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UMTS百科名片UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)，意即通用移动通信系统。UMTS是国际标准化组织3GPP制定的全球3G标准之一。它的主体包括CDMA接入网络和分组化的核心网络等一系列技术规范和接口协议。 目录隐藏UMTS UMTS特性 UMTS实际运营情况 UMTS技术 问题 编辑本段UMTSUMTS作为一个完整的3G移动通信技术标准，UMTS并不仅限于定义空中接口。除WCDMA作为首选空中接口技术获得不断完善外，UMTS还相继引入了TD-SCDMA和HSDPA技术。一种第三代（3G）移动电话技术1。它使用WCDMA作为底层标准，由 3GPP定型，代表欧洲对ITU IMT-2000 关于3G蜂窝无线系统需求的回应。UMTS有时也叫3GSM，强调结合了3G技术而且是GSM标准的后续标准。UMTS 分组交换系统是由 GPRS 系统所演进而来，故系统的架构颇为相像。绪言本条目主要讨论围绕源于GSM网络基础结构和W-CDMA空中接口的UMTS标准的有关技术商业用途和其他方面的内容。任何仅仅和W-CDMA接口本身紧密相关的议题都在W-CDMA中更好地被阐述。由于UMTS变化很快，本页面的信息可能会比实际状况滞后二到三个月的时间。强烈建议读者发表自己的观点和附加的独立研究；所有的发信都被鼓励追加到本页面以完善本条目。积极更新的读者请您附加上适当的修改时间以帮助其他读者建立他们的时间线，更好理解本条目内容。 编辑本段UMTS特性UMTS支持1920kbps的传输速率 (不是经常看到的2Mbps), 然而在现实高负载系统中典型的最高速率大约只有384Kbps。即使这样数据速度已经高出GSM纠错数据信道14.4kbps或者多个14.4 kbps组成的HSCSD信道, 真正能够实现价格可接受的移动WWW访问和MMS。 UMTS实现的前提是现在广泛使用GSM移动电话系统，属于2G技术。还有一个叫做GPRS的从2G演进的途径。（可以看作2.5G） GPRS支持更好的数据速率(理论上最大可以到140.8kbps，实际上能实现接近56Kbps)，数据封装好于面向连接。 GPRS已经在很多GSM网络部署。今天的UMTS网络未来可能升级成HSDPA,有时也叫3.5G。 它可以实现下行链路大于10Mbps的传输速度。UMTS在市场运作上强调移动视频电话会议实现的可能性,尽管实际上这项很有潜力的服务还有很多没有经过测试验证。UMTS其它可能的应用还有音乐下载和视频电话。 编辑本段UMTS实际运营情况世界上第一个UMTS网络2001年在马恩岛由Manx Telecom投入运营。下一个网络简称移动运营商3 2003年在英国启动。.3是一个从3G网络成长起来的原属于和记黄埔（现在是合作伙伴）的运营商。它很快就要在全球启动其他UMTS网络(2004年12月) 包括 澳大利亚, 奥地利, 丹麦, 香港, 以色列, 意大利, 葡萄牙, 爱尔兰共和国和瑞典. 大多数西欧GSM运营商打算未来升级到UMTS，因为它比较接近于GSM2G标准。2003年12月, T-Mobile启动了他的奥地利UMTS网络，英国和德国的网络也在调试中。2004年2月，沃达丰开始在包括英国德国荷兰瑞典在内的几个欧洲市场大范围部署UMTS。在葡萄牙，UMTS已经先于Euro 2004运营。非洲第一个UMTS网络于2004年11月在毛利求斯投入运行,由中国的华为提供全网设备，紧随其后Vodacom2004年12月在南非推出3G服务。在NTT DoCoMo事先授权下, 美国 AMPS/TDMA/GSM 运营商 AT&T Wireless 2004年底以前必须在四个主要的城市建立和运营UMTS网络。CTIA 2004年会上, AT&T Wireless声明他们的UMTS网络在1900MHz频段独立运行，已经计划2004年底启动UMTS服务。 2004七月, AT&T Wireless (现在属于Cingular) 在 西雅图 (华盛顿), 旧金山 (加利福尼亚), 底特律 (密歇根), 菲尼科斯 (亚利桑那), 圣地亚哥 (加利福尼亚) and 达拉斯 (德克萨斯)成功启动UMTS服务。2005年第一季度德国移动运营商沃达丰D2，O2de相继推出UMTS服务。与AT&T Wireless合并之后, Cingular已经声明计划2005年开始部署使用HSDPA技术的UMTS网络。 区别于AT&T开发的 UMTS, Cingular拓展了UMTS的频率范围到1900MHz和850MHz两个频段。T-Mobile USA计划到2007年开始部署UMTS。运营商开始销售整合3G和Wi-Fi服务的移动互联网产品。笔记本电脑用户可以买到他们提供的UMTS Modem，还有客户端软件用于自动探测网络状态，以便在有Wi-Fi信号时自动从3G网络切换。开始Wi-FI被认为是3G的一个竞争对手，但是现在不得不承认，运营商为了提供比单纯UMTS更有竞争力的产品，他们必须或者拥有或者租用别人的Wi-Fi网络。 