HSUPA基本原理
HSDPA原理及网络规划
Number of HSPDSCH 1 1 1 1 1 1 2 … 3 4 4 5 5 ... 5 5 7 8 10 12 … 15
Modulation
QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK … QPSK QPSK QPSK QPSK 16-QAM … 16-QAM 16-QAM 16-QAM 16-QAM 16-QAM 16-QAM … 16-QAM
Node-B
Transmitter
Packet 1
Packet 1
Packet 2
UE
Receiver
Packet 1?
N
Packet 11? Packet + Packet 1?
A
August 23, 2006
>4
混合自动重传(HARQ)的概念
HSDPA中HARQ技术主要是系统端对编码数据比特的选择重传以及终端对物理层 重传数据合并。 通过RV参数来选择虚拟缓存中不同编码比特的传送。不同RV参数配置支持： CC（Chase Combining）（重复发送相同的数据） PIR（Partial Incremental Redundancy）（优先发送系统比特） FIR（Full Incremental Redundancy）（优先发送校验比特） 不同次重传，尽可能采用不同的r参数，使得打孔图样尽可能错开，保证不同 编码比特传送更为平均。
特点： 1) 提供较好的平衡算法，公平性和资源分配效率介于前两种算法（RR算法和最大C/I算法）之间 2)对所有用户提供服务的概率相同，虽然，所有用户可能经历不同的平均信道质量 3)提供系统吞吐量和公平性之间的平衡
August 23, 2006
+ d*f4
Hsupa物理层概述(补充)
HSUPA物理层目录1 概述 (3)2 NodeB控制的上行调度 (3)2.1 FDD增强的上行链路调度方案 (3)2.2 支持调度的信令信息 (4)2.3 在软切换中的操作 (4)2.4 AG 与RGs的优先级 (4)2.5 grants的有效期 (4)2.6 TFC选择 (5)3 混合ARQ设计 (5)4 物理层结构 (6)4.1 新增物理信道 (6)4.1.1 E-DPDCH (6)4.1.2 E-DPCCH (7)4.1.3 E-HICH (7)4.1.4 E-RGCH (9)4.1.5 E-AGCH (9)4.2 新增传输信道及映射为物理信道 (9)4.3 物理信道间的定时关系 (10)4.3.1 E-DPDCH定时关系 (10)4.3.2 E-DPCCH定时关系 (10)4.3.3 E-AGCH/E-RGCH/E-HICH定时关系 (10)4.4 E-AGCH, E-RGCH和-HICH的下行发射分集 (10)4.5 小结与待确定问题 (10)5 信道编码与复用. (10)5.1 E-DCH信道编码与复用 (10)5.1.1 CRC 附着 (11)5.1.2 传输块分段 (11)5.1.3 信道编码 (12)5.1.4 物理层HARQ与速率匹配 (12)5.1.5 物理信道分段 (16)5.1.6 交织与物理层映射 (16)5.1.7 确定E-DCH的SF和所需E-DPDCH信道数目 (16)5.2 E-DPCCH信道编码与复用 (18)5.2.1 概述 (18)5.2.2 E-DPCCH信息域映射 (18)5.2.3 E-DPCCH的复用 (19)5.2.4 E-DPCCH的信道编码 (19)第1 页共32 页HSUPA物理层5.2.5 E-DPCCH的物理层映射 (20)5.3 E-AGCH信道编码与复用 (20)5.3.1 概述 (20)5.3.2 E-AGCH信息域映射 (21)5.3.3 E-AGCH的CRC附着 (22)5.3.4 E-AGCH的信道编码 (22)5.3.5 E-AGCH的速率匹配 (22)5.3.6 E-AGCH的物理信道映射 (22)5.4 E-RGCH信道编码与复用 (22)5.4.1 概述 (22)5.4.2 ＲＧ映射 (23)5.5 E-HICH信道编码与复用 (23)5.5.1 概述 (23)5.5.2 ACK/NACK映射 (23)6 扩频与调制 (23)6.1 E-DPCCH/E-DPDCH (23)6.1.1 扩频 (23)6.1.2 码分配 (27)6.2 E-HICH, E-RGCH and E-AGCH (28)7物理层过程 (28)7.1 E-AGCH/E-HICH/E-RGCH的功率控制 (28)7.2 E-DCH相关过程 (29)7.3 ACK/NACK的合并 (29)7.4 Relative Grants的合并 (29)8 物理层测量 (29)8.1 UE测量 (29)8.2 UTRAN测量 (30)9 UE能力 (30)10 其它 (30)10.1 功控问题 (30)10.2 压缩模式相关 (30)10.2.1 HARQ操作 (30)10.2.2 调度与调度命令接收的相互关系 (31)10.3 传输分集相关 (31)第2 页共32 页HSUPA物理层HSUPA物理层（UTRA FDD）1 概述HSUPA会在R6中提出，相比Rel5，它的使用会使上行接收性能有明显的提高：在系统容量上大约有50%-70%的增加，在端到端分组包的延迟上有20%-55%的减少，在用户分组呼叫流量上有约50％的增加。
HSUPA基本原理
HSUPA基本原理HSUPA（High-Speed Uplink Packet Access）是一种用于移动通信系统中的高速上行数据传输技术。
它是3G网络的一部分，并提供了比之前的技术更快的上行数据传输速度。
