网络运营商希望使现有客户和新客户尽可能快地进入3G网络，从而使3G牌照的投资实现更好的投资回报。高速下行链路分组接入（HSDPA）是3GPP Release 5标准，它能够使宽带CDMA（W-CDMA）网络更快、更智能。运营商希望用HSDPA增加容量，提供丰富的多媒体服务，并开始获取自己3G投资的价值。
运营商希望将自己客户迁移到3G的主要原因是：容量与增值服务。通过增加容量，运营商可以接纳更多的客户，从而增加收入，拥有一个能推销各种服务的更大客户群，以及更好的投资回报。
3G网络的频谱效率高于2G网络，这意味着运营商可以服务于更多的标准语音客户。过渡到3G网络亦能实现大量的增值数据业务，如视频电话、网页浏览，以及音乐与视频下载等。今天广泛使用的数据业务（如E-mail）都不需要HSDPA的兆位级速度，不过与日俱增的流行多媒体业务肯定需要更高的速度。但是，运营商需要额外的带宽来为更多标准语音客户提供服务，同时还要提供更高带宽的数据业务。如果没有像HSDPA这类改进，运营商的网络容量很快就会用尽。
技术
HSDPA引入了多个针对调制、纠错和宽带分配的先进方法，将大量的呼叫处理任务负荷从网络核心转移到网络边缘。HSDPA的主要目标是实现高效的分组接入、高数据速率、减少信号在网络与终端之间的往返时间，并与Release 99保持反向兼容。HSDPA的下行链路理论峰值数据速率为14Mbps，不过，干扰以及用户位置都可能造成速率限制，实际数据速率大约是10Mbps。
HSDPA背后的工程帮助解决在W-CDMA网络边界上的性能问题。在一个传统的W-CDMA网络中，当用户在一个蜂窝单元边界上以高数据速率访问网络时，将影响到单元其它部分的容量，因为一个用户占用了大量的基站带宽。一个以某种数据速率建立的信道会持续保持这个数据速率，因此这一个用户不仅会占用大量容量，而且还可能持续一段时间。有了HSDPA，基站就可以根据任何一点的蜂窝单元情况，动态地修改一个用户的带宽分配。有较好信道条件的用户分配给较高的数据速率，这样他们请求较短持续时间的基站资源，而处于一个蜂窝单元边界上，信道条件差的用户能频繁地获得服务。这种“注水”算法大大改进了网络的流量效率。
Release 5中的新内容
3GPP Release 5提供了一些对Release 99的改进。性能与网络效率的重要改善包括共享信道、快速链路自适应、动态调度，以及分组数据的快速重发等特性。
共享信道
高速下行链路共享信道（HS-DSCH）是一种共享的信道。这表示网络上能有更多的用户，在各个用户之间划分带宽。它类似于有线调制解调器分配带宽的方法。图1表示新的HSDPA信道。
图1：新的HSDPA信道。
快速链路自适应
快速链路自适应能够在信道条件允许情况下，采用更高频谱效率的调制方法。较好的信道条件下使用16QAM（正交波幅调制），而不良信道条件下则使用正交相移键控（QPSK）。例如在表1中，1/4的编码速率意味着纠错要占带宽的75%，而用户数据速率最大只有25%。同样，4/4的编码速率表示用户可实现最大数据速率，但没有纠错，因此收到的数据中会有很多错误。
表1：HSDPA的自适应调制与编码速率。
自适应调制与编码（AMC）方法属于链路自适应范畴。这些方法使系统能够改变编码与调制方法。系统会根据接收机的反馈，测量或估算信道的情况。有较好传输条件的链路被分配一个较高次序的调制方法，以及较高的编码速率。AMC的优势包括：
- 大的数据流量。
- 基于调制和编码（而非传输功率的变化）的链路自适应方法，干扰变化比较低。
- 与宽管（fat pipe）调度相结合的高效率（图2）。
图2：AMC的各种优势之一是与宽管调度结合的效率。
链路自适应是将传输参数修改为适应当前信道参数的过程。较高的调制与信道编码相结合，优化了一个衰落射频信道的使用。该过程采用固定功率发射，可以选择调制与编码方法（MCS），获得下行链路的最大流量。结点B的介质访问控制（MAC）根据缩短的HSDPA传输时间间隔（TTI），选择与瞬时射频条件相匹配的MCS。MCS的选择依据如下：
- 信道质量指示；
- 相关指定物理信道的瞬时功率；
- 请求的服务对服务质量（QoS）的要求；
- 等待中的缓冲大小。
动态调度
快速调度能在各个用户之间共享HS-DSCH信道。它利用了多用户分集方法，将更多带宽分配给有更好射频条件的用户。这种调度方案可以根据预测的信道质量、蜂窝单元的当前负荷，以及流量优先等级（实时或非实时业务）作出决策。
另外一种调度是宽管调度。如图2所示，结点B从手机（UE）收到一个信道质量指示（CQI）。结点B对所有通过共享信道向UE传输的数据包作出调度安排。信道或管道被划分为两毫秒的间隔。与Release 99不同的是，HSDPA允许从手机向结点B的连续CQI反馈，从而改善了带宽效率。
