R4網絡雖能提供達到384kbit/s的峰值速率，但小區容量比較有限（最多7個用戶同時使用）。無論從業務速率還是質量上來講，與目前比較普及的WLAN、藍牙等無線接入技術相比均有較大的差距。HSDPA（高速下行分組接入）的引入就是為了進一步提升3G網絡的數據業務能力，使用戶在移動環境中享受更高的業務質量。與R4網絡相比，在峰值速率、吞吐量、業務時延、每比特投資等方面都有明顯的提高

　　HSDPA標準提出3GPP的R5版本，是對R4無線網絡的平滑演進，并不影響R4核心網和已有的業務定義。HSDPA主要通過下行共享傳輸信道、快速鏈路適配自適應調制編碼、混合自動重傳(HARQ)和快速調度等關鍵技術提高網絡的下行分組接入速率，減少下行分組傳送延遲，適合于交互類、背景類業務以及流媒體類業務。

　　HSDPA網絡設備在2005年由主流的設備廠商陸續推出，經過國內外運營商的實驗室和預商用測試，在2006年已有美國和歐洲的運營商部署了HSDPA商用網絡。終端設備相對比較滯后，手機產品不多，但卡類產品發展迅速。目前的終端雖大多只能提供1.8Mbit/s下行速率，但也已大大超過了R4網絡的峰值速率。

　　HSDPA技術從一出現就受到運營商的廣泛關注，運營商期望通過部署網絡能給用戶提供更高質量的業務。但同時也需注意到，部署HSDPA網絡時，在處理HSDPA與R4網絡的共存、部署時機、載頻使用、覆蓋范圍等方面需深入而全面的考慮。

一、HSDPA技術特點

　　HSDPA網絡與R4網絡的主要區別在于無線網。HSDPA基站新增了一些關鍵技術提高下行速率，如原有的R4基站在產品設計時沒有考慮演進到HSDPA，設備可能需要更換硬件升級。RNC的改進多可通過軟件升級實現，相對比較容易。另外，由于HSDPA的數據吞吐量非常高，傳輸網絡、傳輸設備的接口等都可能會隨之改進。核心網分組域只有非常少的改動，主要集中在分組域，分組域設備應具備滿足HSDPA業務要求的數據轉發速率和QoS體系應包括HSDPA業務。

　　HSDPA終端和R4終端也有明顯的區別。原有的R4終端不能再接入到HSDPA網絡，而HSDPA終端則具備向下兼容的能力，可接入到R4網絡。

　　從HSDPA的協議結構來看，主要在基站新增了MAC-hs實體，完成基站和UE之間的快速功率控制，進行調制和編碼方式選擇、快速調度、HARQ等。具體如圖1所示。

　　下面重點分析基站和終端的功能變化。

　　*基站改進

　　基站新增功能包括接收到分組包后進行調度和緩存，支持H-ARQ重傳，對上行反饋信息進行解碼，對SRNC的流量進行控制等。如圖2所示。

　　*終端改進

　　終端新增功能包括新增支持16QAM解調方式，支持ARQ重傳、軟緩存器和合并器，支持快速上行反饋和編碼等。如圖3所示。

二、技術特點

　　1.新增信道

　　HSDPA引入三種新的信道。

　　(1)HS-DSCH(高速數據共享信道)，下行鏈路，負責傳輸用戶數據，映射為物理層的HS-PDSCH（高速物理數據共享信道）。

　　(2)HS-SCCH(高速共享控制信道)，下行鏈路，負責傳輸對HS-DSCH信道解碼所必須的控制信息的物理層控制信道。

　　(3)HS-DPCCH(高速專用物理控制信道)，上行鏈路，負責傳輸必要的控制信息，主要是對ARQ的響應以及下行鏈路質量的反饋信息。

　　其中，HS-DSCH信道的共享方式有兩種：最基本的方式是時分復用，即按時間段分給不同的用戶使用，這樣HS-DSCH信道碼每次只分配給一個用戶使用；另一種就是碼分復用，在碼資源有限的情況下，同一時刻，多個用戶可以同時傳輸數據。

　　2.高階調制

　　HS-DSCH除了支持R4中使用的QPSK調制方式外，還支持使用16QAM調制方式。16QAM可以達到比QPSK高一倍的峰值速率，對抗干擾性能比QPSK好，通過在信道條件好的環境采用16QAM調制方式，系統可以提供更高的數據速率，更加有效地利用帶寬。

　　3.更短的時間間隔

　　與R4的10ms、15時隙的無線幀相比，HSDPA的時間間隔是2ms、3時隙。這意味著HSDPA的信道碼也可以每2ms進行一次動態分配，這極大地提高了鏈路適配性能和無線信道調度效率。

　　4.快速鏈路適配

　　更短的時間間隔使HSDPA系統可以監測瞬間的無線信道變化情況，如路徑損耗、陰影效應、快衰落、干擾變化等。調整傳輸參數，并在信道允許的條件下采用高階調制方式，以這種方式處理短時間內數據速率變化的業務比R4的功率控制方式更為有效。

