无线链路增强技术
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背景：在信息高速发展的今天，数据业务成为全球电信行业的一个有力支撑点。在移动通信领域，传统的话音业务已不能满足人们日益增长的需求，数据业务演变成移动通信领域举足轻重的一员。传统的第二代移动通信体系都没有专门支持移动数据业务。GSM后来引进了GPRS(通用分组无线业务)功能和EDGE(GSM演进的增强型数据速率)技术，从而可以使移动数据业务速率最高达到384kbit/s;IS95技术则推出1xEV-DO(cdma2000 Lx增强型技术)技术，使移动数据业务的速率达到2.4Mbit/s。在3G阶段，WCDMA以其对数据业务高达384kbit/s的支持能力令人关注，为了进一步适应人们对移动数据业务快速增长的需求，3GPP组织制定了HSDPA技术，可使数据业务速率达到13.9Mbit/s。与EDGE,1xEVDO技术不同，HSDPA技术可以支持语音与数据业务的并发，是当前业界最受关注的3G高端技术
基本原理：HSDPA技术通过AMC(自适应调制和编码)和H-ARQ(混合自动重传请求)技术在减少延迟的基础上增加数据传输的吞吐量和峰值数据率，为多用户提供高速下行数据服务，它可以使最高下行数据速率达13.9Mbpse
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AMC技术
在WCDMA系统中，上下行链路功率控制的动态范围分别为70dB,20dB。下行链路的动态范围由小区内的干扰和NodeB(基站)的实现方法决定。这意味着对于接近NodeB的用户终端来说，功率控制不能最大限度的将功率降低，即使功率调整幅度达到20dB以上，容量的提高也是有限的。根据这一性质，HSDPA的AMC使具有好的信道条件的用户可以得到更高Ec/lor(载干比)的编码调制组合，这就无代价地提高了用户的吞吐量。
AMC技术是根据信道情况的变化而改变调制、编码方式、码块大小的模式，其技术特点在于它通过改变调制方式而不是通过传输功率的改变来适应干扰的变化和信道条件的改变。在使用AMC技术的系统里，处于有利位置的用户，例如接近基站的用户可使用高阶调制和高码率，如16QAM(正交幅度调制)、较大的数据块尺寸;而处于不利位置的用户，例如远离基站的用户其调制阶数和码率则要小一些，如QPSK(四进移相键控)、较小的数据块尺寸。
AMC调整码率和调制方式，主要是通过UE.(用户设备)测量下行主公共导频信道获得环境质量信息，根据下行信道质量确定应该选择的调制方式和传输块大小，然后通过上行信道传递CQI指示(信道质量指示)给NodeBo NodeB根据CQI指示选择对应的传输块大小、调制方式、可以使用码道的数量等。同时，CQI也给出了HARQ的信息如:虚1R(增量冗余)缓冲器的软比特的数目、冗余和星座版本。
HSDPA中采用的编码方式为1/3 Turlr编码，调制方式可选QPSK,16QAM;为提高反应速度，采用TTI(传输时间间隔)=2ms的短传输片，控制调度实体位于Node中。
下图为QPSK星座调制图，图2为16QAM星座调制图。
HARQ技术
HARQ是一种链路自适应技术,ARQ即自动请求重发,HARQ是将FEC(前向纠错编码)和ARQ(自动重传请求)相结合的技术。FEC提高了传输的可靠性但当信道情况较好时，降低了吞吐量o ARQ在误码率不是很高的情况下可以得到理想的吞吐量，但会引人时延。考虑将FEC和ARQ相结合就形成了混合ARQ。在发送的每个数据包中含有纠错和检错的校验比特。如果接收包中的出错比特数目在纠错能力之内，则错误被自行纠正，当差错严重，已超出FEC的纠错能力时，则让发端重发。
HARQ分为I,II,III型。I型附加了CRC(循环冗余校验)并且用FEC对数据进行编码。接收机进行FEC译码并检查数据包，如果有错就重传数据包，错误包被丢弃，重传时仍然使用与第一次传输时一样的FEC码。这是软件层面上的HARQ，在RLC(无线链路控制)进行传输控制。由于其反馈速度比较慢，因此效率不高，影响总流量和QOS(服务质量)。所以在HSDPA中需要使用硬件层面上的HARQ，即11,111型。
II,III型都将处理ARQ技术的优先权放到了物理层，它们之间的区别在于IR(增量冗余)方式的不同。
增量冗余是一种H-ARQ技术，它代替了简单的重传数据包。当第一次尝试译码失败时，要求发射机附加冗余信息后再传输，没有传输包被丢弃，译码器合并所有数据包在较低码率上译码。重传包和原始传输包并不完全相同，重传包携带部分附加冗余信息以纠错，这些冗余信息和先前接收的数据包合并可得到更强的FEC码。IR方案通常分为两类:部分IR、全IR。部分IR又称作H-ARQ-type-lll，它的每次重传包括部分系统比特和部分校验比特，都可自译码，没有合并过程也能从重传包恢复出数据。全IR又称作H-ARQ-type-11，它每次重传只有校验比特而没有系统比特，每次传输都不能自译码，必须合并才能从传输包恢复出数据。
