到2006年4月，全球行动电话用户数已超过23亿，其中79％为GSM用户。同时，全球93个商用3G (WCDMA)网路的总用户数超过6100万，而且3G的用户及市场正以比GSM成长更快的速度茁壮中。

WCDMA不只是成长快速，让网路速度可以进一步升级的下一阶段技术HSDPA也已同时上场，成为业界下一步关注的焦点，成为许多系统业者取得3G市场领先优势的最新武器。全球不论是已经商用3G(WCDMA)或是正准备推出3G (WCDMA)的系统业者，都对HSDPA表现出极大的兴趣，且已陆续开始推出HSDPA的商用服务。

美国最大的电信业者Cingular在成功并购了AT&T Wireless之后，于2005年12月将HSDPA投入商用，成为全球领先将HSDPA的系统商用化的业者。其他知名的行动系统业者包括Vodafone、西班牙电信等也积极地跟进，纷纷开始了HSDPA的商用进程。

GSM Suppliers Association在2006年5月的研究显示， 全球已有93个电信业者推出3G/WCDMA的服务，同时已有23个国家建设了30个HSDPA网路。

HSDPA成3G 电信业者必然选择

HSDPA是以现有WCDMA 网路为基础的系统升级，引入HSDPA只需要在WCDMA无线网路部分作升级，将WCDMA下行速率从384Kbps提升到14.4Mbps，而整个网路架构及整个核心网路都保持不变。另一方面，HSDPA将继续使用WCDMA的频率而不需要单独的载频。 HSDPA不但有效地保护了电信业者的投资成本，还大大增加了业务范围，将可提升ARPU值。

最近的调查显示，2000个HSDPA网路用户所传递的数据资料量相当于35万个GSM网路用户的总数据资料传输量，这样的效能表现让所有的电信业者都眼睛为之一亮。所以说HSDPA是3G/WCDMA电信业者采取的一种既具有前瞻性又具有保护作用的发展策略，是其未来发展的必然选择。

无线通讯产业的革命性发展

从消费需求角度看，HSDPA是无线通讯和宽频结合的产物，使得手机成为真正的无线宽频的沟通工具。消费者将可以是用比家中ADSL固网更快的服务，而且不限时地、只要有无限宽频服务的连结，就可以随时用手机查看或传送资料。

随着消费者对有线宽频（ADSL）、有线局部区域网路（LAN）和无线局部区域网路（WLAN）的使用和倚赖，用户对行动宽频的需求越来越大。同时在3G时代以视讯为主的多媒体业务，例如行动电视、音乐电视及电影短片的下载、具有3D效果的互动式多方游戏、大容量邮件的传递等，在超高速3G网路的承载下会达到更好的效果。而HSDPA正满足了用户这种需求，不但使用户可以在不限时地的情况下可以享受到与固网宽频相当甚至更好的服务体验，并为用户提供范围更广的漫游功能。

行动宽频业务对业务收入的影响

《图一 行动宽带业务对业务收入的影响》

如(图一)所示，对于行动电信业者而言，引入HSDPA的划时代意义在于：HSDPA为行动业务的拓展提供了广阔的空间，并将改变行动业务收入架构，使目前行动业务中以语音服务收入为主转为以行动数位加值服务收入为主。

HSDPA的商业应用与发展

全球WCDMA商用网路的设备和服务供应商，无不集中力量在HSDPA领域发展：2004年6月HSDPA系统端到端测试就已经成功；在2004年10月举办的中国国际通信设备技术展览会( PT Expo)上，HSDPA技术的第一阶段系统传输速率达到了4.9 Mbps。这是电信业界首次在公开的电信展上现场展示针对商用产品、并能以无线模式营运的HSDPA系统。

2005年2月在法国坎城举行的3GSM大会上，第二阶段HSDPA 11Mbps的高速数据下载以及行动媒体​​应用也告完成，且可支援14Mbps的最高速率。 2005年10月中国国际通信设备技术展览会上，商用电信设备及商用PC卡为基础的HSDPA实测、及以HSDPA/Enhanced Uplink（增强型上行链路）技术为基础的视讯VoIP通话等技术也在现场成功展示。

2006年4月在美国举行的CTIA2006无线大会上，全球第一个以MIMO（多重输入－多重输出）技术为基础的HSDPA技术亦成功展示在世人面前，下行数据传输速率高达28Mbps。 HSDPA的技术演进正在快速发展当中。

