中兴通讯HSUPA端到端解决方案

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引言

       HSUPA（HighSpeedUplinkPacket Access）是3GPP协议体系在R6版本中引入的无线侧上行链路增强技术。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。本文简要分析了HSUPA的原理和关键技术，分析了HSUPA对无线设备的要求，并阐述了中兴通讯HSUPA端到端解决方案。

HSUPA原理与关键技术

        与HSDPA类似，HSUPA引入了五条新的物理信道E-DPDCH、E-DPCCH、E-AGCH、E-RGCH、E-HICH和两个新的MAC实体MAC-e和MAC-es，并把分组调度功能从RNC下移到NodeB，实现了基于NodeB的快速分组调度，并通过混合自动重传HARQ、2ms无线短帧及多码传输等关键技术，使得上行链路的数据吞吐率最高可达到5.76Mbit/s，大大提高的上行链路数据业务的承载能力。

以下为HSUPA所采用的关键技术：

●基于NodeB的快速分组调度：HSUPA的核心技术，通过基于NodeB的快速分组调度，使得调度周期更短，可在吞吐量公平，资源公平，相对优先调度和最大优先调度等不同算法之间选择以达到系统总体吞吐量、多用户公平性及每用户吞吐率之间的平衡。Node B随时以提供的物理层测量信息和UE上报的信息作为调度依据实现最新的调度判决，更好地利用了上行空中接口容量。

●HARQ技术：在HSUPA中，通过HARQ快速重传机制，降低了对无线信道质量的要求，实现了对上行链路干扰的控制。HARQ所带来的重传合并增益有效降低了传输时延，提高了上行链路传输速率。

●2ms短帧技术：HSUPA新增物理信道均支持2ms和10ms两种TTI。当每个TTI中含有同样多的数据时，2ms内发射所需能量比10 ms少，从而可有效减少上行干扰。仿真和理论分析表明，在无线环境较好的条件下，2ms能带来更高的峰值速率。

●多码传输技术：E-DPDCH信道可以支持SF2到SF256的扩频码，并支持2×SF4，2×SF2，2×SF2+2×SF4等多码传输组合方式，配合QPSK调制、1/3Turbo编码及两级速率匹配，使得增强上行链路的最大传输速率达到5.76Mbit/s。

HSUPA对无线设备的能力要求

        由于HSUPA将在HSDPA之后并在具备HSDPA能力的区域引入，且存在HSUPA与HSDPA/R99小区内功率资源、码资源等共用的情况，故HSUPA的引入对无线基站设备的整机功能升级能力、功率资源升级能力、基带硬件处理能力都提出了更高的要求。中兴通讯拥有自主开发的HSUPA网络仿真平台，通过仿真分别从链路预算、覆盖和容量几方面分析了同频组网时HSUPA引入对R99/HSDPA网络的影响，主要对下行码资源、下行功率资源、上下行链路容量和覆盖等方面带来影响。

1．对现网基站设备的升级要求：由于HSUPA引入了新的物理信道和MAC实体，故需要对原有R99/HSDPA基站设备进行软件功能升级和基带硬件处理能力升级，对现网基站设备的集成度、处理能力和升级能力提出了更高的要求。

2．对下行码资源的影响：HSUPA下行新增的三条物理信道E-AGCH、E-RGCH、E-HICH均消耗下行信道化码资源。其中E-RGCH和E-HICH可共用一个SF=128，通常每20个用户配置一条E-RGCH和一条E-HICH；而E-AGCH则采用SF=256的信道化码，通常小区内配置一条或多条。同频组网时，随着单小区HSUPA接入用户的增多，下行信道化码资源将出现不足，此时需考虑引入新的载波承载HSPA。

3．对下行功率资源的影响：根据仿真结果分析，一条E-AGCH最大可能占用小区下行发射功率的5%～7%，而E-HICH和E-RGCH约消耗下行发射功率的5％左右。同频组网时将占用R99/HSDPA的下行功率资源，将对R99和HSDPA的下行覆盖和容量将产生一定的影响。