编辑本段UMTS技术注意: UMTS的许多技术特征是所有W-CDMA变种所共同具有的，更多信息请参看条目W-CDMA。以下仅讨论UMTS特有的一些技术特征，它们不适用于FOMA或其他W-CDMA变种。简单的说，UMTS结合了W-CDMA的空中接口(移动电话和基站的空中通信协议)、GSM系统的移动应用核心部分(MAP,参见en:MAP)（此协议提供从用户或者到用户的呼叫路由功能），以及GSM的语音编码算法例如自适应多速率(AMR)和加强全速率(EFR)（它们定义了将语音数字化、压缩、编码的方法）。换言之，W-CDMA（依照IMT-2000的定义）只是一个空中接口，而UMTS才是一个用于3G全球移动通讯的完整协议栈，可用来代替GSM。然而，实际上也经常将W-CDMA作为所有采用该空中接口的3G标准族的总称，包括UMTS，FOMA和J-Phone.与其它W-CDMA变种一样，UMTS使用一对5 MHz信道，上行信道在1900 MHz附近，下行信道在2100 MHz附近。相比之下，CDMA2000则可在每个方向上使用一个或多个1.25 MHz信道，因此UMTS常因为它的高带宽需求而受到批评。UMTS原先规定的频段为上行1885-2025 MHz，下行2110-2200 MHz。目前的频段分配可参见1。对现有的GSM运营商有一个简单但比较昂贵的升级到UMTS的方案：大部分现有的基础设施可以维持原状，但是获得频段授权和在现有基站塔上完成UMTS覆盖的费用可能极其高昂。UMTS与GSM的一个主要的差别是由无线接口等构成的通用无线接入网(GRAN)，它能够联入不同的骨干网络，如英特网、ISDN、GSM或者UMTS网络。GRAN包含OSI模型的低三层（物理层、数据链路层、网络层）。 网络层(OSI 3)协议包括RRM协议(RRM)，它负责管理移动设备与固定网络之间的承载信道，并完成切换功能。互操作性和全球漫游在空中接口层，UMTS兼容GSM。尽管市场上现在的UMTS手机都是UMTS/GSM双模手机但是他们都能在纯GSM的网络中很好的工作。如果一个UMTS用户漫游到没有UMTS覆盖的地方，他的手机会自动切换到GSM模式（要支付漫游费用）。如果用户在通话中漫游出了UMTS覆盖范围，那么电话将会切换到有GSM覆盖的区域去。普通GSM手机不能在UMTS网络使用。沃达丰日本 (前身 J-Phone) 有一个使用W-CDMA并兼容UMTS的3G网络。这使得UMTS成为真正的全球无线标准。当前的全球无线标准, GSM适用于除了日本和韩国以外多数国家。NTT DoCoMo的3G网络, FOMA,同样使用W-CDMA, 但是不兼容UMTS。 然而NTT DoCoMo拥有AT&T无线实验室18的股份原来还持有3UK20的股份。 这些在国外的资本为未来的全球漫游解决方案提供一个测试平台. (到2004年12月)所有UMTS/GSM双模电话都应当兼容现存GSM标准SIM卡. 有时你被允许在同一个运营商网络里使用SIM卡在UMTS网络漫游。在美国, 由于现存的对频率使用的限制只是运营商AT&T无线的网络只能在1900MHz频段。 为美国市场设计的UMTS手机跟其他区域的有所区别，这也反映了当前美国的GSM手机和GSM网络使用不同与其他国家的状况。尽管联邦通讯委员会（FCC）已经决议允许附加2100MHz频段给UMTS，大多数获得UMTS授权的运营商好像打算放弃承担保证实现全球漫游的责任。尽管欧亚手机可以实现漫游，但是到2004年12月在美国实现与欧亚漫游可能性还不大。频谱分配超过120份许可证已经颁发给全世界的运营商（截至2004年），特别是基于GSM的无线访问技术W-CDMA。由于技术还在不断的完善中，所以政客过于仓促的卖出许可，成百上千亿美元的许可证费用流入公共预算。 仅仅在德国，许可证费用就高达508亿欧元。运营商被期望在2005年开始从这些许可盈利。在北美ITU已经为UMTS分配了频段。 1900MHz范围应用于2G (PCS) 服务, 2100 MHz 范围用于卫星通讯。 尽管在北美UMTS将要不得不与现存2G服务共享1900MHz频段，但是国际上正试图为3G服务释放2100MHz频段。 2G GSM 服务因使用900MHz和1800MHz，因此不再共享任何UMTS服务的频段。到为3G分配新的特定频段之前，北美还没有厂商回答UMTS使用那些频率。 AT&T Wireless 2004年底已经确定在美国 确定为UMTS服务启用了为2GPCS服务使用的1900 MHz频段。最初在加拿大展示的UMTS服务也使用1900MHz频段。其他竞争标准除UMTS还有其他的3G标准，例如CDMA2000和专有系统包括Arraycom的iBurst， Flarion and WCDMA-TDD (无线IP)。然而，人们还是比较期望3GSM/UMTS成为取代当前GSM标准的统治地位成为事实的3G。CDMA2000和W-CDMA是ITU认可的IMT-20003G标准族成员 ,另外的还有EDEG和中国自有3G标准TD-SCDMA。