[科普中國(guó)]-高速上行分組接入

高速上行分組接入（High Speed Uplink Packet Access**，縮寫HSUPA）是一種移動(dòng)通信協(xié)議，它是因HSDPA上傳速度不足（只有384Kb/s）不足而開發(fā)的，亦稱為3.75G**，其在一個(gè)5MHz載波上的傳輸速率可達(dá)10-15 Mbit/s（如采用MIMO技術(shù)，則可達(dá)28 Mbit/s）、上傳速度達(dá) 5.76Mb/s（使用3GPP Rel7技術(shù)，更達(dá)11.5 Mbit/s），令需要大量上傳帶寬的功能如雙向視頻直播或VoIP得以順利實(shí)現(xiàn)，所以具體上都比3.5G好。各電訊營(yíng)運(yùn)商亦表示在2007年末至2008年間會(huì)開通該服務(wù)。

概觀第一個(gè)HSPA規(guī)范支持在下行鏈路中增加高達(dá)14 Mbit / s的峰值數(shù)據(jù)速率，在上行鏈路中增加5.76 Mbit / s。與原始WCDMA協(xié)議相比，它還減少了延遲并提供了下行鏈路中系統(tǒng)容量的五倍以及上行鏈路中系統(tǒng)容量的兩倍。

高速下行鏈路分組接入（HSDPA）高速下行鏈路分組接入（HSDPA）是高速分組接入（HSPA）系列中的增強(qiáng)型3G（第三代）移動(dòng)通信協(xié)議。 HSDPA也稱為3.5G，3G +或Turbo 3G。它允許基于通用移動(dòng)電信系統(tǒng)（UMTS）的網(wǎng)絡(luò)具有更高的數(shù)據(jù)速度和容量。 HSDPA是在3GPP Release 5中引入的，它還伴隨著上行鏈路的改進(jìn)，提供了384 kbit / s的新承載。先前的最大承載是128 kbit / s。 HSDPA還可以減少延遲，從而減少應(yīng)用程序的往返時(shí)間。 3GPP版本7中引入的演進(jìn)高速分組接入（HSPA +）通過添加64QAM調(diào)制，MIMO和雙載波HSDPA操作進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)速率。在3GPP Release 11下，甚至可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)337.5 Mbit / s的更高速度。

HSDPA的第一階段在3GPP第5版中規(guī)定。第一階段引入了新的基本功能，旨在實(shí)現(xiàn)14.0 Mbit / s的峰值數(shù)據(jù)速率，并顯著縮短延遲。速度和延遲的提高降低了每比特的成本，并增強(qiáng)了對(duì)高性能分組數(shù)據(jù)應(yīng)用的支持。 HSDPA基于共享信道傳輸，其主要特征是共享信道和多碼傳輸，高階調(diào)制，短傳輸時(shí)間間隔（TTI），快速鏈路自適應(yīng)和調(diào)度，以及快速混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（HARQ）。其他新功能包括基站中的高速下行鏈路共享信道（HS-DSCH），正交相移鍵控，16正交幅度調(diào)制和高速媒體訪問協(xié)議（MAC-hs）。

升級(jí)到HSDPA通常只是WCDMA網(wǎng)絡(luò)的軟件更新。通常，語音呼叫通常優(yōu)先于數(shù)據(jù)傳輸。

用戶設(shè)備類別下表源自3GPP TS 25.306的版本11的表5.1a，并顯示了不同設(shè)備類別的最大數(shù)據(jù)速率以及它們實(shí)現(xiàn)的特征組合。每小區(qū)每流數(shù)據(jù)速率受“在HS-DSCH TTI內(nèi)接收的HS-DSCH傳輸塊的最大比特?cái)?shù)”和“最小TTI間間隔”的限制。 TTI是2毫秒。因此，例如，Cat 10可以解碼27952位/ 2 ms = 13.976 MBit / s（而不是經(jīng)常聲稱錯(cuò)誤的14.4 MBit / s）。類別1-4和11具有2或3的TTI間間隔，這使得該因子的最大數(shù)據(jù)速率降低。雙小區(qū)和MIMO 2x2各自將最大數(shù)據(jù)速率乘以2，因?yàn)槎鄠€(gè)獨(dú)立傳輸塊分別在不同載波或空間流上傳輸。表中給出的數(shù)據(jù)速率四舍五入到一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。

選擇截至2009年8月28日，250個(gè)HSDPA網(wǎng)絡(luò)在109個(gè)國(guó)家/地區(qū)推出了商用移動(dòng)寬帶服務(wù)。 169 HSDPA網(wǎng)絡(luò)支持3.6 Mbit / s峰值下行鏈路數(shù)據(jù)吞吐量。越來越多的數(shù)據(jù)提供21 Mbit / s峰值數(shù)據(jù)下行鏈路和28 Mbit / s。

CDMA2000-EVDO網(wǎng)絡(luò)在性能方面處于領(lǐng)先地位，而日本提供商則是非常成功的基準(zhǔn)測(cè)試。但最近這種情況似乎正在改變，有利于HSDPA，因?yàn)槿蛟絹碓蕉嗟奶峁┥陶诓捎盟?/p>