支持HSDPA商业化进程

HSDPA真正的商用化阶段已经开始，目前的行动网路产品已经开始全面支援大规模的商用需求。 WCDMA无线系统建立在统一的3G平台之上，并具有向HSDPA/Enhanced Uplink(增强上行)平顺升级的能力。 WCDMA/HSDPA行动通讯网路解决方案仅需要软体升级和容量升级、支持QPSK和16QAM两种调制方式、以及支援快速动态功率分配的特性，使得过去5年推出市场的所有WCDMA 基地台，都可以很容易升级到HSDPA/增强上行网路。

《图二 HSDPA商用化简单架构》

HSDPA技术本身的特点适应行动通讯市场竞争发展的需要，众多电信业者已经开始进行商用的准备，各设备厂商和终端厂商也纷纷加码投入表示支持。

HSDPA的技术特点

HSDPA是WCDMA的演进技术，在3GPP R5版本中提出。采用HSDPA技术，WCDMA无线系统下行速率最高可达14.4Mbps，系统容量增加2～3倍，时延大大降低。 HSDPA具有如（图三）所示的优势：

《图三 3GPP各版本的带宽及性能示意图》

如(图三)所示， HSDPA藉由：（1）改善网路的延迟时间( latency : 3GPP R99/150ms  3GPP R5/75ms ) ；（2）增加手机估测下行无线通道的能力CQI （channel quality indicator）；（3）让系统能将剩余资源做最有效的调配以达到增加传输速率的结果 将下行尖峰资料传输率提高到14 Mbps等方式，达到效率提升的目的。

更深入来说，HSDPA 系统做了以下的改善，让使用者感受到增加5～10倍的传输速度：

时间相关的改变

更短的时间间隔（TTI）

共用原始码中的通道码每2毫秒便进行一次动态分配，如此短的时间间隔就减少了环路时间（RTT），大大地提高了链路适配的性能（如图四）。

《图四 减少环路时间示意图》

快速链路适配

快速链路适配性能体现在系统根据瞬间变化的无线环境调整传输参数，并在通道条件允许的条件下，采用高阶调制方式。以这种方式处理短时间内资料速率变化的业务，比功率控制方式更有效。 WCDMA使用功率控制来补偿下行连结的瞬间无线电波道条件的差异与变化。原则上，功率控制将基地台所有功率的较大部份，分配给通道条件较差的通讯连结。尽管无线电波道条件有所差异，但这种方法，可以让所有通讯连结有相似的服务品质。同时，将无线电资源分配给通道条件较好的通讯连结，前者的使用效率会更高。因此，由全系统输出量的观点而言，功率控制不是分派资源最有效率的方法（如图五）。

《图五 快速链路适配示意图》

资源调配相关的改变

高阶调制

3GPP R99中规定了QPSK调制方式用于下行传输, 除了QPSK，HS-DSCH还可以使用16QAM调制方式进行提供更高的资料速率，并且更加有效地利用带宽（如图六）。

《图六 资源高阶调制示意图》

快速动态功率分发

快速动态功率分发是透过动态模式将功率资源最有效利用、进而达到节省网路综合成本的目的。

《图七 快速动态功率分发示意图》

共用通道传输

HS-DSCH系属共用通道传输，这是指在一个基地台内的某些通道码与传输功率是共用资源，让使用者于时间域与编码域内，动态共用该资源。

比起目前专用通道的用法（WCDMA 3GPP第99版），共用通道传输能使WCDMA可用的编码与功率资源，做更有效的运用。

HS-DSCH所对照的共用编码资源至多使用15个码。展频因数（SF）固定在16（如图八）。实际上使用的数字要视终端机∕系统、业者设定与系统容量所支援的编码个数决定。

《图八 HS-DSCH编码与时间结构》

快速排程

快速排程的功能，是用来决定在任何时间点共用通道传输应该指派到哪一个使用者设备（UE），其目的是对有较佳无线电条件的使用者传送（如图九）。

《图九 对有较佳无线电条件的用户传送》

排程管理决定HSDPA的整体效能。对于每个TTI，排程管理决定应该将HS-DSCH传送给哪一个使用者，并且与连结调适机制合作，决定调变的种类与应该使用多少编码。如此可得终端使用者的实际位元率。使用通道状态排程，而非循序分派无线电资源给各使用者（循环式排程），可以显著增加通讯容量。通道状态排程的目标是传送给有较佳瞬间时通道状态的使用者。藉由传送给较佳状态的使用者所得的增益称为多使用者变异。