CDMA2000改良升级自CDMA1x,不需要新的频段分配，可以稳定运行在现有PCS频段。大多数现有的GSM运营商因为高昂的频段和设备费用对UMTS持观望态度。多数北美GSM运营商已接受EDGE作为暂定3G解决方案。 AT&T无线2003年本国范围内开始运行EDGE，Cingular 也在本国内运行，T-Mobile美国 计划全美范围提供EDGE。Rogers Wireless在2003年晚期开始在加拿大范围内投入运行EDGE服务。EDGE的好处是它有效利用现有GSM频段而且兼容现有GSM手机。EDGE为GSM运营商与CDMA2000竞争提供了一个短期的升级途经。 编辑本段问题运营商首先面对的问题: 超重的手机只有可怜的待机时间; 若要完美实现UMTS的VOD功能, 每100米要设立一个基站。在都市区域经济上可行，在人口较少的郊区和乡下不可行。 来自Wi-Fi宽带网络的竞争; 客户缺少对3G重要的需求通用移动通信系统（UMTS）是第三代（3G）移动电话技术。它使用的W -作为基础的CDMA系统，是由3GPP标准化，并代表欧洲/日本的答案国际电联IMT - 2000的要求3G蜂窝无线电系统。 以区别于竞争的UMTS网络技术，UMTS是有时也叫3GSM大会上，强调了该技术的3G的性质和GSM标准，其目的是成功的组合。 前言 本文讨论的技术，业务，使用和其他方面，包括周围的UMTS的3G手机的继任者采用的W - CDMA空中接口和GSM基础设施。任何有关严格的W - CDMA接口本身可能是更好的描述的W - CDMA的页面。 由于在市场上了UMTS快速发展的性质，这方面的一些页面的信息可能会迅速过时。读者的判断和更多的独立研究强烈建议，您是鼓励他们返回并加入到这个网页的更新。投稿者亦应时间戳在适当的时候作出的贡献，以帮助读者确定信息时代。 编辑 特征 UMTS的支持高达1920 kbit / s的数据传输速率（而不是2 Mbit / s的那样频繁出现），但在真正的网络，目前用户可以期待的性能高达384 kbit / s的-在日本升级到3兆比特/秒正在筹备之中。然而，这仍远低于14.4千比特大/ s的单一的GSM纠错电路交换数据信道或多重14.4 kbit / s的在HSCSD渠道， -在竞争其他网络技术，如CDMA - 2000，小灵通或无线局域网-提供访问万维网和其它数据服务在移动设备上。 向3G前体的第二代移动电话系统等的GSM，CDMA，PDC上，小灵通和其他2G的不同国家所部署的技术。在GSM的情况下，有一个从2G演进的路径，所谓的GPRS，也的2.5G。 GPRS的支持更好的数据传输速率（可达140.8kbit理论上的最大/秒，虽然典型率接近56kbit / s）和分组交换，是不是面向（电路交换）连接。它部署在许多地方使用的GSM。电子GPRS或EDGE的，是GPRS的进一步发展，是根据新的“编码方案的基础”。随着EDGE的实际分组数据速率可达到约180千比特/秒（有效）。 EDGE系统通常被称为“升级为2.75G系统”。 2006年，在日本UMTS网络将升级到高速下行分组接入（HSDPA）有时被称为3.5G的。这将高达14.4兆下行传输速度/ s的可能。工作也顺利进行改善与高上行传输速度的高速上行分组接入（HSUPA） 2006年，在南非Vodacom公司也正在努力执行高速下行分组接入（HSDPA）。 在奥地利，奥地利Mobilkom已经实施和部署HSDPA的供公众使用。 UMTS的营销材料强调了移动视频会议的可能性，但日本的经验和其他地方表明，用户对视频需求的要求并不是很高。 用于UMTS的其他可能的用途，包括音乐下载和视频内容。 现实世界中的实现 第一次大规模现实生活中的商用UMTS网络，在世界上生活了2001年在日本，NTT DoCoMo公司的经营。 2003年12月，T - Mobile公司推出的UMTS在奥地利，并开始在英国和德国的试验。此外，在2005年11月的T - Mobile的UMTS网络在荷兰生活了（但是，这不是一个商业发射，但为了满足频谱拍卖后，实行监管要求）。 2004年2月，沃达丰开始了大规模的UMTS发射几个欧洲市场，包括英国，德国，荷兰和瑞典。在葡萄牙，UMTS的发射前的2004年欧洲杯开始了。 第一次在波兰的UMTS网络于2004年成立的加GSM，但覆盖面仍仅限于华沙。 2005年4月，时代的GSM又推出在华沙UMTS网络，提供廉价的（大约每月20欧元），互联网接入等3G服务。 2006年1月前大部分主要城市，覆盖了时代的GSM，橙色和Plus GSM用户。 在捷克共和国，发起了UMTS的的T - 2005移动。 第一次在非洲的UMTS网络发起的毛里求斯岛2004年11月，由Vodacom的的3G服务在南非推出遵循2004年12月。 在芬兰，UMTS许可证，主要是由政府免费提供。 2004年，埃莉萨Oyj公司和TeliaSonera公司开始部署商用UMTS网络，并在2005年芬兰DNA开始商用UMTS业务。 根据一项与NTT DoCoMo，美国供应商ATT无线以前的协议（现为Cingular），需要建立并在2004年年底的市场在四个主要的UMTS美国城市网络。