本文将详细介绍HSUPA的基本原理和工作机制。
一、HSUPA简介HSUPA是WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）技术中的一部分，旨在提高移动通信网络的上行数据传输速度。
相比于之前的技术，HSUPA可以提供更高的上传带宽，使用户能够更快地发送数据，如照片、视频等。
二、HSUPA的工作机制1. 动态带宽分配（DBA）HSUPA使用一种称为动态带宽分配（DBA）的技术来实现高速上行数据传输。
DBA使网络能够动态地分配上行带宽给需要传输数据的用户，以最大限度地提高网络资源的利用率。
当有多个用户同时上传数据时，DBA可以根据它们的需求来分配带宽，从而保证每个用户都能得到足够的传输速度。
2. 快速调度算法（FSR）HSUPA还使用一种称为快速调度算法（FSR）的技术来管理和调度上行数据传输。
FSR根据网络的拥塞情况和用户的需求，决定哪个用户将被分配更多的带宽来上传数据。
该算法可以在保持网络正常运行的同时，尽可能地提供高速的上行传输。
3. 接收端处理在HSUPA中，接收端通过使用快速反馈信道（HARQ）来处理上行数据的传输。
HARQ允许接收端检测和纠正传输中可能出现的错误，从而确保数据的正确接收。
如果接收端检测到错误，它将发送一个重传请求给发送端，以重新传输受损的数据。
4. 高速调制与编码为了实现更高的上行传输速度，HSUPA采用了一种称为16QAM （16 Quadrature Amplitude Modulation）的调制方式。
16QAM可以在单位时间内传输更多的数据，从而提高传输速度。
此外，HSUPA还使用了一种称为高效的编码方案，如Turbo码，以提高数据的可靠性和传输效率。
TD-SCDMA HSUPA技术介绍
信产部电信研究院MTNet实验室 duohao
目录
• HSUPA背景介绍 • HSUPA关键技术 • TD-HSUPA协议栈介绍 • TD-HSUPA物理层介绍 • TD的未来与展望
Hale Waihona Puke 2目录• HSUPA背景介绍 • HSUPA关键技术 • TD-HSUPA协议栈介绍 • TD-HSUPA物理层介绍 • TD的未来与展望
33
基于NodeB的快速调度
• 基于Node-B控制的快速物理资源调度
允许同时服务于多种业务和速率的用户，避免码资源 短缺；更为准确地跟踪用户缓存状态，依据用户缓存状态 动态调整资源分配，显著降低数据在用户缓存中的排队时 延，从而改善系统吞吐量；依据无线链路变化动态调整资 源分配，更有效的利用有限的上行物理层资源，避免资源 的过多分配，从而改进系统的上行吞吐量和容量；物理层 资源的分配实体在Node-B中可显著改善各类业务的时延 QoS 特性。Node-B控制的物理资源分配可避免用户发送 资源请求和UTRAN发送响应的时延，省去UTRAN协议栈处 理时间，使HARQ重传时延降到最低。
按照重传发生的时刻来区分，可以将 HARQ可以分为同步和异步两类。TD-HSUPA 使用的都是异步的HARQ。
28
混合自动重传请求(HARQ)
控制信令开销小，在每次传输过程中的参数都
与异步HARQ相比较，同步HARQ具有以下的优势：
是预先已知的，不需要标示HARQ的进程序号。 在非自适应系统中接收端操作复杂度低。 提高了控制信道的可靠性，在非自适应系统中， 有些情况下，控制信道的信令信息在重传时与初 始传输是相同的，这样就可以在接收端进行软信 息合并从而提高控制信道的性能。
4-HSDPAHSUPA原理介绍
HSDPA关键技术－16QAM
0011 0001 1001 0000 1000 1010 1100 1110 1111 1101 0100 0101 0010 0110 0111
00 10 11 01
1011
调制方式
编码率
吞吐率（5slotx12codes）
吞吐率（5slotx16codes）
QPSK
1/4 2/4 3/4
264kbps 528kbps 792kbps 1Mbps 1.6Mbps 2Mbps
352kbps 704kbps 1Mbps 1.4Mbps 2.1Mbps 2.8Mbps
16QAM
2/4 3/4 4/4
Page24
本章内容
第一节 HSDPA概述
第二节 HSDPA关键技术
第三节 HSDPA物理层
第四节 HSDPA MAC层
Page25
HSDPA引入的共享信道
物理信道
HS-PDSCH
HS-SCCH HS-SICH
传输信道
HS-DSCH
Page26
HS-DSCH
HS-DSCH是下行共享传输信道，用于承载MAC-hs PDU; 多个UE通过时分、码分共享该信道； 可以采用波束赋形; TTI为5ms； 可映射到多个HS-PDSCH ； 总是与一个下行DPCH相关联，以及一个或多个HS-SCCH 相关联； 不使用TFCI,可在多个载波上同时传输; 信道编码：1/3Turbo码； 调制：QPSK/16QAM自适应；
第四节 HSDPA MAC层
Page3
什么是HSDPA
High Speed Downlink Packet Access
HSUPA
HSUPA终端射频测试介绍马小丽李波工业与信息化部电信研究院泰尔实验室摘要：本文综合论述了HSUPA终端的射频测试。
首先简单介绍了HSUPA的技术，然后分析了HSUPA的新增物理信道和关键技术，之后，对HSUPA的相关射频测试进行了详细介绍，最后对HSUPA测试进行了总结。
