HSDPA WCDMA R5

2008-11-10 chenmo 手机达人

HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)表示高速下行分组接入技术。
  在3G的三大标准的角逐中,WCDMA商用在运营商的支持数量上取得了领先,但在其网络所支持的数据速率上却长期停留在理论上的384kbps水平,而其网络建设也一直处于缓慢发展的状态。
  与此形成鲜明对照的是,在韩国、日本等国家实现商用的CDMA2000 1X EV-DO网络系统上,已经实现了2.4Mbps的峰值速率,其宽带接入服务能为客户提供300kbps-500kbps平均下载速率,这足以与有线宽带的速率相媲美。
  比较而言,同为已经实现商用的3G网络系统,面对现有的3G业务,WCDMA已经稍显力不从心,在数据传输速率上的巨大落差,以及由此带来的业务能力上的弱势,自然使得WCDMA阵营不甘落后,必须寻找一种赶超CDMA2000 1X EV-DO的有力武器。
  HSDPA(高速下行分组接入,High Speed Downlink Packages Access)技术是实现提高WCDMA网络高速下行数据传输速率最为重要的技术,是3GPP在R5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的,它可以在不改变已经建设的WCDMA系统网络结构的基础上,大大提高用户下行数据业务速率(理论最大值可达14.4Mbps),该技术是WCDMA网络建设中提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。
  对高速移动分组数据业务的支持能力是3G系统最重要的特点之一。
  WCDMA R99版本可以提供384kbps的数据速率,这个速率对于大部分现有的分组业务而言基本够用。然而,对于许多对流量和迟延要求较高的数据业务如视频、流媒体和下载等,需要系统提供更高的传输速率和更短的时延。
  在未来几年内,数据服务将会取得大幅度增长,并成为第三代(3G)移动通信的主要应用和主要收入来源。目前日本和韩国的3G经营商已经在体验3G服务的巨大成功。日本DoCoMo公司于2001年推出的WCDMA-FOMA服务所创造的收入已经占到其总收入的20%以上,截止到2004年5月已拥有400万用户。韩国电信公司(SKT)2003年第3季度,在部署了1xEV-DO网络之后,该公司数据服务收入占据每用户平均收入(ARPU)值的比例上升到了34%。
  为了适应多媒体服务对高速数据传输日益增长的需要,第三代移动通信合作项目组(3GPP)已经公布了一种新的高速数据传输技术,叫做高速下行分组接入技术(HSDPA)。该技术是WCDMA R’99(也就是我们常说的WCDMA)的强化版本,大大加强了下行链路传输的功能。
  日本的NTT DoCoMo是最早试验HSDPA技术的运营商之一,在2004年3GSM全球大会上,HSDPA也同样改变了所有主要欧洲运营商的日程。在美国,GSM运营商当然也在寻求更多的武器,以便在越来越具有攻击性的市场中确保领先地位。2004年12月1日,Cingular正式与朗讯科技签署了一项为期4年的3GW-CDMA设备、软件和服务供货协议,其中就包括了HSDPA技术的部署。协议将使Cingular公司从2005年起得以为消费者提供范围广泛的多媒体服务。
  PA咨询公司和Yankee集团最近认为,HSDPA需求可能首先来自企业市场。PA咨询公司相信,HSDPA将在面向企业市场的W-CDMA案例中扮演核心角色。Yankee集团则将HSDPA技术视为一个可以使运营商面向企业市场推出高利润服务的重要差别化因子,并将在向更快的3G服务演进中扮演极为突出的角色。Gartner集团更关注新技术对网络效率的影响,认为部署HSDPA技术的运营商将获得相当的竞争优势。
  为了更好地发展数据业务,3GPP从这两方面对空中接口作了改进,引入了HSDPA技术。HSDPA不但支持高速不对称数据服务,而且在大大增加网络容量的同时还能使运营商投入成本最小化。它为UMTS更高数据传输速率和更高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。 HSDPA的发展分为三阶段,即基本HSDPA阶段、增强HSDPA阶段以及HSDPA进一步演进阶段,其中HSDPA进一步演进阶段目前还未最终确定,仍在3GPP内进行研究。


数据业务与语音业务的技术特点
  数据业务与语音业务具有不同的业务特性。语音业务通常对延时敏感,对于速率恒定性要求较高,而对误码率要求则相对较弱;数据业务则相反,通常可以容忍短时延时,但对误码率要求高。HSDPA参考cdma2000 1X EV-DO体制,充分考虑到数据业务特点,采用了快速链路调整技术、结合软合并的快速混合重传技术、集中调度技术等链路层调整技术。

支持服务质量水平控制
  HSDPA较高的吞吐量和峰值数据传输速率有助于激励和促进WCDMA所不支持的数据密集型应用的发展。事实上,HSDPA可以更加有效地实施由3GPP标准化的服务质量水平(QoS)控制,通信网络可以更加智能地对不同优先级的应用与服务进行排序与资源调拨,首先保证话音通信的质量,其次保证对于实时性要求较高的应用的数据传输需求如实时视频、网络游戏等,而网页浏览、下载等应用的数据传输则可以设置为较低的优先级。通过这样的QoS管理,HSDPA可以根据用户业务的需求,做不同的网络安排并进行网络容量分配,更有效地支持和管理多种多样的实时高速数据传输业务。

