定位于宽带无线接入的WiMAX技术是一项基于IP体系构建的、具有较高频谱效率和一定服务质量保证的空中接口技术,它与3G\(WCDMA、CDMA1x\空中接口技术的后续演进版本(HSDPA、CDMA1xEV-DO、CDMA1xEV-DV)具有相似的性能表现和目标市场。 为此,笔者认为很有必要利用一定篇幅,对WiMAX和3G空中接口技术的后续演进版本进行一定的比较与分析。
HSDPA的优势分析
HSDPA的概念及由来。为了增加下行非实时分组业务的吞吐量、提高无线接入侧的频谱效率,以满足更高传输速率或流媒体类型业务的需求,2004年,3GPP组织在WCDMA的R5版本中提出了HSDPA技术,将HSDPA作为对R99无线接口的补充,与R99信道可以应用在相同的载波,通过无线承载系统为HSDPA增加专门的信道,并且通过改进无线调制方式和无线接入管理方法,在理论上将WCDMAR99规范支持的单载波2Mbit/s的下行信道吞吐量提升到14.4Mbit/s。在未来WCDMA的R6版本的空中接口技术中,通过MIMO等新技术的引入,预计下行信道的吞吐量还将进一步增加到30Mbit/s。
HSDPA的关键技术。根据WCDMAR5规范,HSDPA的关键技术主要包括:自适应调制和编码、混合自动重传申请、快速包调度等内容。
自适应调制和编码(AMC)技术
自适应调制和编码技术的原理是根据信道情况的变化而改变调制、码率的模式。AMC技术主要可以提高处于有利位置用户的速率,从而提高小区的平均吞吐量。另外,通过改变调制方式而不是通过传输功率的改变来减少干扰的变化,即HSDPA相关的HS-PDSCH信道取消了快速功率控制。缩短的子帧长度\(2ms\可以有效地提高AMC的调制速率,从而能够适应无线信道的快速变化。
混合自动重传申请(HARQ)技术
HARQ是一种链路自适应技术,ARQ即自动请求重发,HARQ是将前向纠错编码(FEC)和自动重传请求(ARQ)相结合的技术。前向纠错编码(FEC)提高了传输的可靠性,但当信道情况较好时,由于过多纠错比特,反而降低了吞吐量。ARQ在误码率不是很高的情况下可以得到理想的吞吐量,但会引入时延,考虑将FEC和ARQ相结合就形成了混合ARQ。在发送的每个数据包中含有纠错和检错的校验比特。如果接收包中的出错比特数目在纠错能力之内,则错误被自行纠正,当差错已超出FEC的纠错能力时,则让发端重发。
快速包调度(FPS)技术
HSDPA的分组调度算法是HSDPA系统的控制核心,分组调度功能位于NodeB中新的媒质接入控制实体MAC-hs,从而将传统上RNC完成的调度功能搬到了NodeB中实现,更加接近用户设备,2ms的TTI长度使得调度响应更为迅速及时。一般来说,HSDPA的分组调度不外乎四大类,即基于时间的轮循方式、基于流量的轮循方式、最大C/I方式、部分公平的方式。
WiMAX与HSDPA的比较
通过上述对HSDPA的简单分析,不难看出HSDPA的一些基本特点和其具备的业务能力,与WiMAX相比,我们可以得出以下结论:
(1)IP化是空中接口技术的发展方向; (2)OFDM(调制方式)、OFDMA(多址方式)是空中接口技术的演进趋势; (3)AMC、MIMO、STC、AAS、波束赋形等关键技术是后3G技术的必备技术。
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