Abstract：This paper discusses RF tests of HSUPA handset. First, it briefly introduces the HSUPA technology. Second, it analyzes the newly added physical channels and the key technology of HSUPA. Third, it gives us a detailed description of RF tests of HSUPA handset. And finally, there is a summary of the HSUPA tests. 关键词：HSDPA，HSUPA，E-DCH，HARQ，快速调度，TTI，E-TFC，E-TFCI，E-HICH，E-AGCH，E-RGCHKey words：HSDPA，HSUPA，E-DCH，HARQ, fast scheduling, TTI, E-TFC, E-TFCI, E-HICH, E-AGCH, E-RGCH一、引言HSUPA的全称为高速上行分组接入（high speed uplink packet access），是高速下行分组接入HSDPA（high speed downlink packet access）在上行链路的补充和完善。
HSUPA 是为了支持更高速率的数据业务，更低的时延，更高的吞吐量和频谱利用率以及对高数据速率业务的更好的覆盖而提出的。
HSUPA在3GPP Release 6中进行规范，设计用于在一个小区中支持上行5.76 Mbps的峰值数据速率。
HSUPA的关键技术
■
- -
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维普资讯
黼 鬻 ㈣ 骥 —黧 烹
HS U P A
麟 鹪 熬 戮 饕 麟麓 鬻
熏
的关 键 技 术
鼎桥 通 信 技 术 有 限 公 司
1
HS UP A 应 用
需求
．
制方式 可 以 相 应 地 在 QP S K 和 1 6 QA M 之 间改 变
ｒ ｕｄｎ ） ｅ ｎａｃ 方式要求每次重传递增发送冗余信息． ｄ ｖ 而且每
次重传包含不同的冗余比特 ， 接收端将各次重传的冗余比
・
如果在子帧（ ＋ 接收到 Ｎ Ｃ ） ＋ Ａ Ｋ反馈 ，Ｅ需要 Ｕ 等待接收到一个绝对授权（ ｓｕ ｒ ｔ： 才能 ａ ｏ ｔ ｇ ｎ） ｂ ｌｅ ａ ￣
试 中的失败信息 用 于 将来 的解 码 是
，
种暗示 性链 路适
．
码 方式
HS UP A
一
一
旦 在 业 务 建 立 或 重 配 置 时确 定就 不 能 再 更 改
。
I 配 技术 而 A M C 采用 明示 的 C／ 或类 似措施 设 置 调 制 和
。
使用 的调 制和 编码 方式 A M C ( 自适 应 调 制编码 ) 是
，
相应的
编码 速 率也 可 以 选 择 最 优 的方式改 变
时 A MC 会选 择
。
一
。
当信道 条件较好
随着移动速 率 的不 断增长 对 无 线数据业 务 的需求也
不 断凸显 出来 如 高质量 的视频流 无 线视频会议 电话 音
．
I 个 需要 较 高载 干 比 ( C／) 的调 制 与编码
，
、
、
格式 以充 分利用 现 有的信道 条件 ；反之 当信道 条件较 差 时
HSUPA技术说明
2012年12月17日星期一
16
关键参数
信道表
rHsupaEpuch ：E-Puch信道载波、时隙、信道化码 rHsupaEagch ：E-Agch信道载波、时隙、信道化码、最大功率 rHsupaEhich ：E-Hich类型、载波、时隙、信道化码、最大功率
2012年12月17日星期一
17
关键参数
2012年12月17日星期一
5
基本原理-关键技术Fra bibliotekNode B快速调度
Node B基于信道条件和用户公平性来控制共享资源的 分配，以减少时延、提升吞吐量，更好的适应信道变化。 具体实现时，Node B根据UE上报的调度请求信息进行 资源分配，分配的资源包括时隙、码道、功率信息等。
2012年12月17日星期一
HSUPA概要介绍
2012年12月17日星期一
1
内容提要
基本原理介绍 关键参数修改 问题解决思路
2012年12月17日星期一
2
基本原理介绍
HSUPA-- High Speed Uplink Packet Access
为了改善上行性能，提高上行分组数据的传输速率， 提高上行分组数据的总体吞吐量，同时减少传输延迟， 3GPP推出了HSUPA技术。 HSUPA采用的关键技术有自适应调制编码（AMC）、 HARQ、NodeB快速调度、5msTTI等。 新增的信道有一个传输信道E-DCH（对应物理信道EPUCH），三个物理信道E-AGCH、E-HICH、E-RUCCH 以及一个E-UCCH。
14
关键参数
Node B表
rNodebAAl2Path >TagHsupaRtTrafficSuppor：是否支持Hsupa实时业务 rNodebAAl2Path >ResvdUpBandForHsupaRt：为Hsupa实时业务预留的上行带宽 rNodebAAl2Path >MaxHsupaNrtTrafficNum：允许接入的Hsupa非实时业务的最大数目 rNodebAAl2Path >HsupaScheduleTag：是否支持Hsupa调度 rNodebAAl2Path >HsupaNonScheduleTag：是否支持Hsupa非调度
WCDMA系统中HSUPA技术的研究
作者简介 ： 杨浩（９ ３ ， 河南郑州人 ， １８ ） 男， 硕士研 究生， 主要研究方向为第三代移动通信 系统接入 网， 通信 测试技术等。