        基于上述分析得知，在采用同频组网方式在R99/HSDPA区域引入HSUPA时，需要对基站的基带处理单元升级以支持HSUPA关键技术和算法，且必要时扇区内需要配置更高发射功率的功放；在异频组网时，HSUPA将与HSDPA共载频建设、与R99/HSDPA独立载频建设，此时不仅要求基站具备HSUPA升级能力，还要具备多载频升级能力，以满足异频建网需求及未来网络的扩容需求。这些都对3G基站性能提出了更高的要求，也是运营商在3G网络建设初期必须关注的问题。采用高性能、可演进、可升级的基站产品进行3G网络建设可使运营商初期的建网投资在后续网络扩容中得到有效的保证和充分的发挥，从长远看，有效控制了网络的CAPEX和OPEX。

中兴通讯HSUPA解决方案

        在中兴通讯推出的基于3GPPR6版本的WCDMA商用系统中，ZXWR系列化基站产品采用了统一的硬件平台和全IP交换架构，具有集成度高、扩展性强的显著特点。凭借多年的研发积累，中兴通讯在基带单元和射频单元关键技术上的突破成就了中兴通讯“低成本、全性能”的HSUPA解决方案。

1、全性能基带处理单元—高集成度、大容量

●中兴通讯全性能基带板是在设计之初就考虑了未来从R99向HSDPA及HSUPA演进的需求，在硬件设计和实现上预留了专用的HSUPA的处理通道，实现了对HSUPA新增传输信道、物理信道及MAC实体的处理和对HARQ等关键技术的支持。在容量设计上，基带处理提供了专用于HSDPA/HSUPA的硬件处理单元，不占用R99话音信道资源，提供了R99和HSPA并行的处理能力，有效保证了HSDPA/HSUPA高吞吐率对基带处理能力的要求。采用全性能基带板的中兴通讯ZXWR系列化基站产品在从R99向HSDPA、HSUPA演进过程中实现了硬件资源共享，仅软件升级即可。

2、30％高效功放——低成本、高效率

中兴通讯凭借自己的雄厚研发实力，自主开发了高效率Doherty功放和DPD线性化技术。在DPD技术中采用了独创的设计和算法，并将DPD算法与Doherty功放设计紧密结合，提供了20W、30W和40W等系列化的功放配置，可满足扇区内R99与HSPA异频组网时或多载波同频混合组网时对功放资源的需求。同时，30％高效功放还有效降低了基站设备的整机功耗，为运营商提供了成本更低的解决方案，如中兴通讯的一款室内型宏基站ZXWRB09，采用高效功放后其1C3S典型配置下功耗仅为800W，不到传统宏基站功耗的一半，每年将为运营商节省电费支出达50％以上，有效降低未来3G网络的OPEX。

3、多载频收发信机——助力网络平滑扩容

中兴通讯基站射频收发信单元采用多通道设计，单收发信板即可提供接收、发送双通道，并提供扇区收发1～4载频的平滑扩展能力，3G网络在从初期的R99向R5HSDPA及R6HSUPA演进过程中，可实现R99与HSPA共载频、异载频、多载波同频混合组网等多种建网策略，全面满足网络升级和扩容需求。

4、HSUPA网规仿真平台——成就3G精品网络

中兴通讯凭借多年在CDMA网络建设中取得的大量经验，及在协议、算法、仿真方面的研究成果，在2006年推出的HSDPA网络规划仿真平台3GSS的基础上，又率先提供了对HSUPA网络规划仿真的支持。该仿真平台不仅提供了多样化的HSUPA调度算法，还可灵活配置HSUPA吞吐率，并实现了HSUPA与R99/HSDPA共载频、异载频等多种组网场景下的性能仿真，为今后HSUPA与R99/HSDPA实际建网提供了理论依据。

总结

        作为全球知名的通信设备供应商，中兴通讯以提供全套解决方案而见长。中兴通讯在推出基于R6HSUPA商用系统及网规仿真平台的同时，又发布了支持2Mibit/s速率的HSUPA商用数据卡产品MF362。该款数据卡还同时支持GSM/GPRS/EDGE/WCDMAR99及HSDPA等多种网络模式，可同时提供下行7.2Mbit/s的HSDPA接入速率。凭借中兴通讯在3G终端领域的研发实力和成功经验，中兴通讯为运营商提供了“低成本、全性能”的HSUPA端到端解决方案，助力运营商快速打造“3G精品网络”。