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走进熟悉又陌生的3G传输技术
  • 2013-4-18 14:35:58
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:薛昱
  • 作者:
【电脑报在线】移动通讯从2G 到3G发展过程中历经了GPRS、EDGE 等数据服务的强化、提升的阶段。同样的从3G 到4G 也不是一蹴而就,不同技术版本的功能也不尽相同,这些先进移动通信技术进化背后所带来了什么?

    移动通讯从2G 到3G发展过程中历经了GPRS、EDGE 等数据服务的强化、提升的阶段。同样的从3G 到4G 也不是一蹴而就,不同技术版本的功能也不尽相同,这些先进移动通信技术进化背后所带来了什么?我们购买最新的智能手机,里面的性能参数往往有“支持HSDPA/HSUPA”等字样,这是什么意思?哪种支持的协议更强?这就是今天我们要给大家介绍的3G传输技术。


HSDPA:我是3.5G

    早期的WCDMA网络仅能提供的最高384kbps下行速率和64kbps的上行速率,这种上下行不对称的速率,导致人们仅能使用3G网络进行一些视频点播下载等业务,而随着视频通话、自拍视频上传等业务的兴起,对上行带宽的需求出现了急剧增长,因此WCDMA在R5规范中引入了HSDPA技术。


HSDPA是最早的3G下行速率增强协议

    HSDPA英文全称是“High Speed Downlink Packet Access”——高速下行分组接入,是一种移动通信协议。它为达到更高数据传输速率和更高信道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。

    考虑到是为了增加数据传输速度,HSDPA使用新的实体信道与传输信道,其中在下链路增加2个实体信道:一个为高速实体下链路分享信道(HS-PDSCH),主要为载送用户的数据传输数据;另一个为高速分享控制通道(HS-SCCH),负责载送UE识别数据和与HS-PDSCH相关的控制参数。另外还增加新的高速下链路分享通道(HS-DSCH)及一条上链路实体信道:高速专属实体控制信道(HS-DPCCH),负责载送HARQ确认与信道质量指针(CQI)讯息。

    此外,HSDPA还利用一些技术大幅提升下行速度,如改善调变技术、混合自动重传请求HARQ、同时多码、改良功率控制及网络环境测量等技术。

    HSDPA的运作方式相当简单。首先网络通过HS-SCCH此下行频道,告知接收端接下来要去听哪些频道上的数据。听到HS-SCCH上有给自己的信息后,接收端接下来马上去HS-PDSCH接收数据。接着,再利用上行HS-DPCCH传送ACK/NACK及回报现在网络质量CQI,告知网络希望接下来拿到1个数据流。网络会根据这个回报的HS-DPCCH,决定下次要给该用户的数据量、调变方式、及1 个数据流。之后重复着这样的循环。

    就好比一个糕点工厂通知点心店有多少蛋糕及饼干,将会在几点前送达,店长在收到这些甜点后,填好签收单,并告诉厂方这段期间所卖出的甜点数量及所剩存货,工厂再据回报决定下1次要送多少甜点给这家点心店。之后重复这个流程:通知、送货、签收及回报销售量。

    经过以上的改进,HSDPA可让下行速度最高可达14.4 Mbps,提升明显,故被称为3.5G。不过HSDPA 正是3G 至4G 间的一项历程,只是第一个历程。


HSUPA:上行突破5Mbps的3.75G

  HSDPA的出现大幅改善移动网络传输速率,手机应用也愈来愈多样化。这时人们开始思考进一步改善上行速率的可能性,而这个可增加上行传输速率的技术,就是HSUPA。

    HSUPA的全称为“High-Speed Uplink Packet Access,高速上链封包存取”,明显是与HSDPA 对称的强化设计。HSUPA基本运作流程跟HSDPA大同小异,但它的整个运作过程类似于HSDPA反向操作:由于1个是上行另1个则是下行,在HSUPA与HSDPA的运作流程中,最大的差别在于前者由手机向网络要到资源后,再开始送数据;后者则是网络通知道手机是否有数据要给它。

    也许大家朋友会有这么一个疑惑:HSDPA 将下行提升到14.4Mbps,但HSUPA只将上行提升到5.6Mbps,上下行速率并不对称?答案是肯定的,无论就技术或应用而言,都不容易、也没必要实现上下行完全对称一致的设计。

    按理HSDPA 与HSDPA 应当同时登场,不过依据市场的需要,提升下行速率的重要性优先于上行,所以先推出HSDPA,之后再提出HSUPA,HSUPA也俗称3.75G(即2004年?发布的3GPP R6版本)。业界也将HSDPA和HSUPA合称为“HSPA(High-Speed Packet Access,高速分组接入)”。


HSPA+:迈入准4G

    在HSPA大幅提升下行及上行速度后,永不满足且持续创新的人们又思考着:在4G制定完成前,我们要怎么再加强现有的系统?就在这样的环境下,HSPA+(High Speed Packet Access Plus)出现了!


    HSPA+自然就是HSPA的增强和演进,这个“+”号背后就是通过引入64QAM、MIMO等技术,进一步提高频谱效率和峰值速率,从而达到起步可以提供高达21Mbps的下行速率和11.5Mbps的上行速率,结合多载波技术可支持下行86.4Mbps和上行23Mbps的峰值速率,——相比LTE网络的100Mbps下行速率和50Mbps上行速率,两者之间的差距并不十分明显。

    因此,HSPA+也被称为准4G。目前国际上的一些电信运营商的HSPA+网络已经通过多载波技术达到下行43Mbps、86Mbps的网络速率。

本文出自2013-04-22出版的《电脑报》2013年第15期 D.智能手机
(网站编辑:pcw2013)


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