快速混合式自动请求重发

UE可以快速要求重新传输遗失的资料，将原本传输的资讯与较迟传输的资讯结合，再尝试解码讯息。这个方法称为软结合，可以增加容量及稳定性。当资料在接收端遗失时，负确认（NACK）回应会送出。当接收的资料是正确时，确认（ACK）回应会送出（如图十）。

《图十 快速请求重发遗失数据》

模拟显示,在一个轻负载的系统,HSDPA可以减少下载大档案的时间达20倍(如图十一)。

《图十一 在不同的WCDMA数据速率下档案下载的效能 》

另外HSDPA的好处是较大的系统容量。实验证明HSDPA 容量的总增益较WCDMA 3GPP第99版大2到3倍（如图十二）。

《图十二 HSDPA所改善的效能》

结论：机会与挑战并存

HSDPA所提供的高速数据下载性能，不但为电信业者带来无限商机，同时也将带动电信产业线上的各个环节的全面发展，包括设备供应商、手机暨其他行动终端设备制造商和内容提供商等等。目前包括各大厂商纷纷推出HSDPA网路设备，终端和晶片制造商也陆续推出支援HSDPA的产品。

从商用的角度看，用于HSDPA的首批终端，将是易于安装和使用的HSDPA PC卡，并与笔记型电脑配合使用，下行速率在1.8Mbps左右，上行速率为384Kbps，用户可随时随地透过笔记型电脑实现高速存取效能。今年2006年HSDPA商用化将进入第二阶段，下行速率将进一步提升，除了新一代的PC卡终端外，HSDPA也将被引入到智慧型手机，且HSDPA将最终被整合到笔记型电脑当中。

HSDPA给产业链上各个环节提供机遇的同时，相对也带来了挑战。由于HSDPA提供高速数据下载的新型态业务，原有WCDMA商业模型需要更新改进，从而整体网路规划建设，包括语音业务模型、容量建设、业务整合、终端标准化、收费策略等各层面都将受到影响。面对着既是机遇又是挑战的关键点，电信业者在决策之际，势必要选择能顺应时势的最佳合作伙伴。 （作者为台湾易利信产品经理）

延 伸 阅 读

与UMTS的Release99和Release4技术相比，HSDPA在下行链路上，采用了新的面向分组资料业务的共用传输通道(HS-DSCH)，以及一整套有助于提高频谱效率的机制，如动态自适应编码与调制、快速调度与自动重传等；HSDPA与R99和R4完全相容，其业务可以共存于同一个5MHz载波上。相关介绍请见「成熟技术助推HSDPA商用化」一文。 测试工程师们已经完成了GSM和Release 99之间的桥接，而且一些人正在尝试将HSDPA视为一种「更加快速的Release 99」。尽管两者之间有着本质上的不同，但还是十分有必要将其进行对比。你可在「高速下行分组接入测试」一文中得到进一步的介绍。 HSDPA由于其技术特性，能够在基地台近点提供较大的流量，与R99相比有着明显的优势。根据本文对HSDPA的流量与覆盖的研究，可以得到HSDPA业务的使用策略和组网方案，通过完备的系统设备升​​级方案，发挥HSDPA业务与传统的DCH PS业务优势互补，量身打造不同实际环境下的WCDMA精品网络。在「HSDPA流量和覆盖研究」一文为你做了相关的评析。

市场动态

Evolium多标准基地台中每块BB板即可以提供10Mbit/s~ 20Mbit/s的 HSDPA吞吐量，为多达6个小区同时提供HSDPA服务。发射单元TEU，也具备了支援HSDPA QPSK和16QAM调制的功能，并改善了功率放大器链路的线性度和提高了功放的效率。相关介绍请见「打造3G综合实力 全面发力蓄势以待」一文。 阿尔卡特宣布Orange 集团采用阿尔卡特无线接入解决方案部署的HSDPA一期专案已在巴黎地区开始业务试运。 Orange 集团在Issy-les-Moulineaux 和Boulogne-Billancourt两大主要城市的友好用户，将最先感受到真实的移动宽频网路业务测试，测试专案包括超高速互联网接入及视频剪辑高速下载。你可在「阿尔卡特与Orange进行HSDPA实地测试」一文中得到进一步的介绍。 需要实现HSDPA的额外的晶片速率处理功能，要求具有仅使用并行处理技术的性能，因此使用Xilinx FPGA是实现这些功能的理想器件。在早期的3GPP规范版本中，符号速率处理经常是由DSP实现的，但是，采用特有的硬体加速和嵌入式软硬体处理器内核，HS-SCCH处理要求的功能现在可以在Xilinx平台FPGA中有效实现。 在「HSDPA 参考设计」一文为你做了相关的评析。