通過主載波接入之后，由系統的接納控制功能根據各個載波資源的情況，統一配置資源。

　　以3載波的系統為例，如圖1所示，在Carrier0上發送導頻及廣播信息，而在輔載頻上的TS0及導頻信道時隙為空，根據資源配置情況將3個載頻的上、下行時隙靈活地配置給接入的UE。

　　多載波技術的引入使得TD-SCDMA系統中的HSDPA技術支持的理論峰值速率大大提高，理論上N個載頻的多載波HSDPA方案可以獲得N倍的 2.8Mbit/s的峰值速率，如3載頻的HSDPA方案理論的峰值速率可以達到8.4Mbit/s；同時，多載波HSDPA允許一個用戶同時使用多個載頻上的HSDPA資源，因此，對用戶而言也大大提高了高速分組數據業務的支持能力 ，這樣在理論上，一個用戶的高速分組數據業務支持能力可達到 2.8Mbit/s的N倍。因此在TD-SCDMA系統引入多載波HSDPA技術，可以提高一個小區的高速下行分組業務容量，同時也可以提高一個用戶的高速下行分組業務傳輸能力。

　　三、R4和HSDPA的混合組網

　　HSDPA作為TD-SCDMA的增強型無線技術，為TD-SCDMA向更高數據傳輸速率和更高容量提供了一條平穩演進的途徑。HSDPA的網絡建設一般可以采取兩種方案：HSDPA與TD-SCDMA共小區直接建網，即R4和HSDPA的混合組網；HSDPA與TD-SCDMA實用不同的小區分層建網，即HSDPA和R4分別單獨組網。

　　采用單獨組網的方式有以下獨特的優勢：TD-SCDMA網絡承載CS業務和低速R4數據業務，HSDPA集中提供高速數據業務，通過切換實現兩個系統間業務承載能力的互補；HSDPA網絡與TD-SCDMA網絡互不影響，避免了復雜的碼資源、功率資源規劃，能實現無線資源的最佳使用。但是與此同時也帶來了很多問題：HSDPA單獨組網建設成本高；在建網初期用戶數量有限的情況下，TD網絡和HSDPA網絡共享程度低，網絡整體效能下降；為支持R4網絡業務和HSDPA網絡業務的切換，還需要支持多載頻的終端以及多小區駐留，增加了UE復雜性。

　　R4和HSDPA的混合組網方式是比較合理的組網方式，不僅可以減少建設成本，而且降低了管理維護和優化的復雜度。HSDPA和R4的混合組網可以分為異頻和同頻兩種方式。

　　在異頻方式下，對于采用S3/3/3站型進行網絡規劃建設的地區，可以按照HSDPA和R4業務分載波進行配置，總體時隙配置均為3:3。在網絡建設初期，話音業務需求相對較大，可以采用的分配方式為R4業務占用2個載波，HSDPA業務占用1個載波。隨著網絡建設的發展，用戶的數據業務需求逐漸增大，可以采用的分配方式為R4業務占用1個載波，HSDPA業務占用2個載波，如圖2所示。

　　異頻組網由于R4和HSDPA分別占用不同載波，避免了同載波上話音業務和數據業務的不同QoS問題，同一載波上話音業務和HS-DSCH承載的數據業務不同覆蓋的問題，話音業務優先接入、資源預留和功率預留的問題，極大地簡化了無線資源管理和移動性管理。但是終端需要在不同載頻上同時工作，數據業務為主的HSDPA也需要配置和對稱的上下行轉換點，造成了上行資源的浪費。

　　在同頻方式下，R4和HSDPA占用同一載波，有兩種時隙配置方式：時隙比例按照3:3進行配置，其中R4配置1對時隙，HSDPA配置2對時隙；時隙比例按照2:4進行配置，其中R4業務配置1對時隙，其余時隙配置為HSDPA業務，如圖3所示。

　　在同頻組網的情況下，R4和HSDPA的業務需要進行合適的功率分配，無線資源管理和移動性管理策略變得較為復雜，但是我們可以簡化終端設計，避免網絡資源的浪費，提高網絡利用率。

　　在網絡建設的初期，傳統話音業務仍是主要業務，同時有一定的數據業務需求，數據業務市場處于培育階段，HSDPA資源可根據數據業務量靈活分配。由于總的話務需求量并不是很高，可以采用異頻組網方式，共配置3個載波，一個載波承載R4業務，另外兩個載波承載HSDPA業務。

　　HSDPA可在熱點地區連續覆蓋，以滿足高速業務的需求。此時高速的PS域業務（如大于64kbit/s的業務）采用HSDPA承載，低于64kbit/s的業務采用R4系統承載方式傳輸。在非熱點地區，通過R4承載PS業務，以滿足低速業務的需求。

　　隨著網絡建設的進行以及語音和數據業務需求量的不斷增加，數據業務快速發展，網絡初期的配置方式已經無法滿足需求。此時可以采用同頻組網等方式，同時調配 HSDPA和語音業務資源，針對不同地區下行流量的不同需求，語音業務和HSDPA資源可在載頻間及載頻內靈活分配。

　　四、結論

　　HSDPA的峰值速率可以達到2.8Mbit/s，多載波捆綁的HSDPA技術更可以達到8.4Mbit/s的理論峰值，它的引進可以滿足日益增長的PS 業務要求。TD-SCDMAR4和HSDPA的混合組網可以使TD-SCDMA支持的CS和PS業務與HSDPA支持的高速數據業務共享網絡資源，做到資源利用的最大化，節省網絡投資。目前，不同的建設階段采用不同的組網策略是我們需要進一步考慮的問題。