[技术讨论] [原创]融合HSDPA后的WCDMA与TD-SCDMA的比较

载波, HSDPA, 信道

看了3G中国板块之后，感觉大家总是在争吵WCDMA和TD-SCDMA之间的在国内市场的争夺，参杂了许多个人感情因素。很少能见到有人能对这两种制式从技术角度上的加以区别，让大家从技术角度对这两种技术的各自优点产生本质上的认知，所以我想写一下这两种制式从技术角度的区别，不加以任何感情色彩，顺便说一下，我本人就是研究WCDMA的，对W是情有独钟的，W的激进铁杆fans表骂我。
以下内容是我参考了一些资料后，得出的结论，只代表我一家之言。
从本质上说HSDPA是一些无线增强技术的集合，利用HSDPA技术可以在3G现有技术的基础上使下行数据峰值速率有很大的提高。HSDPA是R5 RAN的一个重要特性，与R4版本TD-SCDMA、WCDMA相比，R5引入HSDPA技术主要是通过修改空中接口来增加系统性能，主要操作在UE、Node B的物理层和MAC层，而RLC和PDCP不做变。不管是UE侧还是Node B侧MAC层主要是增加了MAC-hs，融合了HSDSCH的MAC层操作都在这层完成，除了包括流控和优先级处理功能外，还需要完成HARQ协议的相关操作，包括调度、重传、重排等。RRC和NBAP协议需要提供相应流程支持。HSDPA技术可以同时适用于WCDMA和TD-SCDMA两种不同方式，在这两种实现方式，原理和关键技术也都差不多。不同之处有：
一.帧结构不同：
由于WCDMA和TD-SCDMA两种制式本身帧结构的不同导致W-HSDPA和TD-HSDPA帧结构的不同，W-HSDPA子帧是2ms，相当于3个目前定义的WCDMA时隙，而TD-HSDPA子帧是5ms，有7个业务时隙和3个特殊时隙。W-HSDPA较短的帧允许用户在较短持续时间内把数据传送分配至一个或多个物理信道，从而使网络能在时域和码域重新调整它的资源分配。
二.信道结构不同：
HSDPA引入的专用传输信道是HS-DSCH，它是高速下行共享信道，下行链路方向，负责承载用户高速业务数据，W-HSDPA和TD-HSDPA都有此信道。对于W-HSDPA，信道共享方式为TDMA+CDMA，扩频因子为16，对于TD-HSDPA，扩频因子为1。HSDPA引入的物理信道有3类，TD-HSDPA物理层引入HS-PDSCH，HS-SCCH和HS-SICH三个信道，W-HSDPA物理层引入HS-PDSCH，HS-SCCH和HS-DPCCH三个信道，分别有：高速物理下行共享信道，下行链路方向，承载净荷数据。W-HSDPA和TD-HSDPA都是HS-PDSCH信道；高速下行链路共享控制信道，下行链路方向，承载相关UE标识和TFRI(传输格式资源组合)，HARQ等相关信息。W-HSDPA和TD-HSDPA都是HS-SCCH信道，但扩频因子分别为128和16，调制方式都是QPSK；高速物理控制信道，上行链路方向，承载HARQ确认和CQI信息。W-HSDPA中是HS-DPCCH信道，是一个专用信道，扩频因子是256。TD-HSDPA中对应的是HS-SICH，是一个共享信息信道，扩频因子是16。
三.物理过程：整体而言HSDPA对于TD-SCDMA、WCDMA两种制式几乎类似。
四.频谱效率：
W-HSDPA单载波(10MHz带宽上)支持的理论峰值吞吐量为14.4Mbps。对于TD-HSDPA，在上下行时隙配置为1:5时，单载波(1.6MHz带宽)TD-HSDPA的理论峰值速率可以达到2.8Mbps。在10MHz带宽内(即6个载波)能够达到的峰值速率为16.8Mbps，已经大于W-HSDPA相应的14.4Mbps。而在多载波TD-HSDPA系统中，若考虑将辅载波上物理帧结构中常规时隙TS0也利用起来承载数据，则系统的绝对数据传输速率将达到((N-1)X3.3+2.8)Mbps(N为载波个数)，此时对应10MHz带宽多载波TD-HSDPA来说峰值吞吐量为19.3Mbps，系统的频谱利用效率较W-HSDPA系统将更有优势；再者对于WCDMA，如果要在10MHz的带宽内提供HSDPA，要求上下行的5MHz带宽分别都是连续的。而TD-HSDPA则可以使用6个分离的1.6MHz载波，在载波资源受限情形下，这无疑也是一个较大的优势。
五.网络规划：
对于WCDMAR4网络，引入HSDPA时需要考虑的是采用连续覆盖还是热点覆盖，是单独使用载波还是与R4共享载波。连续覆盖可以提高用户的满意度，但成本较高。另外考虑初期用户可能是采用笔记本电脑用HSDPA高速接入的方式会比较多，所以网络部署初期可以是热点覆盖。随着高速数据用户的增加及引入HSDPA的智能手机的普及，可以发展连续覆盖。分别使用不同载波优点是HSDPA和R4可同时获得最高的容量。
而针对TD-SCDMA的特点，TD-HSDPA网络建设初期可能有两种方案，分别是：HSDPA与TD-SCDMA共小区直接建网，以及HSDPA与TD-SCDMA使用不同的小区分层建网。HSDPA与TD-SCDMA共小区，包括异载频和共载频等形式。两者共同使用基站功率、载频、时隙和信道化码等资源，在系统统一调度下发挥各自优势。采用同频组网方案，需要平衡TD-SCDMA传统承载业务(主要指CS业务)和HSDPA高速数据业务对无线资源的使用。在建网初期，预测CS业务和HSDPA的业务量分别约为70%和30%，则在无线资源的分配上也大致按此比例。根据网络发展阶段容量的预测，TD-SCDMA小区采用3载波可以满足城区的容量需求(CS话音+PS数据业务)，这样根据上述无线资源的分配比例并结合TD-SCDMA载波特点，可以有几种无线资源的分配方案，包括采用上下行对称的承载方式和上下行非对称的承载方式。异小区组网则是HSDPA采用与TD-SCDMA不同的小区进行组网，组成另外一层网络。TD-SCDMA网络承载CS业务和低速R4数据业务，HSDPA网集中提供高速数据业务，通过切换实现两个系统间业务承载能力的互补。
总之，由于HSDPA技术并不针对具体的空中接口技术，因此对于TD-SCDMA和WCDMA其基本原理和关键技术、实现方案和思路都基本相同。由于空中接口技术的不同，导致TD-HSDPA和W-HSDPA在具体的时隙格式与扩频因子、信道结构等方面有不同，导致峰值速率和频谱利用率也不同。当然TD-HSDPA由于具有特有的上行同步、动态信道分配等特点，使TD-HSDPA能更好地支持非对称数据业务。
希望相关技术人员给予订正和补充。

[ 本帖最后由 fengnobel 于 2009-3-6 14:29 编辑 ]