　　5.快速調度

　　快速調度性能決定了在給定時間內共享信道給哪個用戶使用，其目的是將信道資源用于無線條件最好的用戶。調度可以根據無線信道質量來分配，可以采用的調度算法有三種。

　　＊輪詢：不考慮信道條件，周期性地給用戶分配信道，該方式簡單，但導致系統性能差。

　　＊最大C/I：給信道條件最好的用戶分配信道，該方式的系統吞吐率和效率都很高，但是對用戶來講不是一種公平的算法。

　　＊均衡公平：給信道條件相對較好（如C/I，時延，平均速率等）的用戶，保持相對較高的吞吐率，對用戶來講相對公平。

　　實際應用中，多采用均衡公平算法，達到小區吞吐率和用戶公平性的折衷。實現在更好地使用信道條件的同時，確保為所有用戶提供有保證的最低速率。

　　6.快速混合自動重傳請求

　　利用快速混合自動重傳請求(FastHybridARQ)性能，用戶在解碼前能夠快速請求丟失的信息和合并信息（軟合并方式），提高容錯能力。快速重傳錯誤的數據包可以有效減少空中接口的往返延遲，終端通過接收的數據包的分集合并可以提高解碼性能。

三、HSDPA網絡部署

　　到目前為止，HSDPA在國外已有一定規模的商用，網絡和終端都已比較成熟。國內運營商如果明年開始建網，應該說已具備商用部署條件。

　　HSDPA的部署是在3G網絡建設的初期還是后期引入，采用獨立載頻還是與R4共用同一載頻，網絡的覆蓋區域和選網如何考慮，是運營商關心的幾個主要問題。

　　1.初期部署

　　豐富的數據業務是3G的優勢所在。數據業務的使用一般會占用比較高的系統資源，如R4單小區最高只能同時支持7個384kbit/s的用戶。在一些真正需求高速數據業務的區域，這樣的系統容量顯然不能滿足。如果在這些區域引入HSDPA，利用其較高的頻譜效率，不僅可以提高系統容量和數據吞吐率，同時也能降低數據業務的時延，改善用戶業務體驗。假設國內運營商2007年開始建設3G網絡，HSDPA系統及終端已比較成熟，完全可以在建網初期就選擇高起點的HSDPA，這樣既有利于業務競爭也有利于保護投資。

　　2.同一載頻

　　HSDPA頻譜的使用策略，首先取決于運營商得到的可用的3G頻譜。如頻譜只支持一個3G載頻，那么HSDPA網絡只能與R4共載頻使用。如支持多個載頻，則可以選擇與R4共載頻或獨立使用一個載頻兩種方式建網。共載頻方式網絡部署成本較低，無需增加新載頻相關系統硬件，相比R4網絡能提供更高的系統吞吐量，但也應注意到，同一載頻組網時，HSDPA業務會占用系統的碼資源、功率等，會影響R4的已有業務。在兼顧已有業務的情況下，HSDPA會受到碼資源、功率等方面的限制，系統本身很難在吞吐量和容量等方面達到最佳性能。所以，這就要求HSDPA網絡規劃既充分考慮HSDPA業務和R4業務的共存，又要充分考慮R4已有業務對頻率的利用率和未來業務的擴展性，對HSDPA和R4網絡統一進行業務和網絡規劃。獨立組網方式相對規劃簡單，碼資源利用效率比較高，但需新增載頻，帶來新的投資。

　　在3G業務初期，業務量不是非常飽滿的情況下，可考慮采用共載頻方式，既滿足了數據業務量大的地區要求，又能節省新增載頻的投資。在業務發展期，考慮增加第二載頻，同時承擔R4和HSDPA業務，做到負荷分擔。當數據需求進一步擴大時，第二載波可專用于HSDPA。

　　3.區域覆蓋

　　HSDPA網絡的覆蓋有兩種選擇，一種是和R4網絡1:1疊加的HSDPA覆蓋，另一種是區域的、非連續的HSDPA覆蓋。

　　一般情況下，考慮到HSDPA網是R4網絡的平滑演進。在運營初期，數據業務，尤其是高速數據業務的需求相對不是非常迫切，再考慮到投資回報等因素，運營商往往會采用有重點、有目標的區域覆蓋HSDPA的方式。主要的目標區域是數據業務需求較大的辦公樓、機場、賓館、車站、高級住宅區、商務區等室內區域以及一些話音業務高的潛在的會成為高數據業務需求區域的熱點區、風景區等。疊加區域可以是R4的單站，也可以是一個區域內的小區。在HSDPA用戶選網時，若無HSDPA小區，自動選擇R4小區；若有HSDPA小區，通過設置小區選擇的門限，使用戶優先選擇HSDPA小區。當用戶使用業務過程中，離開HSDPA小區時，通過HSDPA的切換流程，又能切換到R4小區，保證業務使用的連續性。

　　HSDPA的覆蓋具體采用哪種方式，由運營商根據實際需求確定。很明顯，后一種區域的、非連續的HSDPA覆蓋網絡，既基本保證了重點區域的高速數據業務，又大大節省了初期的網絡建設投入，成為大多數運營商初期建網的首選。

四、總結

　　HSDPA在下行數據速率、小區吞吐率、每比特的投資等方面的優勢，已經成為3G建網的重要組成部分。希望國內建設3G業務初期就考慮建設HSDPA網絡。

　　HSDPA網絡帶來吸引力的同時，也不得不面對諸如：如何與R4網絡及業務共存；如何對HSDPA網絡進行規劃和優化；如何盡快開發高速數據新業務等亟需解決的課題。