高速下行鏈路分組接入

高速下行鏈路分組接入（HSDPA，High Speed Downlink Packet Access）是R5規範中包含的關鍵新特性，是一些無線增強技術的集合，利用HSDPA技術可以在現有技術的基礎上使下行數據峰值速率有很大的提高。HSDPA技術同時適用於WCDMA FDD、UTRA TDD和 TD-SCDMA三種不同模式。在不同系統中的實現方式是十分相似的。

中文名稱	高速下行鏈路分組接入
英文名稱	highspeed downlink packet access;HSDPA
定　　義	第三代移動通信系統(3G)空中接口的一個增強技術，它可以在不改變WCDMA網路結構的情況下，把下行數據業務速率提高到14.4Mb/s。
套用學科	通信科技（一級學科），移動通信（二級學科）

基本介紹

• 中文名：高速下行鏈路分組接入
• 外文名：High Speed Downlink Packet Access
• 簡稱：HSDPA
• 適用模式：WCDMA FDD、UTRA TDD和 TD-SCDMA
• 技術演進：三個階段

基本概念

從技術角度來看，HSDPA 主要是通過引入高速下行共享信道（HS-DSCH）增強空中接口，並在UTRAN 中增加相應的功能實體來完成的。從底層來看，主要是引入自適應調製編碼（AMC）和 HARQ（混合 ARQ）技術來增加數據吞吐量。從整體構架上來看，主要是增強Node B 的處理功能，在Node B 的MAC層中引入一個新的MAC-hs 實體，專門完成HS-DSCH的相關參數和HARQ協定等相關處理，在高層和接口加入相關操作信令。

HSDPA技術演進

3GPP描述了HSDPA的三個發展階段：基本型HSDPA、增強型HSDPA、新空中接口。

1、第一階段—基本型HSDPA

HSDPA第一階段的功能是由3GPP R5規定的，其目標是實現 10.8Mbit/s 的峰值速率。HSDPA通過碼分多址復用技術與3GPP R99 規範使用的信道，共享成對頻率波段。與 3GPP R99 規範相比，HSDPA第一階段的主要變化在於：增加了3個新的物理信道、HS-PDSCH 使用自適應調製（QPSK/16QAM）和 Turbo 編碼技術、引入一個新的MAC實體MAC-hs 來控制HS-DSCH、HARQ協定。

2、第二階段—增強型HSDPA

HSDPA 第二階段的功能由3GPP R6 規範定義，其目標是將峰值數據率提高到30Mbit/s 左右。為了進一步改進 HSDPA 的覆蓋範圍、系統輸出和頻譜效率，需要使用各種新型多天線傳輸技術，其中有些技術已經包括在3GPP R5規範之中，而另外一些技術仍在3GPP的研究之中，有可能出現在3GPP R6及以後的規範中。

HSDPA第二階段主要使用了天線波束賦形技術、發射分集和空時編碼、多入多出（MIMO）系統三種多天線傳輸技術。

3、第三階段—新空中接口

為實現更高的平均速率，HSDPA 技術將進一步和 OFDM、MIMO 等結合，以提供更高的速率。空中接口決定系統的性能和複雜性，因此它的選擇對於提高網路的容量和速率非常關鍵。HSDPA 第三階段的目標是提供 100Mbit/s～1Gbit/s的速率，這就需要額外的頻譜和改進的信號處理技術，其中主要包括改進的信號處理技術、選擇OFDM作為OFDMA使用的主要技術等方面。

HSDPA 的關鍵技術

自適應編碼調製（AMC）

AMC 就是在傳統系統固定調製和編碼方式的基礎上，引入更高的編碼速率和更高階調製方式等自適應技術，使系統能夠通過改變編碼方式和調製等級對鏈路變化進行自適應跟蹤。AMC主要優點有：處於有利位置的用戶可以得到更高的數據速率，提高小區平均吞吐量；鏈路自適應基於改變調製編碼方案代替改變發射功率，以減小衝突。

混合自動重傳請求（HARQ）

所謂自動重傳請求（ARQ）就是一次數據傳輸失敗時要求重傳的一種傳輸機制。ARQ包括：停等方式（SW，Stop and Wait）重傳、後退N（GBN，Go Back N）步方式重傳、選擇（SR，Selective Repeat）方式重傳、N信道AW方式重傳。

快速分組調度算法

調度算法控制著共享資源的分配，在很大程度上決定了整個系統的行為。分組調度算法的衡量指標是系統效率和服務公平性。分組調度算法有Round Robin 算法、最大C/I 算法以及公平算法。

Round Robin 算法採用輪詢式調度而不考慮信道條件，它屬於盲算法，只是簡單地在用戶之間均勻地分配無線資源，具有最高的公平性；最大 C/I 算法也可以稱為最高性能調度算法，因為採用該算法可以使小區獲得最高的吞吐量；公平算法分為公平吞吐量算法、公平時間算法和公平功率算法。

快速鏈路調整技術

數據業務與話音業務具有不同的業務特性。話音通信系統通常採用功率控制技術來抵消信道衰落對於系統的影響，以獲得相對穩定的速率，而數據業務相對可以容忍延時，可以容忍速率的短時變化。因此 HSDPA 不是試圖去對信道狀況進行改善，而是根據信道情況採用相應的速率。由於 HS-DSCH 每隔2ms 就更新一次信道狀況信息，因此，鏈路層調整單元可以快速跟蹤信道變化情況，並通過採用不同的編碼調製方案來實現速率的調整。

快速蜂窩選擇

FCS是為HSDPA而推薦使用的。使用FCS，UE能指示一個最好的小區用於下行鏈路。確定“最好的”蜂窩不僅要基於無線信號傳播的條件，還要考慮在激活集中小區的功率和碼字空間的資源。一般而言，同時有很多小區處於激活集，但只有最適合的小區基站允許傳送，這樣可以降低干擾提高系統容量。

MIMO技術

多入多出（MIMO）系統是在傳送和接收端同時使用多天線，這樣相對於只在傳送端使用多個天線有更多好處。在MIMO系統中，通過碼復用技術可以使峰值吞吐量得到提高。