HSDPA提升3G手機設計門檻

    隨著3G（目前最主要的技術是WCDMA）在全球范圍部署的擴大，熱衷于追求新體驗的消費者開始對速度提出了更高的要求，高速下行分組接入 (HSDPA) 技術的已經逐漸走出實驗室，其部署時間表已經開始排定。技術行業似乎總是如此的風云變幻，一旦確信部署某種技術在市場和技術兩方面都是可行的，人們就會開始尋求下一個重大的創新突破，HSDPA 正是如此。

    HSDPA 正在走向商業化，目前已經有43 條網絡投入使用，另有 63 條網絡規劃完畢并處于部署或者試驗階段。Cingular Wireless 公司的HSDPA 業務已經完成了在美國大部分主要市場的部署。其他主要運營商（包括 NTT DoCoMo、Vodafone 以及 T-Mobile）的HSDPA服務也已經揭開面紗。事實上，有些新建3G網絡運營商干脆跳過 UMTS 而直接部署 HSDPA 技術。但是，在 HSDPA 網絡部署過程中很少有人提及這種協議對手機設計的意義。當然，在高效部署后，HSDPA 無疑能夠提供 3.5G 性能與 14.4Mbps 的數據速率。

HSDPA的許多優勢是建立在以下事實基礎之上，即該協議基本上是對 3GPP（3G 合作伙伴項目）規范的擴展。它可以通過構建成熟的 UMTS 技術而提高比特率，并將主要處理任務從無線網控制器轉移到 Node B（基站），從而更靠近空中接口。 因此，手機 OEM 廠商在開發 HSDPA 器件時能夠再利用大部分現有 UMTS 設計工作，只不過需要添加性能更高的信號處理組件。不過，值得注意的是，目前手機接收機的設計變化不大；WCDMA發送器基本保持不變。HSUPA（高速上行分組接入）隨后會姍姍而來。


為了充分挖掘 HSDPA 下載速度的潛力，我們需要比早期解決方案中使用的 CDMA 耙式接收機更先進的接收機技術。這些更先進的接收機技術只是有所改進，但是遠遠不能提供預期的峰值潛力。而高級均衡器可以解決上述問題。天線問題是另一個要素。雖然在擁有理想的空中接口條件情況下單天線系統適合部分應用并且能夠完全發揮數據速率能力，但是高性能手機與PDA 卻只能選擇具有接收多樣性 (receiver diversity) 的雙天線系統。因為增加一個接收機和天線使手機在大部分空中接口條件下都能夠實現更高的下載速度。

HSDPA 會嚴重影響手機信號處理與系統控制，因此需要更復雜的硬件及軟件。這一點從以下事實顯而易見，即它支持 16 階正交調幅 (16-QAM) 、鏈路適配、物理層再傳輸與混合自動重傳 (HARQ) 的組合、信道條件的物理層反饋、以及允許多家用戶共享空中接口信道的新型傳輸信道，即高速下行共享信道（HS-DSCH）。高階 16-QAM 調制需要更高的無線電性能，尤其是更高的線性度。另外，接收機還必須能夠檢測信道質量并且向基站提供反饋。采用最新 65nm 工藝的多核心半導體器件的問世為設計人員帶來了巨大幫助，使他們能夠滿足 HSDPA 更快的處理速度以及更高的存儲器需求，同時能夠滿足功耗 與成本節約需求，這是當前 UMTS 系統所采用130nm 與 90nm 工藝的巨大進步。

盡管 2 套天線會采集相同的信號，但在手機中集成接收多樣性或自適應調制功能可以在雙接收機和雙天線系統的各種鏈路條件下創建最佳的接收狀況。這需要每套天線和接收機在它們各自獨立的信號傳輸通道中運行，同時要求系統能夠將這兩個輸入信號進行合成，以提供最佳單個信號，這顯然會帶來尺寸問題。 

不過，雙天線、雙接收器配置的設計人員面臨的最大挑戰是必須以盡可能遠的距離放置天線，也就是說一個靠近話筒，另一個靠近聽筒，分別位于手機的兩端。這在翻蓋手機中會形成一個有趣的問題，因為信號必須通過鉸鏈。


隨著 UMTS 市場日趨成熟，與 EDGE 在 GPRS 市場成熟后的部署情形相同，HSDPA 的部署也在愈演愈烈。隨著 Cingular 以及 NTTDoCoMo 等公司部署 HSDPA 網絡，上述趨勢開始浮出水。 HSDPA 手機的更高性能與更高的效率相得益彰，另外，由于處理器可以在更長的時間內斷電，電池使用壽命也得以延長。總之，HSDPA 是一種頗具魅力的技術，但是手機設計挑戰容不得半點小覷。