在CTIA 2004年，Cingular公司宣布，其3G网络将是一个1900只执行的UMTS，并将由该年底推出的计划。截至2006年1月，Cingular已经部署在达拉斯，底特律，凤凰城，圣地亚哥，旧金山，西雅图和UMTS网络。 因为美国还没有提供新的UMTS频谱，它应该承担至850MHz和1900MHz，在美国蜂窝通信与现有的1G和2G的频段分配网络。在5 MHz频率插槽UMTS的要求，远高于现有的网络所需，可以为美国运营商的困难更大。 在新加坡，新加坡电信在2004年12月开始对他们的审判，并于2005年3月期间成功发起的StarHub和MobileOne公司之后。 运营商已经开始销售移动互联网产品，结合3G和Wi - Fi网络在1。笔记本业主出售UMTS调制解调器，并且获得客户端程序检测到存在的Wi - Fi网络之间切换3G和Wi - Fi的汇报。最初的Wi - Fi被视为向3G的竞争对手，但现在认识到，只要经营者拥有或租用的Wi - Fi网络，他们将能够提供比与UMTS只有更具竞争力的产品。诺基亚预测，UMTS设备将三分之一的手机第六次在2006年年底。 技术 下面的信息并不适用于非使用UMTS系统如FOMA的W - CDMA空中接口， UMTS的结合的W - CDMA空中接口，GSM的移动应用部分（MAP）的核心，语音编解码器的GSM系列。 请注意，许多无线技术使用的空中接口，包括FOMA和J - Phone的W - CDMA。 像其他现实世界的W - CDMA的实现，UMTS使用5 MHz信道，一个在1900兆赫上行范围和在2100 MHz范围内的下行一对。相反，竞争的CDMA2000系统使用每个通信方向任意一个或多个1.25 MHz信道。 UMTS和其他的W - CDMA系统被广泛批评为大型频谱的使用，而推迟了在没有新的分配频率的UMTS部署具体的国家（如美国）。 具体频率原先的UMTS标准定义的频带1885年至2025年为上行和下行2110年至2200年兆赫频率。 对于现有的GSM运营商，它是一个简单而昂贵的升级到UMTS的：大部分的基础设施可以与GSM，但取得新的频谱许可证，并在现有的覆盖塔UMTS的成本可能昂贵。 UMTS的一个主要区别相比，GSM是通用无线接口形成无线接入网络（大）。它可以连接到互联网上一样，综合业务数字网，GSM或UMTS网络的各种骨干网。包括三个大的OSI模型的最低层次。该网络层（OSI 3）协议的形式无线资源管理协议（无线资源管理）。他们之间的管理和移动终端，包括固定网络的承载信道切换。 Interoperatibility和全球漫游 在空中接口的水平，本身的UMTS与GSM不兼容。 UMTS手机在欧洲销售（截至2004年）的UMTS / GSM双模手机，因此他们也可以拨打和接听普通的GSM网络的电话。如果旅行的UMTS客户没有UMTS覆盖，超强的UMTS手机会自动切换到GSM（漫游费可能适用于一个地区）。如果客户旅行的UMTS覆盖范围以外的在通话中，电话将被透明地传递给现有GSM网络覆盖范围。 定期GSM手机不能使用的UMTS网络。 沃达丰日本（前的J -电话）有它使用3G网络的W - CDMA技术，并与UMTS兼容。然而，当沃达丰收购的J -电话，沃达丰大大减少了UMTS基础设施的投资计划，这样，日本的沃达丰的UMTS网络使用用户数量仍然很低，和3G，日本曾经是不完整的覆盖面。现在，沃达丰日本声称，超过99的人口地区3G网络所覆盖，其15的用户是3G截至2005年底用户。 NTT DoCoMo公司的3G网络，FOMA的，是第一个商用网络使用的W - CDMA的自2002年以来。第一次的W - CDMA版本由NTT DoCoMo使用的不符合在广播级UMTS标准，但通过FOMA手机的USIM卡使用的GSM手机兼容，使基于USIM卡是由日本漫游到GSM领域可能没有任何问题。今天，NTT DoCoMo的网络-以及所有的W -全球CDMA网络-使用UMTS标准版，让潜在的全球漫游。是否和在什么条件下漫游其实是可以由用户使用取决于运营商之间的商业协议。 所有的UMTS / GSM双模手机应该接受现有的GSM SIM卡。有时候，你被允许使用漫游的UMTS从同一供应商的GSM网络SIM卡。 在美国，UMTS将开始提供（由Cingular，原ATT无线）在1900 MHz频段只，由于现时在美国分配的频谱的限制。 UMTS手机指定为美国很可能不会受到海外和可操作性，反之亦然，这反映在美国的GSM手机和GSM网络的使用，从目前的情况在世界其他地方使用的不同的频率。但是，联邦通讯委员会已作出合理的承诺，释放在2100 MHz频段的频谱和全球大多数WCDMA牌照似乎认为ubiquituous，透明的全球漫游的一个重要问题。 虽然兼容之间漫游欧洲和亚洲网络的可能，但仍然没有漫游与美国可能（截至2004年12月）。 频谱分配 120多个许可证已颁发给全球的运营商（截至2004年12月），指定的W - CDMA无线接入技术，在GSM基础上的。