举个简单的例子，对于III型HARQ，因为它每次重传都可自译码，无需合并以前的传输数据，所以一种可能的方式是与以前基本一样，由同样的系统比特和完全不同的检验比特组成重传。对于II型HARQ，因为它每次重传都需合并以前的传输数据，所以一种最简单的方式是只重传与以前不一样的检验比特。
N-SAW 协议
3个标准的ARQ协议是SAW(See And Wait)停等协议、GBN(回退N协议)和SR(选择性重传协议)。在3种ARQ基本机制中,SAW停等协议最简单，也是对信头要求最少的协议。其特点是发端一直对当前数据分组进行处理直到它被成功接收。由一比特信息来表述接收的正确性。所以它的控制头很小，确认头也很小，对用户端存储容量的要求也很小。相比之下，SR协议效率最高，但要求用户端存储容量很大且实现起来很复杂。所以3G的HSDPA信道采用SAW协议，这样可以减小信令总带宽和用户存储容量。
虽然SAW有上述优势，但它有一个很大的缺点，发端必须在发送下一个数据分组前等待上一个数据分组的确认信息。在等待期间，信道闲置浪费了系统容量。于是结合SAW最小复杂度和SR有效通过率的特点，有了N信道停等协议，即通过设置并行停等协议的信道数N来提高通过率。N-SAW有两种不同方法:直接发送子信道数(完全异步);把子信道数和其他(例如帧周期)结合考虑(部分异步)。
举例而言，假设有一个用4信道H-ARQ将数据包Al-A7传给UEI, I信道H-ARQ将数据包Bl,B2传给UE2的例子。在传输数据包时浅UEI用4个并行的ARQ处理沃F2用1个ARQ处理，每个都使用SAW准则。每个数据包在传输其他数据包时被确认，这样当有数据包传输时下行链路始终被占用。N信道H-ARQ支持异步传输，不同用户可被自由调度不需要等待整个传输时间。比如在数据包Bl和B2中间可以有任意个UEI的数据包被传送，而不一定只能传输4个UEI的数据包。但是接收机必须知道数据包属于哪个H-ARQ处理，此信息可通过HSPDA控制信道发送。
方法2严格限制了重传位置必须在m+k二N位置处，m是给定数据包第一次传输时的位置，k是自然数。如果信道被分配给其他用户，重传将延后。
快速调度技术
HSDPA中分组调度是直接由基站控制，更靠近空中接口及更短的帧长度使得基站调度更快更有效。基站调度需要信道质量、终端容量、QoS等级和可获得的功率/6马源等讯息来做分配。调度算法向瞬间具有最好信道条件的用户发射数据，使每个瞬间都可以达到最高的用户数据速率和最大的数据吞吐量，但同时也应考虑到对每个用户的公平性。
MIMO(多天线发射和多天线接受)
在HSDPA技术发展中，提高下行数据速率的一种方法是采用MIMO技术，它可以大大的提高系统容量。
MIMO技术传送业务基于的信道还是高速下行共享信道(HS-DSCH)，在基带处理部分需要MCS(多信道选择)功能，定义天线传播模型，根据用户业务请求等级不同和传播质量情况配置。NodeB有M个发射天线，用户终端UE有N个接收天线，那么NodeB与UE之间的下行发射通道有M*N个。如MIMO技术要求在NodeB中有1,2,4副天线，在UE中有1,2,4副天线，那么天线的配置限制有(1,1),(1,2),(1,4),(2,1),(2,2),(2,4),(4,1),(4,2),(4,4)。所以发射机和接收机之间天线配置不同，可以满足数据速率从低到高的变化，根据信道质量来自适应调节数据速率。系统中还有UE到Nodes的物理层反馈信息、实时控制和上下行高层信令控制功能等。
现状及其发展方向：HSDPA技术大大增加了数据传输的吞吐量和峰值数据率，为多用户提供高速下行数据服务，特别适合移动多媒体、Internet等大量下载信息的业务。从运营商的角度来说，HSDPA能在同一个无线载频上提供更多数量的高速率用户;从用户的角度来说泪SDPA将提供更短的服务响应时间和更短的传输延迟。而且该技术不改变已经建设的WCDMA系统的网络结构。
可见，不论是从理论研究或是实际应用而言，作为WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术，HSDPA都具有广阔的前景。世界各大通信设备制造商均全力以赴开发HSDPA;国内的大型通信设备制造商也毫不落后，中兴，华为等公司均成立了专门的研发队伍，支持HSDPA功能的基站和手机都在紧锣密鼓的研制进程中。
