前景展望：ＨＳＤＰＡ對３Ｇ手機設(shè)計的意義

3G WCDMA／UMTS剛開始在全球范圍部署，熱衷于新技術(shù)的人士就對這曾經(jīng)一度熱門的新技術(shù)失去了熱情，轉(zhuǎn)而開始關(guān)注高速下行分組接入(HSDPA)技術(shù)的美好未來了。技術(shù)行業(yè)似乎總是如此的風云變幻。一旦我們確信部署某種技術(shù)是可行的，我們就會開始尋求下一個重大的創(chuàng)新突破，HSDPA正是如此。因此，在加入論戰(zhàn)之前，請允許我說明一點：問題并非在于HSDPA是否會對UMTS取而代之，而是HSDPA是否會順應(yīng)一般趨勢發(fā)展成為一種容易部署的技術(shù)，并成為現(xiàn)有3G UMTS網(wǎng)絡(luò)的軟件增強版。

HSDPA正在走向商業(yè)化，目前已經(jīng)有43條網(wǎng)絡(luò)投入使用，另有63條網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃完畢并處于部署或者試驗階段。Cingular Wireless公司2005年末在北美部分市場開始推出商用HSDPA業(yè)務(wù)，并預(yù)計UMTS／HSDPA網(wǎng)絡(luò)會在今年年底之前完成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)在2006年也開始推出HSDPA業(yè)務(wù)。歐洲主要運營商正在進行試驗，預(yù)計會繼亞洲與北美之后在2006年進行部署，大多數(shù)WCDMA／UMTS運營商會升級到HSDPA。事實上，部分運營商干脆跳過UMTS而直接部署HSDPA技術(shù)(資料來源：3GAmericas，2006年7月)。

但是，在HSDPA網(wǎng)絡(luò)部署過程中很少有人提及這種協(xié)議對手機設(shè)計的意義。當然，在高效部署后，HSPDA無疑能夠提供3．5G性能與14．4Mbps的數(shù)據(jù)速率。

漸進發(fā)展

HSDPA的許多優(yōu)勢是建立在以下事實基礎(chǔ)之上，即該協(xié)議基本上是對3GPP(3G合作伙伴項目)規(guī)范的擴展。它可以通過構(gòu)建成熟的UMTS技術(shù)而提高比特率，并將主要處理任務(wù)從無線網(wǎng)控制器轉(zhuǎn)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(fā)HSDPA器件時能夠再利用大部分現(xiàn)有UMTS設(shè)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(shè)計變化不大；WCDMA發(fā)送器基本保持不變。HSUPA(高速上行分組接入)隨后會姍姍而來。

仍需跨越的障礙

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(shù)。這些更先進的接收機技術(shù)只是有所改進，但是遠遠不能提供預(yù)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(tǒng)適合部分應(yīng)用并且能夠完全發(fā)揮數(shù)據(jù)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(re．ceiver diversity)的雙天線系統(tǒng)。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?qū)崿F(xiàn)更高的下載速度。

HSDPA會嚴重影響手機信號處理與系統(tǒng)控制，因此需要更復(fù)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(diào)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(diào)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(zhì)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(shè)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(jié)約需求，這是當前UMTS系統(tǒng)所采用的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(yīng)調(diào)制功能可以在雙接收機和雙天線系統(tǒng)的各種鏈路條件下創(chuàng)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(tǒng)能夠?qū)⑦@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(shè)計人員面臨的最大挑戰(zhàn)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。

最終道路

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(wǎng)絡(luò)，上述趨勢開始浮出水面。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(nèi)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(shù)，但是手機設(shè)計挑戰(zhàn)容不得半點小覷。(本文最初刊登在西班牙Mundo Electronico雜志)

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。”