随着技术的不断到来，政治家急忙成立许可证拍卖，漏斗的牌费，纳入政府预算的数十亿美元。以德国为例，许可证持有人支付了总额五零八零零零零零零零零欧元。运营商将开始在2005年获得的许可证收入。这些巨大的许可费有关于预测的10年后的收入，创造了巨大的损失，付出了非常大的税收性质，并提出许多欧洲电信运营商濒临破产。在这些损失，已注销过去几年，以及相关的债务已经减少，主要是通过从SMS数据服务的收入。 在国际电联UMTS频谱分配方法已在北美。 1900MHz范围应用于2G（PCS）服务，和2100 MHz范围用于卫星通信中使用。监管部门正在向自由了2100兆赫3G服务的范围，但在北美的UMTS仍然要与现有2G的份额在1900兆赫波段的服务范围。第二代GSM服务场合使用900兆赫和1800兆赫，因此不同意任何频谱的UMTS的服务计划。 直到监管机构拨出专门为3G新的频谱，就没有确实的答案是什么频率的UMTS将运行在北美。 ATT无线发起的2004年年底在美国的UMTS服务，严格使用现有的1900 MHz频段上为2G的PCS服务分配。 Cingular公司于2004年收购ATT无线，并在选择自那时以来，美国城市推出的UMTS。在加拿大推出UMTS最初的处理也将完全由1900 MHz频段。 其他竞争标准 还有其他竞争的3G标准，如CDMA2000和包括iBurst从Arraycom，Flarion公司和WCDMA双工（IPWireless公司）系统。 在CDMA2000和W - CDMA被接受，作为部分的IMT - 2000系列由国际电联的3G标准，除了基于全球演进（EDGE）和中国自己的3G标准TD - SCDMA标准，以增强数据速率。 CDMA2000的，作为一个进化升级到cdmaOne在内，并不需要新的频谱分配和运作，在现有PCS频段舒适。 大多数GSM运营商在北美以及世界其他各地已接纳临时3G解决方案的EDGE。 ATT无线在2003年推出的EDGE全国，Cingular的大部分市场推出的EDGE和T - Mobile美国发动了2005年10月全国的EDGE。罗杰斯无线2003年年底推出市场的加拿大全国性的EDGE服务。 TIM（意大利）于2004年发起的EDGE。在EDGE的好处是，它利用现有的GSM频段，并与现有的GSM手机兼容。它也更容易，更快，相当便宜“螺栓关于”EDGE功能的升级现有的GSM传输的硬件支持除了要安装，几乎所有的品牌，新设备，以提供UMTS EDGE的无线运营商。提供了EDGE的GSM运营商的短期和直接升级与CDMA2000竞争。 存在的问题和问题 对经营者的部署面临的一些问题包括： 差超重手机电池寿命; 从移交到GSM的UMTS，连接出现问题，被丢弃或切换只能在一个方向（UMTS的，“唯一的GSM与变化后挂回UMTS手机），即使UMTS覆盖的回报; 最初，由于覆盖面不足所需要的时间建立一个网络; 建立全面纳入视频点播功能的UMTS，一个基站需要设置每隔1-1.5公里。虽然这是在城市地区的经济可行的，也不可能在人口较少的郊区和农村地区; 竞争的宽带接入的Wi - Fi; 缺乏对3G的重要的消费需求。 HSDPA百科名片HSDPA（High Speed Downlink Packet Access)高速下行分组接入,是一种移动通信协议，亦称为3.5G(3½G)。该协议在WCDMA下行链路中提供分组数据业务，在一个5MHz载波上的传输速率可达8-10 Mbit/s（如采用MIMO技术，则可达20 Mbit/s）。在具体实现中，采用了自适应调制和编码（AMC）、多输入多输出（MIMO）、混合自动重传请求（HARQ）、快速调度、快速小区选择等技术。 目录隐藏1.HSDPA概述 2.基本原理 3.技术特点 1. 3.1.数据业务与语音业务的技术特点 2. 3.1.1.快速链路调整技术 3. 3.1.2结合软合并的混合重传(HARQ)技术 4. 3.1.3集中调度技术 5. 3.2.无线接口技术运用特点： 6. 3.2.1下行传输信道编码 7. 3.2.2下行物理信道结构 8. 3.2.3自适应调制和编码 9. 3.2.5分组调度功能 10. 3.3.技术实际运用上的表现：4.前景分析 1. 4.1.HSDPA的进一步发展 2. 4.2.HSDPA对移动宽带发展的影响 3. 4.2.1.后3G时代的到来 4. 4.2.3.HSDPA移动产业的革命性发展 5. 4.2.4.HSDPA机遇与挑战共存5.发展状况 终端 运营商情况 1.HSDPA概述 2.基本原理 3.技术特点 1. 3.1.数据业务与语音业务的技术特点 2. 3.1.1.快速链路调整技术 3. 3.1.2结合软合并的混合重传(HARQ)技术 4. 3.1.3集中调度技术 5. 3.2.无线接口技术运用特点： 6. 3.2.1下行传输信道编码 7. 3.2.2下行物理信道结构 8. 3.2.3自适应调制和编码 9. 3.2.5分组调度功能 10. 3.3.技术实际运用上的表现：4.前景分析 1. 4.1.HSDPA的进一步发展 2. 4.2.HSDPA对移动宽带发展的影响 3. 