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HSDPA 3.1.1.快速链路调整技术如前所述，数据业务与语音业务具有不同的业务特性 。语音通信系统通常採用功率控制技术以抵消信道衰落对于系统的影响，以获得相对稳定的速率，而数据业务相对可以容忍延时，可以容忍速率的短时变化 。因此HSDPA不是试图去对信道状况进行改善，而是根据信道情况採用相应的速率 。由于HS-DSCH每隔2ms就更新一次信道状况信息，因此，链路层调整单元可以快速跟蹤信道变化情况，并通过採用不同的编码调製方案来实现速率的调整 。当信道条件较好时，HS-DSCH採用更高效的调製方法---16QAM，以获得更高的频带利用率 。理论上，xQAM调製方法虽然能提高信道利用率，但由于调製信号间的差异性变小，因此需要更高的码片功率，以提高解调能力 。因此，xQAM调製方法通常用于频宽受限的场合，而非功率受限的场合 。在HSDPA中，通常靠近基站的用户接收信号功能相对较强，可以得到xQAM调製方法带来的好处 。此外，WCDMA是语音数据合一型系统，在保证语音业务所需的公共以及专用信道所需的功率外，可以将剩余功率全部用于HS-DSCH，以充分利用基站功率 。3.1.2结合软合併的混合重传(HARQ)技术终端通过HARQ机制快速请求基站重传错误的数据块，以减轻链路层快速调整导致的数据错误带来的影响 。终端在收到数据块后5ms内向基站报告数据正确解码或出现错误 。终端在收到基站重传数据后，在进行解码时，结合前次传输的数据块以及重传的数据块，充分利用它们携带的相关信息，以提高解码机率 。基站在收到终端的重传请求时，根据错误情况以及终端的存储空间，控制重传相同的编码数据或不同的编码数据(进一步增加信息冗余度)，以帮助提高终端纠错能力 。3.1.3集中调度技术集中调度技术是决定HSDPA性能的关键因素 。cdma2000 1X EV-DO以及HSDPA追求的是系统级的最优，如最大扇区通过率，集中调度机制使得系统可以根据所有用户的情况决定哪个用户可以使用信道，以何种速率使用信道 。集中调度技术使得信道总是为与信道状况相匹配的用户所使用，从而最大限度地提高信道利用率 。信道状况的变化有慢衰落与快衰落两类 。慢衰落主要受终端与基站间距离影响，而快衰落则主要受多径效应影响 。数据速率相应于信道的这两种变化也存在短时抖动与长时变化 。数据业务对于短时抖动相对可以容忍，但对于长时抖动要求则较严 。好的调度算法既要充分利用短时抖动特性，也要保证不同用户的长时公平性 。亦即，既要使得最能充分利用信道的用户使用信道以提高系统吞吐率，也要使得信道条件相对不好的用户在一定时间内能够使用信道，也保证业务连续性 。常用的调度算法包括比例公平算法、桌球算法、最大CIR算法 。桌球算法不考虑信道变化情况；比例公平算法既利用短时抖动特性也保证一定程度的长时公平性；最大CIR算法使得信道条件较好的少数用户可以得到较高的吞吐率，多数用户则有可能得不到系统服务 。对系统性能的影响 HSDPA对系统性能的影响包括两个业务与系统吞吐率两个层面 。快速链路层调整技术最大限度地利用了信道条件，并使得基站以接近最大功率发射信号；集中调度技术使得系统获得系统级的多用户分集好处；高阶调製技术则提高了频谱利用率以及数据速率 。这些技术的综合使用使得系统的吞吐率获得显着提高 。同时，用户速率的提高以及HARQ技术的使用使得TCP/UDP性能得到改善，从而提高了业务性能 。但是，业务性能的提高程度与业务模型有关 。作为WCDMA R5版本高速数据业务增强技术，HSDPA通过採用时分共享信道以及快速链路调整、集中调度、HARQ等技术提高了系统的数据吞吐率以及业务性能，同时保证系统的前向兼容，除在RBS增加相应的MAC模组外，不对系统结构带来其它影响，从而有利于系统的灵活部署 。3.2.无线特点为改善WCDMA系统性能，HSDPA在无线接口上作出了大量变化，这主要影响到物理层和传输层：缩短了无线电帧；新的高速下行信道；除QPSK调製外，还使用了16QAM调製；码分复用和时分复用相结合；新的上行控制信道；採用自适应调製和编码(AMC)实现快速链路适配；使用混合自动重複请求HARQ) 。介质访问控制(MAC)调度功能转移到Node-B上 。HSDPA无线帧(在WCDMA结构中实际是子帧)长2ms，相当于定义的三个WCDMA时隙 。