HSUPA增强技术及其测试解决方案

摘要：  HSUPA增强技术是3GPP在其R6提出的上行分组增强技术。主要是通过修改物理层一些承载特性参数，譬如SF、TTI等来实现UE高速的接入。HSUPA这种物理技术特性的改变，是基于Node B的快速调度和引入自动混合重传(HARQ)及软合并等一系列新的物理层关键技术，从而保证相应的QoS和基于QoS的资源动态分配。本文从物理层和协议栈两个方面对HSUPA技术作了深入分析比较，也对其发展预商用过程中的一些解决方案作了一些探讨。
关键词：HSUPA；3GPP；高速上行分组接入；E-HSPA；测试解决方案

HSUPA技术介绍

　　WCDMA的R99和R4系统能够提供的最高上下行速率分别为64kbit/s和384kbit/s，为了能够与CDMA2000的1xEV-DO技术抗衡，3GPP在R5规范中引入了HSDPA，在R6规范中引入了HSUPA。作为WCDMA标准的升级技术，HSUPA可以使上行最高数据传输速率提高到5.76Mbps。目前，HSUPA标准在3GPP规范化进程中已全部冻结，并已完成全部的CR。相应的预商用产品预计会在2007年年中推出。

　　作为一种高速分组接入技术，HSUPA引入了新的数据和信令承载功能信道，以及相应的功率控制、拥塞控制和资源调度等机制。HSUPA在R99/R4版本的基础上通过引入短TTI, 短扩频码，甚至采用扩频因子为2的短码字，以及多码道技术等来实现UE的高速上行分组接入。如果分析当扩频增益变小和TTI变短对于物理层可能带来的影响，这种通过修改承载参数来实现高速接入的机制必然会带来分组包的误块率(BLER)增大，甚至丢失。正因为这一点，R99/R4就无法采用类似的方法进一步提升速率。而HSUPA通过引入自动混合重传(HARQ)和软合并技术来克服上述的影响，保证系统的BLER。在此基础上，通过把R99/R4的DCH调度从RNC往Node B前端移动，从而实现资源的快速调度，从而达到增加小区吞吐量的效果。

　　与HSUPA相对应的是HSDPA，这是一种有效的高速下行分组传输技术，它能充分利用R99/R4下行物理信道多余的码字和功率资源。HSUPA独立于HSDPA,即两者在关键技术和承载的物理信道上相互独立。但同作为WCDMA后续的分组传输加强技术，HSUPA和HSDPA的关系却极为密切。而作为一种演变技术的E-HSPA, 综合了HSDPA和HSUPA两者的好处。从而可以在WCDMA 5M带宽的基础上，达到与LTE(下行OFDMA、上行SC-CDMA将会在3GPP R8版本中定义)近似的性能，即频谱利用率达到2bit/s/Hz的水平。

　　本文就HSUPA技术的本质作了一下深入探讨。通过分析，并借助与HSDPA的比较，揭示了HSUPA技术的实现和优势。第二章会描述HSUPA的物理层关键技术及其支撑信道，第三章介绍HSUPA协议栈和基于上面的快速调度技术，第四章将对HSUPA数据终端的发展做简单介绍。最后对其演变做一下总结。论述中，将会对HSUPA发展和预商用测试的一些解决方案作一些介绍。

HSUPA物理层关键技术

　　HSUPA同HSDPA一样，物理层关键技术的本质都是对WCDMA分组传输技术的加强。众所周知，分组传输技术本身是一种服务于用户突发性数据访问的技术，资源的调度是基于分组包进行的。为了支持上行高速的分组业务，HSUPA引入了五个新的物理信道，并对上行分组包的传输格式提供了增强支持。这主要包括短TTI(2m)和可选短扩频码SF=2的支持等。但在调制方式上，HSUPA却没有引入新的调制方案，而是使用与WCDMA上行同样的双BPSK调制(HPSK扩展)。而大家记得HSDPA在下行引入了比WCDMA的QPSK更高阶的16QAM调制以提高下行速率。

　
  表1  HSUPA传输信道和物理信道定义

　　表1是HSUPA传输信道和物理信道的定义。从中可以看到HSUPA继续延续了WCDMA、HSDPA多码道传输的概念，其理论峰值速率5.76Mbps是在2个SF=2和2个SF=4的4码道并行传输的情况下实现。需要注意的是，是否支持SF=2的扩频码由HSUPA终端的能力类别决定。此外，由于上行链路多码道传输的峰均功率比PAR问题，必须对上行的E-DCH物理信道作I/Q路的均衡配置和功率增益补偿。一般而言，E-DPCCH总是映射到I路上面；而E-DPDCH的映射取决于配置的E-DPDCH最大信道个数Nmax-dpdch和HSDPA信道的是否存在。

　　在对帧的支持上，HSUPA可灵活支持TTI=2ms和TTI=10ms的帧格式，表1中物理信道可以支持两种TTI帧格式，这有别于HSDPA单一的2ms TTI和R99的10