4.2.1.后3G时代的到来 4. 4.2.3.HSDPA移动产业的革命性发展 5. 4.2.4.HSDPA机遇与挑战共存5.发展状况 终端 运营商情况 编辑本段1.HSDPA概述 HSDPA（High Speed Downlink Packet Access）表示高速下行分组接入技术。在3G的三大标准的角逐中，WCDMA商用在运营商的支持数量上取得了领先，但在其网络所支持的数据速率上却长期停留在理论上的384kbps水平，而其网络建设也一直处于缓慢发展的状态。与此形成鲜明对照的是，在韩国、日本等国家实现商用的CDMA2000 1X EV-DO网络系统上，已经实现了2.4Mbps的峰值速率，其宽带接入服务能为客户提供300kbps-500kbps平均下载速率，这足以与有线宽带的速率相媲美。比较而言，同为已经实现商用的3G网络系统，面对现有的3G业务，WCDMA已经稍显力不从心，在数据传输速率上的巨大落差，以及由此带来的业务能力上的弱势，自然使得WCDMA阵营不甘落后，必须寻找一种赶超CDMA2000 1X EV-DO的有力武器。HSDPA(高速下行分组接入，High Speed Downlink Packages Access)技术是实现提高WCDMA网络高速下行数据传输速率最为重要的技术，是3GPP在R5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的，它可以在不改变已经建设的WCDMA系统网络结构的基础上，大大提高用户下行数据业务速率(理论最大值可达14.4Mbps)，该技术是WCDMA网络建设中提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。对高速移动分组数据业务的支持能力是3G系统最重要的特点之一。WCDMA R99版本可以提供384kbps的数据速率，这个速率对于大部分现有的分组业务而言基本够用。然而，对于许多对流量和迟延要求较高的数据业务如视频、流媒体和下载等，需要系统提供更高的传输速率和更短的时延。在未来几年内，数据服务将会取得大幅度增长，并成为第三代（3G）移动通信的主要应用和主要收入来源。目前日本和韩国的3G经营商已经在体验3G服务中获得了巨大的成功。日本DoCoMo公司于2001年推出的WCDMA-FOMA服务所创造的收入已经占到其总收入的20%以上，截止到2004年5月已拥有400万用户。韩国电信公司（SKT）2003年第3季度，在部署了1xEV-DO网络之后，该公司数据服务收入占据每用户平均收入（ARPU）值的比例上升到了34%。为了适应多媒体服务对高速数据传输日益增长的需要，第三代移动通信合作项目组（3GPP）已经公布了一种新的高速数据传输技术，叫做高速下行分组接入技术（HSDPA）。该技术是WCDMA R99（也就是我们常说的WCDMA）的强化版本，大大加强了下行链路传输的功能。日本的NTT DoCoMo是最早试验HSDPA技术的运营商之一，在2004年3GSM全球大会上，HSDPA也同样改变了所有主要欧洲运营商的日程。在美国，GSM运营商当然也在寻求更多的武器，以便在越来越具有攻击性的市场中确保领先地位。2004年12月1日，Cingular正式与朗讯科技签署了一项为期4年的3GW-CDMA设备、软件和服务供货协议，其中就包括了HSDPA技术的部署。协议将使Cingular公司从2005年起得以为消费者提供范围广泛的多媒体服务。PA咨询公司和Yankee集团最近认为，HSDPA需求可能首先来自企业市场。PA咨询公司相信，HSDPA将在面向企业市场的W-CDMA案例中扮演核心角色。Yankee集团则将HSDPA技术视为一个可以使运营商面向企业市场推出高利润服务的重要差别化因子，并将在向更快的3G服务演进中扮演极为突出的角色。Gartner集团更关注新技术对网络效率的影响，认为部署HSDPA技术的运营商将获得相当的竞争优势。为了更好地发展数据业务，3GPP从这两方面对空中接口作了改进，引入了HSDPA技术。HSDPA不但支持高速不对称数据服务，而且在大大增加网络容量的同时还能使运营商投入成本最小化。它为UMTS更高数据传输速率和更高容量提供了一条平稳的演进途径，就如在GSM网络中引入EDGE一样。 HSDPA的发展分为三阶段，即基本HSDPA阶段、增强HSDPA阶段以及HSDPA进一步演进阶段，其中HSDPA进一步演进阶段目前还未最终确定，仍在3GPP内进行研究。 编辑本段2.基本原理WCDMA R5版本高速数据业务增强方案充分参考了cdma2000 1X EV-DO的设计思想与经验，新增加一条高速共享信道(HS-DSCH)，同时采用了一些更高效的自适应链路层技术。共享信道使得传输功率、PN码等资源可以统一利用，根据用户实际情况动态分配，从而提高了资源的利用率。自适应链路层技术根据当前信道的状况对传输参数进行调整，如快速链路调整技术、结合软合并的快速混合重传技术、集中调度技术等，从而尽可能地提高系统的吞吐率。基于演进考虑，HSDPA设计遵循的准则之一是尽可能地兼容R99版本中定义的功能实体与逻辑层间的功能划分。