一个10msWCDMA帧中有五个HSDPA子帧 。用户数据传输可以在更短的时长内分配给一条或多条物理信道 。从而允许网路在时域及在码域中重新调节其资源配置 。3.2.1下行传输信道编码HS-DSCH从WCDMA R99引入的下行共享信道(DSCH)演变而来，允许在时间上复用不同的用户传输 。为有效实现更高的数据速率和更高的频谱效率，DSCH中的快速功率控制和可变展宽係数在R5中被代之以HS-DSCH上的短分组长度、多码操作和AMC以及HARQ等技术 。根据R99 1/3增强编码器，信道编码一直採用1/3速率 。但是，根据两阶段HARQ速率匹配流程中套用的参数，有效的码速率会变化 。在这一过程中，信道编码器输出上的位数与HS-DSCH上映射的HS-PDSCH的总位数相匹配 。HARQ功能通过冗余版本(RV)参数控制 。输出上确切的位集取决于输入位数、输出位数和RV参数 。在使用一个以上的HS-PDSCH时，物理信道分段功能在不同物理信道之间划分比特位 。它对每条物理信道单独进行交织 。HSDPA採用正交相移键控调製(WCDMA中规定的技术)，在无线电条件良好时，採用16正交幅度调製(16QAM) 。3.2.2下行物理信道结构物理信道的第一个时隙承载HS-PDSCH接收的关键信息，如信道化代码集和调製方案 。在收到第一个时隙后，UE只有一个时隙解码信息，準备接收HS-PDSCH 。映射到一个HS-DSCH上的HS-PDSCHs(或码信道)数量可能会在1-15之间明显变化 。它使用正交可变展宽係数(OVSF)代码 。多码数量和从给定HS-DSCH上映射的HS-PDSCH的相应偏置信息在HS-SCCH上传送 。偏置(0)时的多码(P)分配如下：Cch，16，0…Cch，16，O+P-1 。第二个时隙和第三个时隙承载HS-DSCH信道编码信息，如传输码组长度、HARQ信息、RV和星座版本及新的数据指示符 。使用16位UE标识涵盖三个时隙的数据 。3.2.3自适应调製和编码链路适配是HSDPA改善数据吞吐量的一种重要途径 。採用的技术是自适应调製和编码(AMC) 。AMC是根据无线信道变化选择合适的调製和编码方式，网路侧根据用户瞬时信道质量状况和资源选择最合适的下行链路调製和编码方式，使用户达到儘量高的数据吞吐率 。在每个用户传输过程中，把系统的调製编码方案与平均信道条件相匹配 。传输的信号功率在子帧周期期间保持不变，它改变调製和编码格式，以与当前收到的信号质量或信号条件相匹配 。在这种情况下，BTS附近地区的用户一般会配置速率较高的高阶调製(例如，有效码速率为O.89的16QAM)，但随着距BTS的距离增大，调製阶和码速率将下降 。如前所述，可以採用1/3码速增强编码，通过各种速率匹配参数获得不同的有效码速率 。3.2.4混合ARQ混合自动重複请求(HARQ)技术把前馈纠错(FEC)和ARQ方法结合在一起，保存以前尝试失败中的信息，用于未来解码中 。HARQ是一种暗示链路适配技术 。AMC採用明示的C/I或类似措施，设定调製和编码格式，而HARQ则採用链路层确认制定重传决策 。从另一个角度讲，AMC提供了粗数据速率选择，而HARQ则根据信道条件提供数据速率微调功能 。HARQ的重传依据ACK/NACK回报，该回报是基于1bit的信号快速且频繁地传送的，而不像过去ARQ以封包的方式（如Status Report）回传 。HARQ功能在MAC层上实现，因此大大降低了数据的传输时延；在一个重传过程中，重传的数据与缓冲器中的数据合併，能够有效地提高编码效率，减少了重複传输，从而提高了系统的平均吞吐量 。3.2.5分组调度功能除信道编码及物理层和传输层变化外，HSDPA还实现了另一个变化，以支持快速传送分组 。它把分组调试功能从网路控制器移到了Node-B(BTS)中的MAC层 。分组调度算法考虑无线信道条件(根据涉及的所有UE的CQI)和传输到不同用户的数据数量 。3.3.技术表现3.3.1.传输通过实施若干快速而複杂的信道控制机制，包括物理层短帧、自适应编码调製（AMC）、快速混合自动重传技术（Hybrid-ARQ）和快速调度技术，HSDPA使峰值数据传输速率达到10 Mbps，改善了最终用户使用数据下载服务的体验，缩短了连线与应答的时间 。更为重要的是，HSDPA使分区数据吞吐量增加了三至五倍，这便可以在不占用更多网路资源的基础上大幅度增加用户数量 。3.3.2.