武汉烽火移动通信有限公司 孙居颖
对高速移动分组数据业务的支持能力是3G系统最重要的特征之一。目前WCDMAR99版本只能提供384kbit/s的数据速率,无法满足视频,流媒体和下载等宽带饥渴型数据业务的需求,HSDPA(HighSpeedDownlink Package Access,高速下行分组接入)技术的引入,不仅可以支持高速下行数据服务,而且可以满足上述业务对带宽和系统时延的要求,为WCDMA实现更高传输速率和更大吞吐量提供了一条平滑演进途径,使运营商通过更高成本效益的方式增强服务质量和提高网络系统容量,提升了WCDMA在与CDMA 1X EV-DO,WIMAX的“宽带竞争”中的市场竞争力。
HSDPA技术是对WCDMA无线接入部分的增强与演进,3GPPR5WCDMA规范中详细规定了HSDPA采用的关键技术,包括自适应调制和编码(AMC)、混合自动重传申请(HARQ)和快速包调度方法(FPS)等,系统结构与R99保持不变,仅仅在Node B增加了一个新的MAC-hs子层和专门的物理信道,并且可以采用HSDPA和R99共享载波的组网方式,有利于系统的灵活部署,使移动用户可以享受14.4Mbit/s的峰值下行传输速率,同时保证系统的前向兼容,为WCDMA的发展提供了强大的支撑,提升了高速流媒体业务承载能力。
由于HSDPA技术中,没有采用R99的快速功率控制,软切换等技术。这样,在保证空口的QoS方面,除了AMC、HARQ等关键技术以外,快速的调度机制也是QoS的一个重要保证。不同的环境具有不同的信道特征和不同的话务模型,除了根据不同的环境分配相应的无线资源(包括功率资源和码资源)外,完善而准确的调度方式可以最大限度的保证QoS指标,实现无线资源的最优使用。NodeB根据每个HSDPA用户的功率控制、ACK/NACK比率、业务质量(QoS)和HSDPA特定的用户反馈信息来进行信道质量估计,并根据当前采用的调度算法和用户优先级算法,进行调度和链路自适应的快速调整,决定哪儿个用户以何种速率使用信道资源,确保与信道状况相匹配的用户充分利用共享信道资源,最大限度地提高整个扇区的吞吐量,充分发挥AMC和HARQ的能力,与此同时,好的调度算法还应该保证信道条件相对较差的用户在一定时间内可以使用信道,兼顾用户之间的公平性和各用户业务的连续性。
3GPP标准中没有规定调度算法,各个厂商的调度策略可以是不同的,提供设备的性能差别也会很大,这是比较不同设备供应商的设计能力和设备技术性能的关键参考点之一。常用的调度算法包括最大C/I,RoundRobin算法等。最大C/I是根据用户信道质量进行调度,保证少数信道条件好的用户可以占用信道,享受较高的吞吐量,而大多数信道状况不好的用户可能长时间的不到系统服务;RoundRobin算法采用轮询方式进行调度,不考虑用户之间信道质量的差别,依次对不同用户的数据进行轮流传输,确保所有用户公平使用信道资源。显然,这两种调度算法都不适用于HSDPA。烽火移动对MAC-hs调度算法进行了深入研究,在HSDPA的QoS保证方面,已经具备了丰富的经验,拥有了成熟而完善的调度算法,其优势表现在以下几个方面:从容量的角度看,最大C/I可以实现最高的系统容量,Round Robin算法表现得最差,大约800个用户时达到饱和,烽火移动调度算法处于两者之间;就公平性而言,Round Robin算法和烽火移动调度算法均接近最公平的原则,最大C/I最不公平,但是总的集合容量最大;对信道条件的依赖程度上,
RoundRobin算法和最大C/I都高度依赖于信道环境,
烽火移动调度算法对信道条件的依赖性最弱,在各种信道环境下的GBR(GuaranteedBitRate,保证比特率)
都近似为常量;考虑到时延方面(以WEB服务为例)的影响,相对于其他两种算法,
烽火移动调度算法具有最小的时延,而大家都知道在类似WEB浏览的服务中,时延是比较敏感的。综上所述,通过仿真和在实际的实验网络运行结果可以看出,烽火移动的调度策略在容量,公平性和时延之间取得了最佳的平衡。
领先的技术,丰富的经验和成熟的端到端解决方案,烽火移动已经为HSDPA的商用作好了最充分的准备,能够为运营商提供整套HSDPA网络设备,其最新UTRAN无线接入产品从设计之初就考虑了对HSDPA的支持,新一代的数字化基站设备无需硬件改动,仅仅通过软件升级就可以支持HSDPA,有效利用了RF和RNC硬件资源,降低了网络部署的复杂度和工作量,减少了运营商的投资和运营成本,有利于运营商快速推出具有高盈利能力的业务。