一、HSDPA技術的產生動因
當時在3G的三大標準的角逐中，WCDMA商用在運營商的支持數量上取得了領先，但在其網絡所支持的數據速率上卻長期停留在理論上的384kbps水平。與此形成鮮明對照的是，在韓國、日本等國家實現商用的CDMA2000 1X EV-DO網絡系統上，已經實現了2.4Mbps的峰值速率，其寬帶接入服務能為客戶提供300kbps~500kbps平均下載速率，這足以與有線寬帶的速率相媲美。
比較而言，同為已經實現商用的3G網絡系統，面對現有的3G業務，WCDMA已經稍顯力不從心，在數據傳輸速率上的巨大落差，以及由此帶來的業務能力上的弱勢，自然使得WCDMA陣營不甘落后，必須尋找一種趕超CDMA2000 1X EV-DO的有力武器。
HSDPA（High Speed Downlink Packages Access，高速下行分組接入)技術是實現提高WCDMA網絡高速下行數據傳輸速率最為重要的技術，是3GPP在R5協議中為了滿足上下行數據業務不對稱的需求提出來的，它可以在不改變已經建設的WCDMA系統網絡結構的基礎上，大大提高用戶下行數據業務速率(理論最大值可達14.4Mbps)，該技術是WCDMA網絡建設中提高下行容量和數據業務速率的一種重要技術。
二、HSDPA技術及其新特點
為改善WCDMA系統性能，HSDPA在無線接口上作出了大量變化，這主要影響到物理層和傳輸層，這些主要變化表現如下表2所示。HSDPA無線幀(在WCDMA結構中實際是子幀)長2ms，相當于當前定義的三個WCDMA時隙。一個10ms WCDMA幀中有五個HSDPA子幀。用戶數據傳輸可以在更短的時長內分配給一條或多條物理信道。從而允許網絡在時域及在碼域中重新調節其資源配置。
表2：HSDPA對無線接口上作出的變化
1、下行傳輸信道編碼
HS-DSCH從WCDMA R99引入的下行共享信道(DSCH)演變而來，允許在時間上復用不同的用戶傳輸。為有效實現更高的數據速率和更高的頻譜效率，DSCH中的快速功率控制和可變展寬系數，在R5中被代之以HS-DSCH上的短分組長度、多碼操作和AMC以及HARQ等技術。
根據R99 1/3增強編碼器，信道編碼一直采用1/3速率。但是，根據兩階段HARQ速率匹配流程中應用的參數，有效的碼速率會變化。
在這一過程中，信道編碼器輸出上的位數與HS-DSCH上映射的HS-PDSCH的總位數相匹配。HARQ功能通過冗余版本(RV)參數控制。輸出上確切的位集取決于輸入位數、輸出位數和RV參數。在使用一個以上的HS-PDSCH時，物理信道分段功能在不同物理信道之間劃分比特位。它對每條物理信道單獨進行交織。
HSDPA采用正交相移鍵控調制(WCDMA中規定的技術)，在無線電條件良好時，采用16正交幅度調制(16QAM)。
2、下行物理信道結構
物理信道的第一個時隙承載HS-PDSCH接收的關鍵信息，如信道化代碼集和調制方案。在收到第一個時隙后，UE只有一個時隙解碼信息，準備接收HS-PDSCH。
映射到一個HS-DSCH上的HS-PDSCHs(或碼信道)數量可能會在1~15之間明顯變化。它使用正交可變展寬系數(OVSF)代碼。多碼數量和從給定HS-DSCH上映射的HS-PDSCH的相應偏置信息在HS-SCCH上傳送。偏置(0)時的多碼(P)分配如下：
Cch，16，0…Cch，16，O+P-1。第二個時隙和第三個時隙承載HS-DSCH信道編碼信息，如傳輸碼組長度、HARQ信息、RV和星座版本及新的數據指示符。使用16位UE標識涵蓋三個時隙的數據。
3、自適應調制和編碼
鏈路適配是HSDPA改善數據吞吐量的一種重要途徑。采用的技術是自適應調制和編碼(AMC)。在每個用戶傳輸過程中，把系統的調制編碼方案與平均信道條件相匹配。傳輸的信號功率在子幀周期期間保持不變，它改變調制和編碼格式，以與當前收到的信號質量或信號條件相匹配。在這種情況下，BTS附近地區的用戶一般會配置速率較高的高階調制(例如，有效碼速率為O.89的16QAM)，但隨著距BTS的距離增大，調制階和碼速率將下降。如前所述，可以采用1/3碼速增強編碼，通過各種速率匹配參數獲得不同的有效碼速率。
4、混合ARQ
混合自動重復請求(HARQ)技術把前饋糾錯(FEC)和ARQ方法結合在一起，保存以前嘗試失敗中的信息，用于未來解碼中。HARQ是一種暗示鏈路適配技術。AMC采用明示的C/I或類似措施，設置調制和編碼格式，而HARQ則采用鏈路層確認制定重傳決策。從另一個角度講，AMC提供了粗數據速率選擇，而HARQ則根據信道條件提供數據速率微調功能。
5、分組調度功能
除信道編碼及物理層和傳輸層變化外，HSDPA還實現了另一個變化，以支持快速傳送分組。它把分組調試功能從網絡控制器移到了Node-B(BTS)中的MAC層。分組調度算法考慮無線信道條件(根據涉及的所有UE的CQI)和傳輸到不同用戶的數據數量。
三、關于HSPA技術演進
1、3GPP的技術演進過程
3 GPP對HSPA的演進確定了下述3個階段：
第1階段：基本HSDPA（R5）
HSDPA（R5）引進一些新的基礎特性，包括：由控制信道支持的高速下行共享信道；自適應調制（QPSK與16QAM）和速率匹配；基站的共享媒體高速訪問控制（MAC-hs）。下行峰值速率可達10Mb/s以上。
第2階段：HSDPA+HSUPA（R6）
HSDPA+HSUPA(R6)將引入基于波束成形技術的智能天線和多輸入多輸出（MIMO）技術的天線陣列處理技術、增加了E-DCH信道，通過優化HSDPA使其峰值速率提高到30Mb/s，而高速上行分組接入（HSUPA，High Speed Uplink Packed Access）的峰值速率可達5.76Mb/s。HSUPA綜合干擾情況和基站處理資源狀態來調度上行UE的數據速率，提高上行專用傳輸信道性能；同時通過HARQ（Hybrid ARQ，混合自動重傳請求）提高空中接口的茁壯性。HSUPA的引入將使網絡在上、下行鏈路速率達到相對平衡，以利于開拓新業務。
第3階段：HSOPA（R7）
3GPP利用OFDM技術和64QAM調制使HSOPA（HSOPA，High Speed OFDM Packed Access，基于OFDM的高速分組接入）的峰值速率達到50Mb/s以上。采用的技術包括：結合更高調制方案和陣列處理的正交頻分復用（OFDM）物理層；具有快速調度算法的MAC-hs/OFDM，根據空中接口質量為每一個終端選擇專用子載波，從而優化傳輸性能；利用作為控制實體的多標準MAC (Mx-MAC)，實現正交頻分多址（OFDMA）和碼分多址（CDMA）信道間的快速交換。
2、我國的標準化
我國結合3GPP對于WCDMA的HSPA技術（包括HSDPA和HSUPA）的分階段研究成果，發布了相對于無線子系統設備技術要求的通信行業標準，直到第三階段技術要求中引入了HSDPA技術的要求；到第四階段引入了HSPA（即包括HSUPA技術）的要求；到第五階段引入了增強型高速分組接入（HSPA+）的技術要求；目前已發布到第七階段。
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