在保持R99版本结构的同时，在NodeB(基站)增加了新的媒体接入控制(MAC)实体MAC-hs，负责调度、链路调整以及混合ARQ控制等功能。这样使得系统可以在RNC统一对用户在HS-DSCH信道与专用数据信道DCH之间切换进行管理。 HSDPA引入的信道使用与其它信道相同的频点，从而使得运营商可以灵活地根据实际业务情况对信道资源进行灵活配置。 HSDPA信道包括高速共享数据信道(HS-DSCH)以及相应的下行共享控制信道(HS-SCCH)和上行专用物理控制信道(HS-DPCCH)。下行共享控制信道(HS-SCCH)承载从MAC-hs到终端的控制信息，包括移动台身份标记、H-ARQ相关参数以及HS-DSCH使用的传输格式。这些信息每隔2ms从基站发向移动台。上行专用物理控制信道(HS-DPCCH)则由移动台用来向基站报告下行信道质量状况并请求基站重传有错误的数据块。共享高速数据信道(HS-DSCH)映射的信道码资源由15个扩频因子固定为16的SF码构成。不同移动台除了在不同时段分享信道资源外，还分享信道码资源。信道码资源共享使系统可以在较小数据包传输时仅使用信道码集的一个子集，从而更有效地使用信道资源。此外，信道码共享还使得终端可以从较低的数据率能力起步，逐步扩展，有利于终端的开发。从共用信道池分配的信道码由RBS根据HS-DSCH信道业务情况每隔2ms分配一次。与专用数据信道使用软切换不同，高速共享数据信道(HS-DSCH)间使用硬切换方式。 编辑本段3.技术特点 3.1.数据业务与语音业务的技术特点数据业务与语音业务具有不同的业务特性。语音业务通常对延时敏感，对于速率恒定性要求较高，而对误码率要求则相对较弱；数据业务则相反，通常可以容忍短时延时，但对误码率要求高。HSDPA参考cdma2000 1X EV-DO体制，充分考虑到数据业务特点，采用了快速链路调整技术、结合软合并的快速混合重传技术、集中调度技术等链路层调整技术。 3.1.1.快速链路调整技术如前所述，数据业务与语音业务具有不同的业务特性。语音通信系统通常采用功率控制技术以抵消信道衰落对于系统的影响，以获得相对稳定的速率，而数据业务相对可以容忍延时，可以容忍速率的短时变化。因此HSDPA不是试图去对信道状况进行改善，而是根据信道情况采用相应的速率。由于HS-DSCH每隔2ms就更新一次信道状况信息，因此，链路层调整单元可以快速跟踪信道变化情况，并通过采用不同的编码调制方案来实现速率的调整。当信道条件较好时，HS-DSCH采用更高效的调制方法-16QAM，以获得更高的频带利用率。理论上，xQAM调制方法虽然能提高信道利用率，但由于调制信号间的差异性变小，因此需要更高的码片功率，以提高解调能力。因此，xQAM调制方法通常用于带宽受限的场合，而非功率受限的场合。在HSDPA中，通常靠近基站的用户接收信号功能相对较强，可以得到xQAM调制方法带来的好处。此外，WCDMA是语音数据合一型系统，在保证语音业务所需的公共以及专用信道所需的功率外，可以将剩余功率全部用于HS-DSCH，以充分利用基站功率。 3.1.2结合软合并的混合重传(HARQ)技术终端通过HARQ机制快速请求基站重传错误的数据块，以减轻链路层快速调整导致的数据错误带来的影响。终端在收到数据块后5ms内向基站报告数据正确解码或出现错误。终端在收到基站重传数据后，在进行解码时，结合前次传输的数据块以及重传的数据块，充分利用它们携带的相关信息，以提高译码概率。基站在收到终端的重传请求时，根据错误情况以及终端的存储空间，控制重传相同的编码数据或不同的编码数据(进一步增加信息冗余度)，以帮助提高终端纠错能力。 3.1.3集中调度技术集中调度技术是决定HSDPA性能的关键因素。cdma2000 1X EV-DO以及HSDPA追求的是系统级的最优，如最大扇区通过率，集中调度机制使得系统可以根据所有用户的情况决定哪个用户可以使用信道，以何种速率使用信道。集中调度技术使得信道总是为与信道状况相匹配的用户所使用，从而最大限度地提高信道利用率。信道状况的变化有慢衰落与快衰落两类。慢衰落主要受终端与基站间距离影响，而快衰落则主要受多径效应影响。数据速率相应于信道的这两种变化也存在短时抖动与长时变化。数据业务对于短时抖动相对可以容忍，但对于长时抖动要求则较严。好的调度算法既要充分利用短时抖动特性，也要保证不同用户的长时公平性。亦即，既要使得最能充分利用信道的用户使用信道以提高系统吞吐率，也要使得信道条件相对不好的用户在一定时间内能够使用信道，也保证业务连续性。常用的调度算法包括比例公平算法、乒乓算法、最大CIR算法。乒乓算法不考虑信道变化情况；比例公平算法既利用短时抖动特性也保证一定程度的长时公平性；最大CIR算法使得信道条件较好的少数用户可以得到较高的吞吐率，多数用户则有可能得不到系统服务。对系统性能的影响 HSDPA对系统性能的影响包括两个业务与系统吞吐率两个层面。快速链路层调整技术最大限度地利用了信道条件，并使得基站以接近最大功率发射信号；集中调度技术使得系统获得系统级的多用户分集好处；高阶调制技术则提高了频谱利用率以及数据速率。