带宽与频谱效率 - HSPA+与LTE技术兼容问题

5 带宽与频谱效率

WCDMA/HSPA经过扩频调制后的码片速率为3.84 Mchip/s，在进行脉冲整形时，要尽量压缩旁瓣，使99%的能力集中在主瓣上。旁瓣能量的集中程度体现在滚降系数上，目前在WCDMA中统一选择α＝0.22，对应的带宽＝（1＋α）×速率 ＝（1＋0.22）×3.84＝4.75 MHz，取5 MHz，所以WCDMA/HSPA系统信道占用带宽为固定值5MHz。在5　MHz频带宽度内，R99达到的下载速率为3.84 Mbit/s，HSDPA为14.4 Mbit/s，HSPA+ 64QAM为21 Mbit/s，HSPA+ 64QAM+MIMO可以达到42 Mbit/s，HSPA+64QAM+MIMO+DC可以达到84 Mbit/s，因此对于WCDMA/HSPA系统而言，根据其采用的技术不同，频谱效率也相差甚大（见表1）。

LTE在下行链路上使用了OFDMA的多址技术，将带宽分成若干个子载波，所以相对HSPA+具有灵活的带宽，目前可实现1.4、3、5、10、15、20 MHz等6种信道带宽。较低的频带（1.4~3 MHz）被选择用来克服在CDMA2000处LTE频谱融合的困难，同时帮助GSM和TD-SCDMA向LTE演进。LTE的设计目标是在20 MHz频谱范围内，下行链路达到100 Mbit/s，上行链路达到50 Mbit/s。而实际LTE能达到的峰值速率已远远超过这个目标。对于20 MHz带宽，LTE上下行速率分别可以达到172和60 Mbit/s。

从表1可以看出，在采用了高阶调制和多入多出等技术后，HSPA+的频谱效率已经接近LTE技术。

6 带有软合并的HARQ和MIMO

HSPA与LTE也采用了许多相同的关键技术，如带有软合并的HARQ和MIMO技术。

带有软合并的HARQ技术允许终端对接收到的错误传输块请求重传，微调有效的编码速率和补偿由于链路适应机制带来的错误。终端尝试解码每一个接收到的传输块，并在接收到传输块5 ms后报告基站接收是成功还是失败。没有成功接收到的数据将会得到快速重传，对比R99明显减少了重传的时延。

MIMO技术是HSPA+ R7版本中主要的新特征之一，它通过多个流的传输增加数据的峰值速率。通过在发射端和接收端使用多根天线，获得分集增益，进而增加接收机的载干比。对于HSPA+而言，MIMO是系统能力增强技术之一，可以选用也可以不选用。而对于LTE而言，MIMO技术是一个必需内容，多根天线的应用是达到激进的LTE性能目标的关键技术。

7 大规模引入需要关注的问题

HSPA+分别在R7、R8版本提出了MIMO和DC技术。其中MIMO要求多套天馈系统，DC要求双载波。不同的国家和地区对这2种技术采取了截然不同的态度。欧洲地区由于频率资源紧张，很难找出更多的载频来实施DC，因此当地的运营商更多的是关注MIMO技术的应用；而中国，频率资源属于国家统一指配，对于运营商而言，较容易获得。目前在中国运营着多种技术制式的移动网络，在城区基站众多，屋顶天线林立，若再增加天馈系统来实现MIMO则非常困难，因此对中国而言，则更多倾向于DC技术。

LTE的建设首先要解决其频点使用问题。LTE的具体频段还未最终确定，其可使用的频段涵盖了IMT-2000的整个频段范围，目前业界主流频谱集中在800 MHz、1.8 GHz和2.6 GHz。频段范围的差别，决定了LTE布网成本高低。其次是网络定位问题，LTE定位于超宽带无线接入业务，覆盖区域的选择考虑以优先热点覆盖为主，后续连续覆盖的策略。在LTE建设的初期，要准确定位，能够提供差异化服务，避免产生与现有移动技术重复建设的问题。

8 结束语

HSPA+是WCDMA的后续演进技术，它在标准制定之初就考虑到最大后向兼容问题，因此可以在现有3G网络基站上平滑升级来建设HSPA+网络。LTE技术的定位是能将电信产业带入2020年的无线通信系统，在最初设计时就不考虑早先的终端，不受现有网络技术影响，因此LTE具有更高的频谱效率，可变的带宽等特性，但对现有设备存在兼容问题，网络改造量较大。这2种技术各有优缺点，其最终的发展，还在于市场的需求。