2007年，全球越來越多的電信公司開始銷售HSDPA USB調(diào)制解調(diào)器，以提供移動(dòng)寬帶連接。此外，HSDPA固定電話替換盒的普及-通過以太網(wǎng)和WiFi提供HSDPA數(shù)據(jù)，以及連接傳統(tǒng)固定電話的端口。有些產(chǎn)品的連接速度為“高達(dá)7.2 Mbit / s”，僅在理想條件下才能實(shí)現(xiàn)。因此，當(dāng)在室內(nèi)邊緣覆蓋時(shí)，這些服務(wù)可能比預(yù)期慢。

高速上行鏈路分組接入的技術(shù)高速上行鏈路分組接入（HSUPA）是HSPA系列中的3G移動(dòng)電話協(xié)議。該技術(shù)是UMTS演進(jìn)過程中的第二個(gè)重要步驟。它在3GPP Release 6中被指定和標(biāo)準(zhǔn)化，以將上行鏈路數(shù)據(jù)速率提高到5.76 Mbit / s，擴(kuò)展了容量并減少了延遲。再加上其他改進(jìn)，這為許多新應(yīng)用創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，包括VoIP，上傳圖片和發(fā)送大型電子郵件。

HSUPA已被新技術(shù)取代，進(jìn)一步提高了轉(zhuǎn)移率。 LTE為下行鏈路提供高達(dá)300 Mbit / s的速率，為上行鏈路提供75 Mbit / s。其演進(jìn)LTE Advanced支持超過1 Gbit / s的最大下行鏈路速率。

增強(qiáng)型上行鏈路為WCDMA增加了一個(gè)新的傳輸信道，稱為增強(qiáng)型專用信道（E-DCH）。它還具有類似于HSDPA的若干改進(jìn)，包括多碼傳輸，更短的傳輸時(shí)間間隔，實(shí)現(xiàn)更快的鏈路自適應(yīng)，快速調(diào)度以及具有增量冗余的快速混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（HARQ），使得重傳更有效。與HSDPA類似，HSUPA使用“分組調(diào)度器”，但是它以“請(qǐng)求 - 授權(quán)”原則操作，其中用戶設(shè)備（UE）請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)的許可，并且調(diào)度器決定何時(shí)以及允許多少UE這樣做。傳輸請(qǐng)求包含關(guān)于傳輸緩沖器的狀態(tài)和UE處的隊(duì)列及其可用功率余量的數(shù)據(jù)。然而，與HSDPA不同，上行鏈路傳輸彼此不正交。

除了這種“調(diào)度”傳輸模式之外，標(biāo)準(zhǔn)還允許來自UE的自發(fā)起傳輸模式，表示為“非調(diào)度”。例如，非調(diào)度模式可以用于VoIP服務(wù)，即使是減少的TTI和基于節(jié)點(diǎn)B的調(diào)度器也將不能提供非常短的延遲時(shí)間和所需的恒定帶寬。

每個(gè)MAC-d流（即，QoS流）被配置為使用調(diào)度或非調(diào)度模式。 UE獨(dú)立地調(diào)整調(diào)度和非調(diào)度流的數(shù)據(jù)速率。每個(gè)非調(diào)度流的最大數(shù)據(jù)速率在呼叫建立時(shí)配置，通常不會(huì)頻繁更改。調(diào)度流使用的功率由節(jié)點(diǎn)B通過絕對(duì)授權(quán)（由實(shí)際值組成）和相對(duì)授權(quán)（由單個(gè)向上/向下位組成）消息動(dòng)態(tài)控制。

在物理層，HSUPA引入新信道E-AGCH（絕對(duì)授權(quán)信道），E-RGCH（相對(duì)授權(quán)信道），F(xiàn)-DPCH（分?jǐn)?shù)DPCH），E-HICH（E-DCH混合ARQ指示信道），E -DPCCH（E-DCH專用物理控制信道）和E-DPDCH（E-DCH專用物理數(shù)據(jù)信道）。

E-DPDCH用于承載E-DCH傳輸信道; E-DPCCH用于攜帶與E-DCH相關(guān)的控制信息。

演進(jìn)的高速分組接入（HSPA +）主要文章：演進(jìn)的高速分組訪問

演進(jìn)的HSPA（也稱為HSPA演進(jìn)，HSPA +）是在WCDMA規(guī)范的3GPP版本7中定義的無線寬帶標(biāo)準(zhǔn)。 它提供了對(duì)現(xiàn)有HSPA定義的擴(kuò)展，因此可以向后兼容到最初的Release 99 WCDMA網(wǎng)絡(luò)版本。 演進(jìn)的HSPA在下行鏈路中提供高達(dá)42.2 Mbit / s的數(shù)據(jù)速率，在上行鏈路（每5 MHz載波）中提供22 Mbit / s的數(shù)據(jù)速率，具有多輸入，多輸出（2x2 MIMO）技術(shù)和更高階調(diào)制（ 64 QAM）。 使用Dual Cell技術(shù)，這些技術(shù)可以翻倍。

自2011年以來，HSPA +已廣泛部署在WCDMA運(yùn)營(yíng)商中，有近200項(xiàng)承諾

版本HSUPA 有多個(gè)不同的版本，定義了不同的數(shù)據(jù)速度。

|| ||

HSUPA網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)或計(jì)劃使用HSUPA網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家和地區(qū)1：

中國(guó)大陸

中國(guó)聯(lián)通

香港

3

澳門

3

CTM

臺(tái)灣

中華電信

臺(tái)灣大哥大

遠(yuǎn)傳電信

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)