这些技术的综合使用使得系统的吞吐率获得显著提高。同时，用户速率的提高以及HARQ技术的使用使得TCP/UDP性能得到改善，从而提高了业务性能。但是，业务性能的提高程度与业务模型有关。作为WCDMA R5版本高速数据业务增强技术，HSDPA通过采用时分共享信道以及快速链路调整、集中调度、HARQ等技术提高了系统的数据吞吐率以及业务性能，同时保证系统的前向兼容，除在RBS增加相应的MAC模块外，不对系统结构带来其它影响，从而有利于系统的灵活部署。 3.2.无线接口技术运用特点：为改善WCDMA系统性能，HSDPA在无线接口上作出了大量变化，这主要影响到物理层和传输层：缩短了无线电帧；新的高速下行信道；除QPSK调制外，还使用了16QAM调制；码分复用和时分复用相结合；新的上行控制信道；采用自适应调制和编码(AMC)实现快速链路适配；使用混合自动重复请求HARQ)。介质访问控制(MAC)调度功能转移到Node-B上。HSDPA无线帧(在WCDMA结构中实际是子帧)长2ms，相当于目前定义的三个WCDMA时隙。一个10msWCDMA帧中有五个HSDPA子帧。用户数据传输可以在更短的时长内分配给一条或多条物理信道。从而允许网络在时域及在码域中重新调节其资源配置。 3.2.1下行传输信道编码HS-DSCH从WCDMA R99引入的下行共享信道(DSCH)演变而来，允许在时间上复用不同的用户传输。为有效实现更高的数据速率和更高的频谱效率，DSCH中的快速功率控制和可变展宽系数在R5中被代之以HS-DSCH上的短分组长度、多码操作和AMC以及HARQ等技术。根据R99 1/3增强编码器，信道编码一直采用1/3速率。但是，根据两阶段HARQ速率匹配流程中应用的参数，有效的码速率会变化。在这一过程中，信道编码器输出上的位数与HS-DSCH上映射的HS-PDSCH的总位数相匹配。HARQ功能通过冗余版本(RV)参数控制。输出上确切的位集取决于输入位数、输出位数和RV参数。在使用一个以上的HS-PDSCH时，物理信道分段功能在不同物理信道之间划分比特位。它对每条物理信道单独进行交织。HSDPA采用正交相移键控调制(WCDMA中规定的技术)，在无线电条件良好时，采用16正交幅度调制(16QAM)。 3.2.2下行物理信道结构物理信道的第一个时隙承载HS-PDSCH接收的关键信息，如信道化代码集和调制方案。在收到第一个时隙后，UE只有一个时隙解码信息，准备接收HS-PDSCH。映射到一个HS-DSCH上的HS-PDSCHs(或码信道)数量可能会在1-15之间明显变化。它使用正交可变展宽系数(OVSF)代码。多码数量和从给定HS-DSCH上映射的HS-PDSCH的相应偏置信息在HS-SCCH上传送。偏置(0)时的多码(P)分配如下：Cch，16，0Cch，16，O+P-1。第二个时隙和第三个时隙承载HS-DSCH信道编码信息，如传输码组长度、HARQ信息、RV和星座版本及新的数据指示符。使用16位UE标识涵盖三个时隙的数据。 3.2.3自适应调制和编码链路适配是HSDPA改善数据吞吐量的一种重要途径。采用的技术是自适应调制和编码(AMC)。在每个用户传输过程中，把系统的调制编码方案与平均信道条件相匹配。传输的信号功率在子帧周期期间保持不变，它改变调制和编码格式，以与当前收到的信号质量或信号条件相匹配。在这种情况下，BTS附近地区的用户一般会配置速率较高的高阶调制(例如，有效码速率为O.89的16QAM)，但随着距BTS的距离增大，调制阶和码速率将下降。如前所述，可以采用1/3码速增强编码，通过各种速率匹配参数获得不同的有效码速率。3.2.4混合ARQ混合自动重复请求(HARQ)技术把前馈纠错(FEC)和ARQ方法结合在一起，保存以前尝试失败中的信息，用于未来解码中。HARQ是一种暗示链路适配技术。AMC采用明示的C/I或类似措施，设置调制和编码格式，而HARQ则采用链路层确认制定重传决策。从另一个角度讲，AMC提供了粗数据速率选择，而HARQ则根据信道条件提供数据速率微调功能。 3.2.5分组调度功能除信道编码及物理层和传输层变化外，HSDPA还实现了另一个变化，以支持快速传送分组。它把分组调试功能从网络控制器移到了Node-B(BTS)中的MAC层。分组调度算法考虑无线信道条件(根据涉及的所有UE的CQI)和传输到不同用户的数据数量。 3.3.技术实际运用上的表现：3.3.1.高速数据传输和大用户容量通过实施若干快速而复杂的信道控制机制，包括物理层短帧、自适应编码调制（AMC）、快速混合自动重传技术（Hybrid-ARQ）和快速调度技术，HSDPA使峰值数据传输速率达到10 Mbps，改善了最终用户使用数据下载服务的体验，缩短了连接与应答的时间。更为重要的是，HSDPA使分区数据吞吐量增加了三至五倍，这便可以在不占用更多网络资源的基础上大幅度增加用户数量。3.3.2.支持服务质量水平控制HSDPA较高的吞吐量和峰值数据传输速率有助于激励和促进WCDMA所不支持的数据密集型应用的发展。事实上，HSDPA可以更加