第 ２期
杨浩， ： Ｄ 等 ＷＣ ＭＡ 系统 中 Ｈ Ｕ Ａ技 术 的研 究 ＳＰ
集 的子集 ， 由 Ｓ Ｎ 这 Ｒ Ｃ来决定 。
５ ｌ
ｄ ，—Ｃ ｎ Ｅ Ｄ Ｈ激活集可 以就是 Ｄ Ｈ的激 活集 或者是 Ｄ Ｈ激活 Ｃ Ｃ
Ｖ 图３ Ｕ Ｅ侧 下 行 物 理 层
由图可知 ，－ Ｃ ＥＤ Ｈ从物理 信道接 收的数据 解调 出 Ａ Ｋ Ｃ／ ▲Ｔ● ， Ｉ ¨ ＮＣ （ Ａ Ｋ 确认是否正确 接收 ） Ａ ｓｌｔ Ｇ ａｔ Ａ 绝对 授 权 ） ， ｂｏ ｅ ｒ （ Ｇ， ｕ ｎ 和 Ｒ ｌｔｅＧａｔＲ 相对授权 ） ｅ ｉ ｒｎ（ Ｇ， ａｖ 信息 。
Ｅ ＤＣＨ —
ＷＣ Ｍ Ｄ Ａ系统 中 Ｈ Ｕ Ａ技术就是增 加了一条传输 信道 ＳＰ Ｅ Ｄ Ｈ（ ｎ ａｃｄＤ ｄｃｔ ｈ ｎｅ） 两 条 上 行 物 理 信 道 和 ． Ｃ Ｅ ｈｎ ｅ ｅｉａ ｄＣ ａｎ １ ， ｅ 三条下行物理信道。 如 图 １ 示 ，Ｓ Ｐ 所 Ｈ Ｕ Ａ协 议 结构 在 过 去 结 构 的 基 础 上 添
收 稿 日期 ：０ ０—０ ２１ １—１ ９
Ｕ Ｅ侧的下行 就是 Ｕ Ｅ接 收基 站发 射的数据 ， 的物理层 它 模型如图 ３所示 ：
图３ 显示的 Ｕ Ｅ侧下行 物理层 的完整模 型， 左侧是传统 的 Ｄ Ｈ， Ｃ 中间是 Ｈ Ｕ Ａ的 ＥＤ Ｈ， ＳＰ － Ｃ 右侧 是 Ｈ Ｄ Ａ的 内容。 ＳＰ Ｄ Ｈ激活集（ Ｃ 运行 Ｄ Ｈ 业务 的小 区集 合 ） 含 ｃｌ ｌ … Ｃ 包 ｅｓｄ ， ｌ
WCDMA基础知识-功率控制
判决规则：若
1 N
TPC _ tem p 0.5 ，则TPC_cmd =1；
i 1 i
N
若所有的为-1，则TPC_cmd = -1； 其他情况， TPC_cmd =0。
R99：下行内环功率控制
下行内环功率控制是UE根据接收到的DPCH 的信干比与目标信干比比较来调整NodeB 的发射功率 下行内环功率控制有两种方式：模式1和模式 2
R99：上行公共信道开环功率控制
PRACH(PCPCH)信道的初始发射功率计算 公式：
Preamble_Initial_Power = Primary CPICH DL TX power – CPICH_RSCP + UL interference + Constant Value
PRACH功率控制方式：
NodeB
接收的 DPCCH，测量 得到SIR 比较SIR与 SIRtarget 根据接收的DPCCH 的信干比判决，并 反馈TPC命令
UE
判决，调整发射功 率
收TPC
R99：下行功率平衡
目的：
当UE处于宏分集状态，同时拥有多条无线链路。但 由于UE发射的TPC（传输功率控制）命令可能在空中 发生差错，因此有的下行无线链路可能增加功率， 而别的下行链路同时可能减少功率，这就造成了功 率漂移；下行功率平衡机制就是用来克服这种功率 漂移
PRACH_C_Po wer Preamble_I nitial_Pow er Power RampStep P p - m
R99：上行专用信道的开环功率控制
对于RNC来说，需要确定UE上行DPCCH 的初始发射功率偏差，计算公式如下：
DPCCH _ Power _ Offset Eb / N0 (dB) ( NT IT )(dBm) PG(dB) P _ CPICH _ Power
7-HSUPA 介绍-49
上行 HARQ 软切换n 在CDMA系统中，当一个NodeB接收到正 确的数据包，而另一个NodeB没有接收到 正确数据包时，这就可以体现出软切换的 价值。
n I在HSUPA HARQ的软切换下，一个 NodeB发送ACK给UE，同时另一个 NodeB发送NACK给该UE。
在这种情况 下，系统已经接收了从UE发送来的数据 包，所以UE 不应该再重传数据。
因此， 接收到错误数据包的NodeB，它的HARQ 过程必须重新开始接收下一次数据传输。
忽略本次的接收失败。
RNC必须保证从不 同NodeB 获取的数据包的有效合并，并合 并后的数据传给上层系统。
n 在软切换的处理过程中，只有当在激活集中的所有NodeB都得不到正确的 信息时，UE才会重传数据。
UE只要接收到一个ACK信息，都不需要重传。
n 软切换可以获得分集增益，改善有效吞吐率，减少重传次数。
PDF created with pdfFactory Pro trial version 快速分组调度n 在R99/R4/R5, 分组调度是由 RNC来完成的。
n 对于HSUPA，分组调度有 NodeB实现，调度周期为2ms以 实现快速调度，所以上行空口的 能力得到很大改善。
n 分组调度有RNC实现，将造成更长的时延。
所以快速链接的自适应和快速 分组调度不能被实现。
n 在HSUPA，NodeB的分组调度实体可以直接使用物理层的实时测量信 息，内部统计信息和UE上报的性能调度信息，以减少系统传输时延，优 化用户的信道传输属性。
PDF created with pdfFactory Pro trial version 上行快速分组调度上行和下行 上行和下行无线 无线分 分组 组调度， 调度，在资 在资源 源控制方 控制方面 面有 有不同 不同的复 的复杂 杂度。
度。
n 下行：NodeB可以得到各个具体业务的缓存使用情况，而且NodeB 可以精确控制功率资源的分配和释放，以达到控制系统接入和用户 服务质量的目的。
普氏摆原理
普氏摆原理
普氏摆原理是指在一个简谐振动的摆动过程中，摆锤的位置与时间的关系满足
正弦函数的规律。