支持服务质量水平控制HSDPA较高的吞吐量和峰值数据传输速率有助于激励和促进WCDMA所不支持的数据密集型套用的发展 。事实上，HSDPA可以更加有效地实施由3GPP标準化的服务质量水平（QoS）控制，通信网路可以更加智慧型地对不同优先权的套用与服务进行排序与资源调拨，首先保证话音通信的质量，其次保证对于实时性要求较高的套用的数据传输需求如实时视频、网路游戏等，而网页浏览、下载等套用的数据传输则可以设定为较低的优先权 。通过这样的QoS管理，HSDPA可以根据用户业务的需求，做不同的网路安排并进行网路容量分配，更有效地支持和管理多种多样的实时高速数据传输业务 。3.3.3.后向兼容，无缝建设HSDPA的另一个重要优点是WCDMA R99的后向兼容性，运营商可以根据网路建设发展的需要进行逐级部署，而不会对现有的WCDMA用户造成影响 。3.3.4.低成本网路部署此外，运营商还将体验到HSDPA的低成本所带来强大的竞争优势 。由于HSDPA网路建设所带来的成本主要用于基站（Node Bs 或 BTS）和无线网路控制系统（RNC）的软/硬体升级，因此HSDPA的部署具备很高的性价比 。事实上，在用户密度高、用户数据处理量大的城市环境中，通过HSDPA网路传输1兆位元组的数据成本只需3美分，而WCDMA网路则需要7美分 。以较低的用户成本支持广泛的多媒体套用、服务内容和诱人功能的能力可以使早期採用该技术的运营商脱颖于其他竞争对手，增加已有用户的业务量和新用户的数量，提高数据市场占有率和盈利能力 。前景分析目前的3G系统在容量、速率和成本方面都不足以支持包月的移动网际网路业务，迫切需要高容量、低成本的HSDPA 。而HSDPA能否成功的关键是看其能否满足包月移动网际网路的业务的需求 。HSDPA移动网际网路业务已经超出蜂窝行动电话数据业务进入宽频无线接入市场，套用对象包括PDA和笔记本电脑 。大多数WCDMA厂商都在积极参与HSDPA技术的探讨和设备的研发，不少厂家已经实验室实验，系统集成测试，开始进入场地测试 。一般认为HSDPA将在2006年开始商业部署 。数据传输的成本定义为网路运营成本和资本折旧的总合 。网路开销在很大程度上决定于基站的总体分区吞吐量 。假定每个基站的成本一定的话，那幺通过一个基站传输的数据量越大，传送每兆位元组数据的成本就越低 。与EDGE和WCDMA相比，HSDPA在频谱效率方面的改进降低了每个兆比特数据的传输成本，成本从使用EDGE时的大约11美分每MB下降到使用HSDPA后的不到3美分每MB 。这样以来，运营商就可以以较低的价格向更广大的用户群提供内容更广泛的服务 。运营商採用HSDPA来搭建无线网路，可以在网路潜力较低的情况下提供更大的分区和用户数据处理量，而数据传输能力的改进可以使运营商为用户提供更多的具有更强吸引力、内容更丰富的新服务和新套用，并满足消费者对视频点播、音频点播、图像/视频简讯和基于位置的服务等内容丰富的媒体业务的日益高涨的需求 。HSDPA技术的频谱效率优势可以使运营商以较低的成本提供这类服务，给用户带来优于传统技术的体验 。HSDPA的引进还可为运营商开闢新的业务门类：运营商可以进一步考虑企业和消费群体膝上型电脑高速接入、电缆和数字用户线路（DSL）无法达到的地区的固定无线宽频接入等等 。4.1.发展随着均等化和先进的多入多出（MIMO）等新功能和新技术的引进，可以预见，HSDPA性能将继续改进和提高 。前面所述HSDPA的各种优点之所以适用于下行链路，是因为人们所期待的3G数据业务在初始阶段大部分要靠下行链路驱动，如流媒体观看、套用和内容下载等等 。HSDPA的新版本将包括对上行链路进行强化，这被称作增强的上行链路（EUL） 。EUL的标準化正在进行之中，将在2004年12月份完成 。上行链路分区的吞吐量提高50%到70% 。用户分组时延减少20%到55% 。用户分组呼叫吞吐量增加50% 。4.2.影响高速下行分组接入，即HSDPA（High Speed Download Packet Access）是基于WCDMA的移动宽频解决方案，在WCDMA的无线接入部分增加相应基带处理功能，即可将WCDMA系统下行速率大幅度提升，峰值速率可达14Mb/s，同时增加系统容量并大大降低时延 。4.2.1.3G时代截至2004年底，全球移动用户数已达到17亿，其中75%为GSM用户，在全球26个国家和地区中的60个3G/WCDMA网路已经商用，用户数超过1600万 。