HSDPA与HSUPA增强功能及测试分析

HSUPA简介及功能测试

HSUPA的目标是在上行方向改善容量和数据吞吐量，降低专用信息通道中的延迟。3GPP规格提供的主要增强功能是定义了一条新的传输信息通道，称为增强专用讯息通道(E-DCH)。可实现的最大理论行数据速率是5.6Mbps。与HSDPA一样，E-DCH同时依赖PHY层和MAC层实现改进。但其中的区别在于HSUPA没有导入新的调变方案，而是使用为WCDMA指定的现有调变方案QPSK。因此，HSUPA也没有实现AMC。表2比较了HSDPA和HSUPA间的明显类似之处和区别。

表2：HSDPA与HSUPA特性比较

在实体层，E-DCH定义导入了五条新的实体层讯息通道(参见图3和表3)。

图3：HSUPA导入的新的实体信息通道

表3：E-DCH传输信息通道和实体信息通道定义

E-HICH的功能与HSDPA的HS-DPCCH类似，即用来提供HARQ反馈资讯(ACK/NACK)。但它不包含CQI资讯，因为HSUPA不支援自适应调变和编码。

与HSDPA一样，Node-B包含一个用于HSUPA的上行调度器。但是，调度作业的目标与HSDPA完全不同：HSDPA的目标是为多个用户分配HS-DSCH资源(时隙和程式码)，而上行调度器的目标是为各个E-DCH用户分配所需要的尽可能多的容量(发送功率)，以保证Node-B不会产生‘功率过载’。

很明显，由于WCDMA固有的扩频作业，UE的发送功率与其发送资讯的数据速率直接相关。即高位元速率传输要求低扩频系数来填充WCDMA的5MHz频宽，因此发送功率要高于要求高扩频系数的低位元速率应用。此外，同时发送资讯的UE越多，其导致的相互干扰越多。Node-B只能容忍最大数量的干扰，一旦超过最大值，它就不再能解码各个UE的传输资讯。由于E-DCH是一条专用信息通道，因此极有可能多个UE同时传输资讯，因此在Node-B上导致干扰。所以，Node-B必须调节E-DCH中发送讯号的各个UE的功率电平，以避免达到‘功率极限’。所以，这种发送功率调节相当于为使用E-DCH发送讯号的每个UE‘调度’上行容量。换句话说，上行调度无非是一种非常快的功率控制机制。

两条实体调度信息通道E-RGCH和E-AGCH告诉UE怎样调节发送功率电平。在E-RGCH中，它告诉UE把发送功率电平提高或降低一步，也可以使目前发送功率电平保持不变。在E-AGCH中，Node-B提供UE应发送的E-DCH功率电平绝对值。

除导入新的实体信息通道外，E-DCH还为UE导入了新的MAC实体：Node-B和SRNC。这些MAC实体称为MAC-e和MAC-es (见图4)，映射到网元上。

图4：E-DCH协议结构

具体如下：

1. MAC-e同时在UE和Node-B中实现。主要功能涉及处理HARQ重传和调度。这是一个低阶MAC层，与实体层非常近。

2. MAC-es实体在UE和SRNC中实现。在UE中，它在一定程度上负责把多条MAC-d流量多工到同一条MAC-es串流上。在SRNC中，这个实体负责顺序传送MAC-es PDU，解多工MAC-d串流，并根据QoS特点把这些串流分配到各个伫列中。这些MAC-d串流可能在Iu-PS介面上与具有不同QoS规格(如串流类服务和后台类服务)的各个PDP关联域(context)对应。

与HS-DSCH不同，E-DCH支援软切换(soft handover)。这说明了为什么E-DCH的MAC层在Node-B和SRNC之间划分，Node-B负责HARQ处理和调度等即时功能，位于SRNC中的相关MAC-es实体则负责顺序传送MAC-es讯框，这些讯框可能来自目前为UE服务的不同Node-B。

E-DCH与HS-DSCH还有一个大的差异，是E-DCH可以同时支援2ms和10ms的TTI (HS-DSCH要求2ms的TTI)。具体要求哪个TTI取决于UE类别。

HSUPA测试案例

图5显示了可能的HSUPA测试案例。

图5：HSUPA测试方案

在该案例中，DUT是RNC。测试的目标是检验MAC-es层正确解多工来自MAC-es串流的各条MAC-d串流，把各个MAC-d PDU重新排列到各个重新排序伫列中。测试的进一步目标是检验根据各条MAC-d串流的QoS要求实现重新排序。在一个测试用例中，只能模拟一个UE，检验在RNC中正确实现了基本MAC-es功能。在另一个测试用例中，可以模拟多个UE，检验RNC中的MAC-es层能够正确区分所有UE。

在这个测试配置中，协议测试仪一方面作为UE和Node-B模拟器。它根据测试工程师的测试用例定义测试用户面服务，在UE和RNC之间设立一条MAC-es串流之前，模拟要求的所有必须的信号协议。产生的服务可以与视讯文件传输与发送大型附件的电子邮件对应，但需取决于具体测试用例。

在RNC的另一侧，协议测试仪可以实现核心网路模拟，以保证设立要求的PDP关联域。此外，需要在协议测试仪上解码和查看透过Iu-PS介面传送的用户面服务。由于还可以在协议测试仪上查看MAC-d流量上的用户服务分配情况，所以可以实现MAC-d流量和PDP关联域映射。值得注意的是，可以透过一台测试设备实现UE/Node-B模拟器和CN模拟/Iu-PS监测仪。图5显示了两台不同的设备，以帮助您瞭解协议测试仪的工作方式。

本文小结

HSDPA和HSUPA新行动网路功能的导入，为测试相关网路节点产品提出了严格的要求。然而，功能测试并不只是测试实现方案、查看其是否符合标准、检查标准化介面之间的控制程式和用户程式，在很大程度上还要求功能测试，检查网路节点内部演算法(如与缓冲器管理、伫列等相关演算法)是否实现预计功能。这些演算法和相关软硬件不仅应该能够在正常条件下执行(用户服务以平均数据速率执行)，它们还应能够处理最大指定吞吐量的用户服务。满足这些要求的测试平台保证了制造商可以建构针对未来的解决方案，同时保证厂商成功地使用这些解决方案。