这一原理是由法国物理学家让-巴蒂斯特·约瑟夫·普氏在17世
纪提出的，对于研究摆的运动规律和振动理论具有重要意义。
首先，我们来看一下普氏摆的基本结构。
普氏摆由一个固定的支点和一根轻细
的线组成，线的一端挂着摆锤。
当摆锤受到外力作用产生摆动时，根据普氏摆原理，摆锤的位置与时间的关系可以用正弦函数来描述。
这一规律在物理学和工程学中有着广泛的应用。
普氏摆原理的重要性在于它揭示了摆的运动规律与正弦函数之间的密切关系。
正弦函数是一种周期性函数，而摆的运动也具有周期性，因此可以用正弦函数来描述。
这一原理不仅在摆的研究中有着重要的应用，也在其他振动系统的研究中具有普遍的适用性。
除此之外，普氏摆原理还对于理解机械振动系统的特性具有重要意义。
通过研
究摆的运动规律，可以更好地理解机械系统的振动特性，从而为工程设计和振动控制提供重要的理论基础。
在工程实践中，普氏摆原理的应用也十分广泛。
例如在钟表制造中，摆的摆动
规律对于钟表的精度和稳定性有着重要的影响。
通过对摆的运动规律进行研究和分析，可以优化钟表的设计，提高其精度和稳定性。
总之，普氏摆原理作为描述摆运动规律的重要原理，对于物理学和工程学具有
重要的意义。
它揭示了摆的运动与正弦函数之间的密切关系，为理解机械振动系统的特性提供了重要的理论基础，并在工程实践中有着广泛的应用价值。
通过对普氏摆原理的深入研究和应用，可以更好地推动物理学和工程学的发展，为人类社会的进步做出贡献。
WCDMA基础知识
交织技术
是一种隐含的时间分集技术，与WCDMA系统选用的编码方案配合使用
RAKE接收技术
也是一种隐含的时间分集技术。认为：一个码片时间 > 信道的相关时间， RAKE接收利用的多径信号被认为是发射机多次发送过来的信号
38
WCDMA无线网络原理 WCDMA关键技术
功率控制 切换 RAKE接收
36
WCDMA相关无线技术
WCDMA的扩频技术
WCDMA的信道编码
WCDMA的交织技术
WCDMA的分集技术
37
WCDMA使用的分集技术
开环发射分集
使用空时编码对信号进行处理，并从两根天线上发射，综合利用了时间分 集和空间分集技术
闭环发射分集
由接收端反馈参数控制两根发射天线的加权，是带反馈技术的空间分集
WCDMA 物理信道 HSDPA介绍 HSUPA介绍
功率控制
CDMA通信技术并不是一种崭新的技术 功率控制是CDMA通信技术的关键 实现CDMA通信的规模商用，必须解决好功率控制
CDMA系统是一个同频自干扰系统，任何多余不必要的功率不 允许发射，这是一个一定要遵守的总准则！
40
扩频技术
信道编码
交织技术
分集技术
13
信道编码的目的
编码目的：
在原数据流中加入冗余信息，使接收机能够检测和纠正由于传输媒介 带来的信号误差，同时提高数据传输速率。
无纠错编码：
BER<10-1 ~ 10-2
不能满足通信需要
HSDPA&HSUPA
HSDPA/HSUPA：共性中的差异HSUPA作为HSDPA的孪生姐妹，虽然风头不如HSDPA强劲，但是随着标准的稳定、技术的成熟、产品的面试，伴随着各方的吹嘘鼓噪，在2006年一样会家喻户晓。
大部分业内人士相信，由于话音、高速的数据和多媒体等业务将会在不久的将来更有效地整合。
利用IP技术同时承载话音、高速的数据和多媒体业务，会使运营商更有效地管理整个网络和降低网络的运营成本，同时比较容易推出新的业务。
因此，3GPP应运而出的HSUPA 即成为WCDMA无线技术在HSDPA之后的进一步演进的标准，该标准已于2004年3月冻结，今年3月份全部CR已完成，预计2007年中即会有相应的预商用产品，在2008年即会商用。
一、HSDPA/HSUPA的关键技术1.新信道的引入为了支持高速业务，HSDPA/HSUPA都引入了新的物理信道。
(1)HSDPA高速物理下行共享信道(HS-PDSCH：HighSpeedPacketData Shared Channel)：承载实际分组数据，扩频因子（SF）＝16，QPSK和16QAM，每小区最多15个HS-PDSCH，累积数据峰值速率达到14.4Mbit/s。
在单用户使用15个HS-PDSCH，16QAM调制以及编码速率为1的情况下实现。
高速共享控制信道(HS-SCCH：HighSpeedSharedControl Channel)：承载信令信息的下行信道（信道码集、调制方案、传输块大小、HARQ处理号、冗余和星座版本参数、新数据标记和UE标识），SF＝128，QPSK由Node B进行功率控制，每小区最多32个HS-SSCCH，每用户设备最多4条HS-SCCH。
高速专用物理控制信道(HS-DPCCH：HighSpeedDedicatedPhysical Control Channel)：承载信令信息的上行信道(ACK/NACK及信道质量指示（CQI）)，SF＝256，QPSK中止于NodeB。
HSPA基本原理知识介绍
MAC-es/e
复用和传输信令设置
HARQ
HARQ 实体
相关的调度 下行信令 (E-AGCH / E-RGCH(s)) 相关的 ACK/NACK 信令 (E-HICH)
E-DCH
相关的上行信令 E-TFC (E-DPCCH)
相关得上 相关得下 行信令 行信令
图1 NodeB侧的MAC层实体架构
图2 UE 侧的MAC层实体架构
用户数据（HSPDSCH)和信令信 息（HS-SCCH） －9－
HSDPA关键技术
1
AMC
HSDPA关键技术
2
HARQ
快速调度
3
－10－
HSDPA的关键技术—AMC
网络侧根据用户瞬时信道质量状况（通过用户发送反馈来估计）和 目前资源，选择最合适的下行链路调制和编码方式，使用户达到尽量高 的数据吞吐率。
