HSDPA高速下行分组接入技术介绍

zhangjiang

HSDPA概述
　　在未来几年内，数据服务将会取得大幅度增长，并成为第三代（3G）移动通信的主要应用和主要收入来源。目前日本和韩国的3G经营商已经在体验3G服务的巨大成功。日本DoCoMo公司于2001年推出的WCDMA-FOMA服务所创造的收入已经占到其总收入的20%以上，截止到2004年5月已拥有400万用户。韩国电信公司（SKT）2003年第3季度，在部署了1xEV-DO网络之后，该公司数据服务收入占据每用户平均收入（ARPU）值的比例上升到了34%。
　　为了适应多媒体服务对高速数据传输日益增长的需要，第三代移动通信合作项目组（3GPP）已经公布了一种新的高速数据传输技术，叫做高速下行分组接入技术（HSDPA）。该技术是WCDMA R’99（也就是我们常说的WCDMA）的强化版本，大大加强了下行链路传输的功能。
　　日本的NTT DoCoMo是最早试验HSDPA技术的运营商之一，在2004年3GSM全球大会上，HSDPA也同样改变了所有主要欧洲运营商的日程。在美国，GSM运营商当然也在寻求更多的武器，以便在越来越具有攻击性的市场中确保领先地位。2004年12月1日，Cingular正式与朗讯科技签署了一项为期4年的3GW-CDMA设备、软件和服务供货协议，其中就包括了HSDPA技术的部署。协议将使Cingular公司从2005年起得以为消费者提供范围广泛的多媒体服务。
　　PA咨询公司和Yankee集团最近认为，HSDPA需求可能首先来自企业市场。PA咨询公司相信，HSDPA将在面向企业市场的W-CDMA案例中扮演核心角色。Yankee集团则将HSDPA技术视为一个可以使运营商面向企业市场推出高利润服务的重要差别化因子，并将在向更快的3G服务演进中扮演极为突出的角色。Gartner集团更关注新技术对网络效率的影响，认为部署HSDPA技术的运营商将获得相当的竞争优势。
　　HSDPA特点
　　HSDPA拥有以下特点：
　　高速数据传输和大用户容量
　　通过实施若干快速而复杂的信道控制机制，包括物理层短帧、自适应编码调制（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，缩短了连接与应答的时间。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络资源的基础上大幅度增加用户数量。
　　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应用的发展。事实上，HSDPA可以更加有效地实施由3GPP标准化的服务质量水平（QoS）控制，通信网络可以更加智能地对不同优先级的应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应用的数据传输需求如实时视频、网络游戏等，而网页浏览、下载等应用的数据传输则可以设置为较低的优先级。通过这样的QoS管理，HSDPA可以根据用户业务的需求，做不同的网络安排并进行网络容量分配，更有效地支持和管理多种多样的实时高速数据传输业务。
　　后向兼容，无缝建设
　　HSDPA的另一个重要优点是WCDMA R’99的后向兼容性，运营商可以根据网络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。
　　低成本网络部署
　　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网络建设所带来的成本主要用于基站（Node Bs 或 BTS）和无线网络控制系统（RNC）的软/硬件升级，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网络传输1兆字节的数据成本只需3美分，而WCDMA网络则需要7美分。以较低的用户成本支持广泛的多媒体应用、服务内容和诱人功能的能力可以使早期采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。
　　HSDPA 的进一步发展
　　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、应用和内容下载等等。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的标准化正在进行之中，将在2004年12月份完成。该标准能够使得：
　　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%。
　　网络经济效益
　　数据传输的成本定义为网络运营成本和资本折旧的总合。网络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，那么通过一个基站传输的数据量越大，传送每兆字节数据的成本就越低。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。
　　运营商采用HSDPA来搭建无线网络，可以在网络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应用，并满足消费者对视频点播、音频点播、图像/视频短信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辟新的业务门类：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带接入等等。
　　总之，HSDPA技术的主要优势就是允许运营商以高成本效益的方式显著扩大容量，从而获益于更具成本效益的网络，同时有机会获取高利润的企业领域的市场份额。换句话说，HSDPA的商业效益绝不可低估。
　　总结
　　HSDPA在WCDMA R’99版的基础上对下行链路进行了重大改进。它将峰值数据速率提高到了10 Mbps，并提供了相当于过去三到五倍的分区业务吞吐量，大幅度增加了单一频率上的数据用户数量，从而有助于刺激和推动WCDMA不能支持的数据密集型应用的消费。此外HSDPA，还可以更加有效地实施QoS管理，通信网络可以更加智能地对不同优先级的应用与服务进行排序与资源调拨。HSDPA后向兼容WCDMA R’99版本，运营商可以根据网络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。
　　随着最终用户对数据传输性能要求越来越高，低成本高速数据传输能力将为HSDPA的经营商带来强大的竞争优势。以较低的用户成本支持广泛的多媒体应用、服务内容和诱人功能的能力可以使早期采用HSDPA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。