后向兼容,无缝建设
  HSDPA的另一个重要优点是WCDMA R’99的后向兼容性,运营商可以根据网络建设发展的需要进行逐级部署,而不会对现有的WCDMA用户造成影响。
  3.3.4.低成本网络部署
  此外,运营商还将体验到HSDPA的低成本所带来强大的竞争优势。由于HSDPA网络建设所带来的成本主要用于基站(Node Bs 或 BTS)和无线网络控制系统(RNC)的软/硬件升级,因此HSDPA的部署具备很高的性价比。事实上,在用户密度高、用户数据处理量大的城市环境中,通过HSDPA网络传输1兆字节的数据成本只需3美分,而WCDMA网络则需要7美分。以较低的用户成本支持广泛的多媒体应用、服务内容和诱人功能的能力可以使早期采用该技术的运营商脱颖于其他竞争对手,增加已有用户的业务量和新用户的数量,提高数据市场占有率和盈利能力。
  4.前景分析
  目前的3G系统在容量、速率和成本方面都不足以支持包月的移动互联网业务,迫切需要高容量、低成本的HSDPA。而HSDPA能否成功的关键是看其能否满足包月移动互联网的业务的需求。
  HSDPA移动互联网业务已经超出蜂窝移动电话数据业务进入宽带无线接入市场,应用对象包括PDA和笔记本电脑。
  目前,大多数WCDMA厂商都在积极参与HSDPA技术的探讨和设备的研发,不少厂家已经实验室实验,系统集成测试,开始进入场地测试。一般认为HSDPA将在2006年开始商业部署。
  数据传输的成本定义为网络运营成本和资本折旧的总合。网络开销在很大程度上决定于基站的总体分区吞吐量。假定每个基站的成本一定的话,那么通过一个基站传输的数据量越大,传送每兆字节数据的成本就越低。与EDGE和WCDMA相比,HSDPA在频谱效率方面的改进降低了每个兆比特数据的传输成本,成本从使用EDGE时的大约11美分每MB下降到使用HSDPA后的不到3美分每MB。这样以来,运营商就可以以较低的价格向更广大的用户群提供内容更广泛的服务。
  运营商采用HSDPA来搭建无线网络,可以在网络潜力较低的情况下提供更大的分区和用户数据处理量,而数据传输能力的改进可以使运营商为用户提供更多的具有更强吸引力、内容更丰富的新服务和新应用,并满足消费者对视频点播、音频点播、图像/视频短信和基于位置的服务等内容丰富的媒体业务的日益高涨的需求。HSDPA技术的频谱效率优势可以使运营商以较低的成本提供这类服务,给用户带来优于传统技术的体验。
  HSDPA的引进还可为运营商开辟新的业务门类:运营商可以进一步考虑企业和消费群体膝上型电脑高速接入、电缆和数字用户线路(DSL)无法达到的地区的固定无线宽带接入等等。

后3G时代的到来
  截至2004年底,全球移动用户数已达到17亿,其中75%为GSM用户,在全球26个国家和地区中的60个3G/WCDMA网络已经商用,用户数超过1600万。
  如果说WCDMA作为GSM的演进正在步入成熟期,那么HSDPA作为WCDMA的演进正成为业界关注的焦点,全球范围内已经商用3G(WCDMA)和准备商用3G(WCDMA)的运营商,更表现出对HSDPA的极大兴趣。
  最先吃WCDMA这只螃蟹的日本运营商NTTDoCoMo目前拥有全球50%的WCDMA用户,但DoCoMo并不满足于3G的领先优势,正在紧锣密鼓地准备HSDPA的商用。美国移动运营商Cingular在成功并购了AT&TWireless之后,也将HSDPA列入商业化进程,其WCDMA/HSDPA网络正在建设当中。其他知名的移动运营商包括沃达丰、和记黄埔“3”、西班牙电信等都在不同程度地进行HSDPA试验。

HSDPA——3G/WCDMA移动运营商的必然选择
  目前,Wi-Fi、CDMA20001xEV-DO等移动宽带技术已经为人们所熟悉,WiMAX等新的移动宽带技术正在浮出水面。考虑到WCDMA网络向移动宽带的进一步发展,HSDPA将是移动运营商的最佳选择。
  HSDPA是基于现有WCDMA网络的演进,引入HSDPA只要在WCDMA无线网络部分作相应升级,将WCDMA下行速率从384kbps提升到14Mbps,而整个网络架构及整个核心网络都保持不变;另一方面,HSDPA将继续使用WCDMA的频率而不需要单独的载频。HSDPA不但有效地保护了运营商的投资成本(CAPEX),还扩大了运营商的业务范围,为提高APRU创造了条件。
  所以说HSDPA是3G/WCDMA运营商采取的一种既具有前瞻性又具有保护作用的发展策略,是未来发展的必然选择。



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