－11－
HSDPA的关键技术—AMC
AMC的质量受到以下几点的影响：
信道估测的正确性；
由于移动信道的时变特性，信道测量报告的延迟 降低了信道质量估计的可靠性； 干扰的变化也增加了测量的误差。利用混合判决反 馈重传技术(HARQ)可以降低“MCS的识别要求” 以 及“对测量误差和流量波动的敏感性”；
服务小区下的E-RGCH是专用信道：携带指示UE的功率上升、保持、 下降的指令信息。当E-DCH的TTI配置为2ms或10ms时，该信道的发送 方式同E-HICH。 非服务小区下的E-RGCH（只有2/3的二进制数据被应用）：根据小 区的负载指示UE的功率保持或下降（不能指示上升），该信道采用15 个连续时隙的方式，每10ms发送一次。
－7－
HSDPA系统结构变化
R99 分 组 业 务 RLC 层 控 制 重 传 （ACK/NACK），时延大
HSUPA、HSDPA与WCDMA关系2014.4.1-4.6
HSUPA、HSDPA与WCDMA关系HSUPA和HSDPA应该算是3.5G的标准。
GSM是欧洲提出的一个数字无线通讯系统，是人类第二代无线通讯网络标准，也是第一代数字信号通信网络标准，俗称2G网络GPRS是基于GSM网路的一个数据传输标准（2.5代）。
目前GPRS已经发展出来了加强型的GPRS 了也叫EDGE，传输速度比教快一般成为2.75代网络WCDMA是欧洲曾经提出GSM标准的那些企业联盟提出来了，是世界三大3G标准之一，是3G 标准最成熟普及最好的。
HSDPA成为3.5代网络，HSDPA跟WCDMA的关系就像EDGE和GPRS的关系。
.HSDPA（High Speed Downlink Package Access）是高速下行链路分组接入，是一种基于分组的数据服务，它增强了移动数据传输的下行部分。
其上行为384kpbs.HSUPA (high speed uplink packet access)高速上行链路分组接入。
HSUPA通过采用多码传输、HARQ、基于Node B的快速调度等关键技术，使得单小区最大上行数据吞吐率达到5.76Mbit/s，大大增强了WCDMA上行链路的数据业务承载能力和频谱利用率。
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尼采手机 HSUPA的速率控制原理和E-TFC的选择
HSUPA的速率控制原理和E-TFC的选择在上行的调度中，UE的数据发射是受到Node B调度器分配的调度授权控制的，调度授权用在E-DCH的TFC选择算法中，SG控制最大可允许的E-DPDCHDPCCH功率比，SG 可以最快一个TTI传递一次。
授权分为两种类型，一种是绝对授权(Absolute Grants, AG)，限制UE使用上行资源的最大值;一种是相对授权(Relative Grants. RG)，相对于上次服务授权进行增加和减少。
AG仅仅在服务E-DCH小区中传递，可以对一个UE或一组UE生效;AG最少包含UE 的E-RNTI和UE的最大使用资源;一个时间的UE被分配的E-RNT】是由Node B决定的，并由SRNC通过RRC传递给UE;对2m的TTI. AG可以针对某个HARQ进程.也可以针对所有HARQ进程对I Oms TTI. AG必须针对所有的HARQ进程。
RG由服务E-DCH RLS和非服务E-DCH RLS发送，是AG的补充;来自服务E-DCH RLS 的RG可以有3种值，即UP, HOLD和DOWN;来自非服务E-DCH RLS的RG只能有两种值，即HOLD和DOWN.Node B接收上行链路上有关UE当前状况的信息(HappyBit, SI和当前使用的数据速率)，并通过在下行链路上发送相对授权和绝对授权命令，来调整UE在上行链路上最大允许的E-DPDCH相对发射功率。
E-TFC选择就是将最大允许相对功率转化为一种传输格式.在每个TTI间隔，当HARQ实体要求新的传输时，UE应该按如下方式执行。
首先，UE根据RNC配置的参考E-TFCI和功率偏移列表生成一个传输块大小和相对传输功率列表，及一个MAC-d数据流特定的功率偏置对应于每个指配的MAC-d流.UE根据已知所要发送的DPCCH, E-DPCCH及可能发送的DPDCH的发射功率，并检查在缓存中保存有数据的最高优先级的MAC-d流的功率偏置，通过对E-DPDCH可用发射功率多少的评估，UE准备在某一Tn发送一个E-DCH传输块。
硬软酸碱理论（HSAB理论）
硬软酸碱理论（HSAB理论）硬软酸碱理论（HSAB理论）对于质子酸碱，我们可用pK来描述酸碱的强度，用pH或HO来表示溶液的酸度。
但是对于不涉及质子转移的路易斯酸碱，我们只能通过比较它们形成的配合物的热力学稳定性来估计它们的强度。
根据路易斯酸碱电子论的定义，认为在反应中能给出电子对的物质是碱，能接受电子对的物质是酸。
在配合物中，中心离子是电子对的接受体，是路易斯酸；配位体是电子对给予体，是路易斯碱。
1963年皮尔逊（Peauson）提出了软硬酸碱（Soft and Hard acids and bases，简称SHAB）概念，即根据酸、碱对外层电子控制的程度，应用了“软”和“硬”两字进行分类，把接受孤对电子能力强、对外层电子吸引得紧、没有易极化的电子轨道、电荷半径比较大的金属离子叫“硬酸”；把接受电子能力弱、对外层电子抓得松、易极化、电荷半径比较小的叫“软酸”，介乎二者之间的金属离子叫“交界酸”。
按同样道理也把配体分为软、硬和交界三类。
