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IMT-2000无线传输增强技术

(1)WCDMAHSPA
      为了满足上下行数据业务的不对称的需求.WCDMA阵营3GPP组织在Release5版本的协议中提出了一种基于WCDMA的增强型技术,即高速分组接入技术(HSPA),包括高速下行分组接入(HSDPA)和高速上行分组接入(HSUPA).其中HSDPA可实现最高速率达10Mbit/s的下行数据传输。
       HSDPA新增加了用于承载下行链路的用户数据的物理信道:高速下行共享信道(HS-DSCH),以及相应的控制信道。HSDPA中没有釆用Release99版本中物理信道使用的可变扩频因子和快速功率控制。而是采用以下几项关键技术:自适应调制和编码(AMC)、混合自动请求重传(HARQ)、快速小区选择(FCS)、多输入多输出天线技术(MIMO)等。来保证高速数据业务的可靠传输。
自适应调制和编码
自适应调制和编码
       无线信道的一个重要特点就是有很强的时变性,对这种时变特性进行自适应跟踪能够给系统性能的改善带来很大好处。链路自适应技术有很多种,AMC就是其中之一。HSD-PA在原有系统固定的调制和编码方案的基础之上,引入了更多的编码速率和16QAM调制,使系统能够通过改变调制编码方式对链路的变化进行自适应跟踪,以提高数据传输速率和频谱利用率。
       釆用AMC技术,可以使处于有利位置的用户得到更高的传输速率,提高小区的平均吞吐量。同时,它通过改变调制编码方案,取代了对发射功率的调整,以减小冲突。
       AMC技术对信道情况测量误差和时延十分敏感,这就对终端的性能提出了更髙的要求。
混合自动请求重传
混合自动请求重传
       ARQ技术即为自动请求重传,用于对出错的帧进行重传控制,但是本身并没有纠错的功能。于是人们将ARQ与FEC相结合,实现了检错纠错的功能,这就是通常所说的HARQ技术。
       HARQ有三种方式:HARQ Type I、HARQ Type和HARQ Type 
       HARQTypeI就是单纯地将ARQ与FEC相结合,于收到的数据帧,先进行解码,纠错,若是能纠正其中的错误,正确解码,则接受该数据帧;若是无法正确恢复该数据帧,则扔弃这个收到的数据帧,并要求发端进行重传。重传的数据帧与第一次传输的帧采用完全相同的调制编码方式。
       HARQTypeⅡ也称作增量冗余方案,对收到的数据帧釆用了合并的方法。对于无法正确译码的数据帧,收端并不是像原来那样,简单的抛弃;而是先保留下来,待重传的数据帧收到后,和刚刚保留的那个错误译码的数据帧合并在一起,然后再进行译码。为了纠错,重传时携带了附加的冗余信息,每一次重传的冗余量是不同的,而且通常是与先前传输的帧合并后才能被解码。
        HARQType Ⅲ也是一种增量冗余编码方案,与TypeII不同的是.TypeI每次重传的信息都具有自解码的能力。
        HSDPA中,使用的是Type口与Type01方式,用于数据的检错与重传。HSDPA中,在物理层也引入了HARQ技术,改变了以往的仅在物理层以上釆用ARQ的处理办法。这就使需要进行重传的数据量减少,时延减低,数据接入效率提高,对信道衰落明显、信噪比低的情况,改善尤其突出。
快速小区选择
       在FCS过程中,移动台根据不同小区的下行链路导频信道信号强度,以帧为单位快速选择能为它提供最佳服务质量的小区,从而达到降低干扰和提高系统容量的目的。对HS-DPA高速的数据传输系统来说,对通信系统小区快速选择的优点是更有效地利用基站的发射功率,减小下行链路干扰以及提高整个系统的吞吐量。 
多输入多输出天线技术
       较之传统的单输入单输出(SISO)系统而言,多输入多输出(MIMO)系统通过引入多个发射天线,或多个接收天线,来提高传输速率以及获得分集增益。
多输入多输出
       采用MIMO系统后,通过改进的天线发射和接收分集可以提高信道质量;而且不同天线可以对扩频序列进行再利用,从而提高数据传输速率。但是同时,MIMO系统也会增加射频部分的复杂度。
       由于在发射端采用多个发射天线,则存在一个如何将要传输的数据流合理地映射到各个发射天线的问题。MIM。系统的空时二维信道特性将对最终的映射准则起着决定性的作用,正如信噪比对选择自适应调制、编码系统最终的模式一样,合理的映射准则不应该是固定的,而应该是根据信道的特性自适应地调整。将自适应技术和MIMO技术结合在一起可以突破传统SISO系统的信道容量的限制,获得更高的传输速率,在下一代的高速无线传输系统中将有着广泛的应用前景。
(2) cdma2000IXEV-DO
       cdma2000IX的增强型技术IX EV系统(EV是Evolution的缩写),是在cdma2000IX基础上的演进系统。IXEV系统分为两个阶段,即cdma2000IXEV-DO和cdma2000IXEV-DV。DO是Dataonly或Data Optimized,IX EV-DO通过引入一系列新技术,提高了数据业务的性能。DV是DataandVoice的缩写,IX EV-DV同时改善了数据业务和语音业务的性能。
        2000年9月,3GPP2通过了cdma2000IXEV-DO的标准,协议编号为C.S0024,对应的TIA/EIA标准为1S-856O1X EV-DO的主要特点是提供高速数据服务,每个CDMA载波可以提供2.4576Mbit/s/扇区的下行峰值吞吐量。下行链路的速率范围是38.4kbit/s〜2.4576Mbit/s,±行链路的速率范围是9.6-153.7kbit/s。上行链路数据速率与cdma2000IX基本一致,而下行链路的数据速率远远高于cdma2000IX。为了能提供下行高速数据速率,IXEV-DO主要采用了以下关键技术。
下行最大功率发送
       1XEV-D。下行始终以最大功率发射,确保下行始终有最好的信道环境。
动态速率控制
       终端根据信道环境的好坏(C/I),向网络发送DRC请求,快速反馈目前下行链路可以支持的最高数据速率,网络以此速率向终端发送数据,信道环境越好,速率越高,信道环境越差,速率越低。与功率控制相比,速率控制能够获得更高的小区数据业务吞吐量。
自适应编码和调制
       根据终端反馈的数据速率情况(即终端所处的无线环境的好坏),网络侧自适应地采用不同的编码和调制方式(如QPSK,8PSK,16PSK)向终端发送数据。
HARQ
       根据数据速率的不同,一个数据包在一个或多个时隙中发送,HARQ功能允许在成功解调一个数据包后提前终止发送该数据包的剩余时隙,从而提高系统吞吐量。HARQ功能能够提高小区吞吐量2.9-3.5倍。 
多用户分集和调度
       cdma2000IXEV-DO同一扇区内的用户间以时分复用的方式共享唯一的下行数据业务信道。1XEV-DO系统默认釆用ProportionalFair调度算法,此种调度算法使小区下行链路吞吐量最大化。当有多个用户同时申请下行数据传输时,扇区优先分配时隙给DRC/R最大的用户,其中DRC为该用户申请的速率,R为之前该用户的平均数据速率。可粗略地将其看作是多用户分集时间相等,即当用户无线条件较好时,尽量多传送数据;当用户信道条件不好时,少传或不传数据,将资源让给信号条件好的用户,避免自身的数据经历多次重传,降低系统吞吐量,并同时保持多用户之间的公平性。即为无线环境相当的用户比较均匀地分配无线资源,维持可接受的包延迟率。可以看出,每个用户的实际吞吐量取决于总的用户数量和干扰水平。