分组数据的重发
快速自动重复请求（Hybrid ARQ）可迅速地请求重新传输已损坏的数据。这种方法可以使用软结合（soft combining）方法，它可将原始传输信息与重发信息结合起来。这样，网络就不用请求重发所有的数据。而采用增量冗余（incremental redundancy）方法，用户的每次重新传输收到了有关传输数据包的更多信息时，Hybrid ARQ可以重建无错的数据。这样就提高了网络效率。
Hybrid ARQ通过精细调节有效的编码速率，并对链路自适应中的错误作出补偿，从而改进了性能和健壮性。如果所有信息均被正确解码，则Hybrid ARQ用上行链路控制信道向结点B发送一个响应（ACK）。如果数据解码不正确，它会立即请求重发。重新发送以后，手机将原始数据与重发数据结合起来（软结合）。Hybrid ARQ位于结点B，这意味着它可以快速地请求重发。
服务是关键
对运营商来说，服务是一个关键问题。运营商需要说服3G用户再次升级自己的手机，此外还要为更高速度的业务支付额外费用，以获得HSDPA的好处。这意味着他们必须提供让人难以拒绝的服务，以及为这些服务付费的具有竞争力和吸引力的方式。
HSDPA的观察者们期望企业与消费者同时推动这一标准的采纳。企业经常有对更高带宽和更强移动性的需求，并有支付用的资源。商务数据业务可以包括IP语音、会议与网页浏览。消费应用可以包括与电话语音相结合的音乐下载以及流媒体，如下载MP3文件时有一个同时发生的语音对话。HSDPA设计改善了IP多媒体子系统（IMS）服务，如基于在线状态的业务（即时消息）、一键通（push-to-talk）、一键视频（push-to-view），以及多人游戏等。
不同的业务需要不同的速度。Release 5为最终用户设备规定了12类新的下行链路速度。这个宽泛的速度范围使设备制造商能够更灵活地使用不同的射频信道条件调度与容错组合，实现各种数据速率。表2总结了这些类别。
表2：最终用户设备的12类新的下行链路速度。
随着用户传送速率的增长，更复杂的应用（以及更丰富的用户体验）成为可能。图3表示随着速度的增加，HSDPA将能促进一些多媒体应用的实例。
图3：随着速度的增加，HSDPA将能促进更多的多媒体应用实例。
HSDPA的优势
无论3G、3.5G还是4G，很多技术都承诺能提供大的带宽和移动性。这些包括CDMA EV-DO、正交频分复用（OFDM）、Wi-Fi和WiMAX。CDMA EV-DO的最大理论数据速率为2.4Mbps，而与之相比，HSDPA的最大极限速率为14Mbps。Wi-Fi工作在免许可频段，这意味着它不需要频谱牌照。不过它的距离有限，不适合用于广域网络。OFDM是一种专利的方案，主要面向非蜂窝频段。
也许HSDPA最强大的替代者就是WiMAX了，它的理论峰值数据速率高于HSDPA，传输速度为70Mbps，不过实际的数据速率两者差不多。但是，WiMAX不具备与HSDPA相同的移动性，它需要新的基础设施架构，并缺乏一个针对移动性的足够大的网络。要获得真正的移动性，就需要设计良好的蜂窝切换，而这被认为是高速移动业务中最复杂的技术。一般普遍认同HSDPA是一种蜂窝技术，因此在这点上优于WiMAX。
虽然移动手机的处理能力尚无法与PC相匹敌，但HSDPA依然可以看作是宽带的非对称数字用户线（ADSL）和有线电视调制解调器的移动替代品。HSDPA、ADSL和有线电视都有类似的实际流量速率，且下行链路的速度都快于上行链路。
前方是HSPA
高速分组接入（HSPA）包括了HSDPA和高速上行链路分组接入（HSUPA），它是这一演进的下一阶段。如其名称所示，设计者用HSUPA来改进W-CDMA上行链路的频谱效率与延迟。HSUPA将帮助提高对称应用的性能，如视频会议、E-mail大文件的进出，以及文件传输等。该技术的追随者预计，HSUPA将使用HSDPA的一些技术来同时提升信号速度与质量，如自适应调制和HARQ。
HSPA+可在5MHz带宽内，将上行链路速度提升到28Mbps，下行链路速度升至11.5Mbps，从而逐步接近长期演进（LTE）的速度。HSPA+标准有多个关于节约能耗的新特性，包括针对基于分组通信的持续分组连接（CPC），它可以延长电池寿命，提高上行链路数据速率和VoIP容量。
CAPTIONS:
图1：新的HSDPA信道。
图2：AMC的各种优势之一是与宽管调度结合的效率。
图3：随着速度的增加，HSDPA将能促进更多的多媒体应用实例。
表1：HSDPA的自适应调制与编码速率。
表2：最终用户设备的12类新的下行链路速度。
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Figure 1, Figure 2, Figure 3, Table 1, Table 2