给出电子对的原子电负性大、对外层电子吸引力强、不易失去电子、变形性小的叫做“硬碱”；给出电子对的原子电负性小、对外层电子吸引力弱、易给出电子、变形性大的叫做“软碱”；介乎二者之间的为“交界碱”。
硬酸和硬碱之所以称为“硬”是形象化地表明它们的不易变形；软酸和软碱之所以称为“软”是表明它们较易变形.由于路易斯酸碱多种多样，分类比较粗糙，反应也较复杂，还没有大家公认的定量理论，目前只有一个软硬酸碱规则，其内容是：硬酸倾向于与硬碱相结合，而软酸倾向于与软碱结合。
用通俗的话来说，是“硬亲硬，软亲软，软硬交界就不管”。
所谓软硬交界就不管的意思是指中间酸（交界酸）与软、硬碱也能结合，中间碱与软、硬酸也能结合，但稳定性较前者差。
显然这一规则既不定量，而且有不少例外，但它仍是一个很有用的简单规则，能用它说明大量的事实，并能作一定的预测。
例如能对化合物相对稳定性给予较好的解释，如HF 和HCl很稳定，但HI不稳定。
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HARQ是一种多路停等协议
TTI 2ms，每个HARQ实体中包含8个HARQ
进程
RNC
TTI 10ms，每个HARQ实体中包含4个
HARQ进程
Cell A
Cell B
HSUPA的HARQ采用的是同步重传的机制 由于HSUPA支持软切换，所以当HSUPA 终端处于软切换的状态时，不同的NodeB 将根据各自的解码结果，向终端反馈 ACK/NACK
UE
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
数据解码 过程
TrBlK 0 TrBlK 1 TrBlK 2 TrBlK 3 TrBlK 0 TrBlK 4 TrBlK 5 TrBlK 3 TrBlK 0 TrBlK 4 RSN=0 RSN=0 RSN=0 RSN=0 RSN=1 RSN=0 RSN=0 RSN=1 RSN=2 RSN=0 Proc=0 Proc=1 Proc=2 Proc=3 Proc=0 Proc=1 Proc=2 Proc=3 Proc=0 Proc=1 RV=0 RV=0 RV=0 RV=0 RV=1 RV=0 RV=1 RV=2 RV=0 RV=0
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Data ACK NACK
HSUPA关键技术 – HARQ
将数据送往高层，高层启动重排序功能
RNC
1
2
5
3
Node B
Receiver processing Receiver processing Receiver processing Receiver processing Receiver processing Receiver processing Receiver processing Receiver processing
HSUPA提供更高上行速率
TTI 2ms，上行峰值速率5.76Mbps TTI 10ms，上行峰值速率1.92Mbps
提高了高速率业务的上行覆盖 提高了上行小区容量 降低数传时延
HSUPA同样引入了NodeB和终端之间的HARQ，这种底层的快速重传机制可以减少重 传时延并提高重传合并后的解码成功率，提高小区吞吐量 HSUPA也支持短TTI （如TTI=2ms）
跟踪合并（Chase Combine） RV=0 递增冗余（Incremental redundancy） RV=IR
RV（Redundancy Version）参数可以定义
重传的模式
选择重传数据的图样
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HSUPA关键技术 – HARQ
基于下表，NodeB可以根据RSN获得RV参数
HSUPAHSUPA基本原理理
前 言
HSUPA是3GPP R6协议引入的新技术
HSUPA通过新增一种专用信道类型E-DCH和相关的物理信道来实
现高速上行数据传输
HSUPA物理层速率最高可以达到5.76Mbps
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参考资料
3GPP R6协议
TS 25.211 Physical channel and mapping of transport channels onto physical channel (FDD)
重传序列号（RSN）
RSN＝0，表示是新数据的初始传送
每次重传，RSN将增加1
第一次发送数据 → RSN = 0 第二次重传数据 → RSN = 1 第三次重传数据 → RSN = 2 以后的重传数据 → RSN = 3
NodeB根据RSN值，将执行不同的动作
RSN=0 ⇒ 新数据的初始传送, 将清空缓存中的数据 RSN>0 ⇒ 重传数据, 执行软合并
2.2 2ms TTI
2.3 HSUPA 快速调度 2.4 HSUPA新增的信道 3. HSUPA物理层技术 4. HSUPA协议栈结构
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HSUPA新增的传输信道－E-DCH
E-DCH是引入HSUPA后，新增加的一条专用传输信道E-
DCH
作为承载HSUPA数据的上行专用传输信道E-DCH，E-DCH上的 数据可以映射到一条或多条E-DPDCH
对于支持TTI 2ms的HSUPA终端，上行的峰值速率可以达到
5.76Mbps
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目 录
