3G系統(tǒng)上行演進(jìn)增強(qiáng)技術(shù)HSUPA的研究與仿真.pdf

1、當(dāng)前，中國(guó)的通信事業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，各種先進(jìn)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，以滿(mǎn)足人們對(duì)通信業(yè)務(wù)，尤其是圖像、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)相結(jié)合的多媒體業(yè)務(wù)和高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。在移動(dòng)通信領(lǐng)域，以第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)(包括TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000)為代表的數(shù)字蜂窩技術(shù)是通信技術(shù)發(fā)展的主流和研究熱點(diǎn)。TD-SCDMA系統(tǒng)是中國(guó)百年通信史上第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)，在我國(guó)通信發(fā)展史上具有里程碑的意義，其核心網(wǎng)基于GSM(Global Syste

2、m for Mobile Communications，全球移動(dòng)通訊系統(tǒng))。WCDMA系統(tǒng)是歐洲和日本提出的通信標(biāo)準(zhǔn)，其核心網(wǎng)也是基于GSM，目前已經(jīng)發(fā)展的非常成熟。CDMA2000則是美國(guó)所提出的標(biāo)準(zhǔn)，它是從IS-95窄帶CDMA發(fā)展而來(lái)。在中國(guó)發(fā)放3G牌照之前，2008年5月中國(guó)電信業(yè)重組后，國(guó)內(nèi)各家設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商的討論焦點(diǎn)集中在使用TD-SCDMA通信系統(tǒng)還是WCDMA通信系統(tǒng)。重組后的中國(guó)移動(dòng)已承擔(dān)起國(guó)產(chǎn)3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA

3、的推廣重任，而新聯(lián)通將把GSM業(yè)務(wù)作為核心發(fā)展方向，大力開(kāi)展WCDMA系統(tǒng)的研發(fā)及建網(wǎng)。
　　 高速上行分組接入技術(shù)HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)是在完成了高速下行分組接入技術(shù)HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)的研究及標(biāo)準(zhǔn)化工作后，3G系統(tǒng)在上行通信鏈路引入的演進(jìn)增強(qiáng)技術(shù)，可以滿(mǎn)足高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，尤其是移動(dòng)因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的需求，如手機(jī)互

4、動(dòng)游戲、手機(jī)視頻、電話會(huì)議等。該技術(shù)最早在WCDMA R6版本中提出，隨后在TD-SCDMA R7版本中提出。HSUPA技術(shù)通過(guò)使用更加靈活的Node B調(diào)度、物理層混合自動(dòng)重傳、更高階自適應(yīng)調(diào)制編碼、速率控制以及功率控制等關(guān)鍵技術(shù)，理論上可以為用戶(hù)提供高達(dá)5.76Mbit/s的數(shù)據(jù)接入服務(wù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了原本3G系統(tǒng)最高可以達(dá)到的2Mbit/s。
　　 本文分別對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)和WCDMA系統(tǒng)的HSUPA技術(shù)進(jìn)行了研究與仿真

5、，首先簡(jiǎn)單介紹了兩種系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化制定過(guò)程，然后對(duì)HSUPA技術(shù)的物理層特征進(jìn)行了說(shuō)明，并結(jié)合3GPP相關(guān)協(xié)議規(guī)定使用MATLAB對(duì)作為HSUPA關(guān)鍵技術(shù)的基于Node B控制的快速分組調(diào)度、物理層混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)和自適應(yīng)編碼和調(diào)制AMC(Adaptive Modulation Coding)進(jìn)行了仿真，并通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析說(shuō)明了這些關(guān)鍵技術(shù)的引入對(duì)系統(tǒng)性能的改善

6、。通過(guò)使用ADS仿真軟件中的無(wú)線通信仿真庫(kù)搭建了HSUPA的鏈路層仿真平臺(tái)，對(duì)物理信道E-HICH(E-DCH HARQ Acknowledgement Indicator Channel)的漏檢率和HSUPA系統(tǒng)的最大輸出功率進(jìn)行了仿真，從而獲得了HSUPA的物理信道及功率特性，為系統(tǒng)仿真提供了依據(jù)與數(shù)據(jù)支持。最后對(duì)兩種系統(tǒng)的HSUPA技術(shù)在幀結(jié)構(gòu)、調(diào)制方式、干擾控制、調(diào)度控制、HARQ方式以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等方面進(jìn)行了比較，對(duì)HSUPA的

7、進(jìn)一步演進(jìn)技術(shù)HSPA+以及LTE(Long Term Evolution)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。
　　 本文主要研究了WCDMA和TD-SCDMA兩種通信系統(tǒng)的上行增強(qiáng)技術(shù)HSUPA的物理層特性和關(guān)鍵技術(shù)，其中對(duì)HSUPA關(guān)鍵技術(shù)的仿真結(jié)果可以作為一些通信公司使用某些仿真軟件對(duì)該技術(shù)進(jìn)行類(lèi)似仿真的參考或者是仿真結(jié)果的相互驗(yàn)證依據(jù)，而使用ADS仿真軟件對(duì)HSUPA的鏈路層進(jìn)行的仿真是本文的一個(gè)特點(diǎn)，對(duì)物理信道漏檢率和系統(tǒng)最大輸出功率的