1. HSUPA概述 2. HSUPA关键技术 2.1 HARQ技术
2.2 2ms TTI
2.3 HSUPA 快速调度 2.4 HSUPA新增的信道 3. HSUPA物理层技术 4. HSUPA协议栈结构
绝对授权（Absolute grant）/ 相对授权 （Relative grant） NodeB端的噪声水平 （Noise Rise） 用户的优先级 业务的Qos需求
保证比特率 (GBR) 最大比特率 (MBR)
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目 录
1. HSUPA概述 2. HSUPA关键技术 2.1 HARQ技术
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培训目标
学习完本课程后，您可以了解和掌握：
WCDMA的发展和演进过程 HSUPA新增的传输信道和物理信道
物理层的对于HSUPA不同信道信号的处理过程
HSUPA 终端类型和能力 HSUPA的协议栈结构以及引入HSUPA之后，对于原先的R99 WCDMA协议栈的影响
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60Kbps
384Kbps 384Kbps 1.92Mbps / 5.76Mbps
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473Kbps
2Mbps 14.4Mbps 14.4Mbps
HSUPA的概述
R99 WCDMA系统中对于上行业务的处理
上行专用信道（DCH）
上行专用信道使用可变扩频因子的扩频码 上行专用信道支持闭环功率控制
（DCCC），根据业务量来动态的调整上行扩频因子的大小
高层重传机制导致较大时延
R99 WCDMA中为各项业务定义不同的传输时间间隔TTI（10/20/40/80ms）
一旦接收端发现上行传送的数据块出现了错误，协议高层（RLC层）将执行
重传的动作
有限的上行峰值速率
在R99 WCDMA中，单用户的上行峰值速率是384kbps
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HSUPA关键技术 – 2ms TTI
2ms TTI 将大大减少传输的时延
减少终端用户的传输时延 支持更快的HARQ重传 HSUPA技术必须支持10 ms的TTI，2ms TTI是可选项
HSUPA的上行峰值速率
对于TTI 10ms的HSUPA终端，上行的峰值速率为1.92Mbps
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HSUPA的概述
GSM GPRS WCDMA R99 HSDPA R5 HSUPA R6
EDGE
移动网络类型
GSM GPRS
上行峰值数传速率
9.6Kbps 20Kbps
下行峰值数传速率
9.6Kbps 171Kbps
EDGE
WCDMA Release 99 HSDPA Release 5 HSUPA Release 6
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HSUPA关键技术 – 快速调度
引入HSUPA之后，NodeB中将引入一个新的Mac层实体－Mac-e
快速调度是Mac-e的主要功能之一
快速调度算法将考虑以下的信息
E-DPCCH中携带的Happy bit
E-DPDCH中携带的SI（Scheduling information）
TTI
80,40,20,10
2
10,2
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目 录
1. HSUPA概述 2. HSUPA关键技术 2.1 HARQ技术
2.2 2ms TTI
2.3 HSUPA 快速调度 2.4 HSUPA 新增的信道 3. HSUPA物理层技术 4. HSUPA协议栈结构
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HSUPA关键技术 – HARQ
冗余版本（redundancy version）和RSN之间的关系
RV = Fun (RSN)
Pa
HARQ 支持两种重传模式
HARQ重传模式
冗余版本 （Redundancy Version）
描述
这种方式下，重传的数据和初始传输的 数据完全一致 这种方式下，重传的数据和初始传输的 数据是不同
UTRAN侧的HARQ实体位于NodeB中的Mac-e中 NodeB HARQ实体中的每个HARQ进程将根据对数据包的解码成功与否 产生确认信息（ACK）或非确认信息（NACK），并发送给UE
UE根据ACK/NACK来决定进行新数据的传送还是重传原先的数据
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HSUPA关键技术 – HARQ
上行专用信道支持软切换
上行公共信道（RACH）
上行公共信道使用固定扩频因子（基于业务速率）的扩频码 上行公共信道不支持闭环功率控制 上行公共信道不支持软切换
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HSUPA的概述
R99 WCDMA系统中对于上行业务处理的技术局限
较大的调度（资源分配）时延
在R99 WCDMA中，RNC控制全部无线资源的分配 为了适应BE业务的突发特性，节约上行资源，上行使用动态信道配置算法
目 录