3G WCDMA/UMTS才剛開始在世界各地部署,科技專家似乎就對這項熱門新技術失去興趣,並轉而討論HSDPA的應用潛力,此為科技演變的常態,一旦確定能部署某種技術,即開始著手進行下一項更大的計畫,HSDPA就是這種情形,但這並不代表HSDPA和UMTS只能有一種存在,而是指在多數情形下,HSDPA將成為一種易於部署的3G UMTS網路加強軟體。
3G WCDMA/UMTS才剛開始在世界各地部署,科技專家似乎就對這項熱門新技術失去興趣,並轉而討論HSDPA的應用潛力,此為科技演變的常態,一旦確定能部署某種技術,即開始著手進行下一項更大的計畫,HSDPA就是這種情形,但這並不代表HSDPA和UMTS只能有一種存在,而是指在多數情形下, HSDPA將成為一種易於部署的3G UMTS網路加強軟體。
高速下鏈封包存取(High Speed Downlink Packet Access, HSDPA)已逐漸在市場站穩腳步,目前已有43個網路開始提供服務,另外還有63個網路正在規畫、部署或試用中,舉例來說,Cingular Wireless於2005年底宣布在北美部份市場提供商用HSDPA服務,並計畫2006年底於美國多數主要市場部署UMTS/HSDPA網路,其他主要電信業者也跟進於2006年推出HSDPA服務,包括NTT DoCoMo、Vodafone及T-Mobile。歐洲主要電信公司也正進行試用,預計繼亞洲和北美之後,在今年開始部署這項服務,多數 WCDMA/UMTS電信業者預料都會升級到HSDPA,有些電信公司甚至會跳過歐規3G標準(Universal Mobile Telecommunications System, UMTS)而直接採用HSDPA技術。在HSDPA網路推出同時,卻鮮少有人提到通訊協定對於手機設計的影響,儘管如此,只要透過有效的設計實作, HSDPA就能夠提供3.5G效能和高達14.4Mbit/s資料傳送速率。
HSDPA協定基本上是第三代夥伴計畫(3G Partnership Project, 3GPP)規格的延伸,其許多優勢都建立在3GPP基礎上,HSDPA利用已經相當完整的UMTS技術提高傳輸速率,同時把重要的處理作業從無線電網路控制器移到基地台,使整個作業更接近空中傳輸介面。透過這個技術,未來只須增加效能更高的訊號處理元件,原廠委託製造加工(OEM)廠商就能重複利用既有的 UMTS設計來發展HSDPA裝置。然而工程人員必須牢記,目前設計改變僅限於手機的接收機,WCDMA發射機則幾乎沒有任何變化,高速上傳封包存取 (High Speed Uplink Packet Access, HSUPA)還要一段時間才會出現。
天線配置牽動手機設計
第一批HSDPA接收機解決方案已在市場出現,其中有些採用分碼多工存取(Code Division Multiple Access, CDMA)耙式接收機,因此僅能改進卻無法徹底發揮HSDPA效能,要讓HSDPA提供最大下載速度,設計人員須採用更先進的接收機技術,如先進等化器就是一種解決方案。而天線是另一項重要考量,單天線系統適合某些設計,在無線傳輸介面處於最佳狀態時也可提供最大資料速率,採用接收機分集技術的雙天線系統則是高效能手機和PDA理想選擇,手機若增加第二組接收機和天線,就能在大多數的無線傳輸介面條件下,得到更高下載速度。
HSDPA會對手機訊號處理與系統控制產生巨大衝擊,因此需要更複雜的硬體和軟體,可從其所支援的新功能明顯看出,包括16階正交振幅調變(16- QAM)、鏈路調適(Link Adaptation)、實體層再傳輸與混合式自動重傳要求(Hybrid Automatic Repeat Request)、實體層通道狀況資訊回饋和高速下行共享通道(HS-DSCH)的新型傳輸通道,能讓多位使用者共享同一個無線傳輸介面通道,而高階16 -QAM調變對於無線電效能的要求更嚴苛,且需要更良好的線性特性,接收機還必須偵測通道品質,再將資訊回饋給基地台。
市場已出現採用新型65奈米製程的多核心半導體元件,這些元件能協助設計人員、提供HSDPA所需的高處理速度和大量記憶體,並滿足降低耗電與成本要求,相較於現行UMTS系統所用的130奈米和90奈米技術已有很大進步。
採用雙接收機或雙天線系統手機只須將接收分集或適應性調變技術導入設計,儘管兩個天線擷取同樣訊號,手機仍能在所有的鏈路狀態下發揮最好的接收效果,在這種設計裡,每一組天線和接收機都必須使用自己的訊號傳輸路徑,再由系統將兩組輸入合併為最佳訊號,當然,這種做法勢必帶來體積變大的問題。對雙天線和雙接收機架構設計人員而言,最大挑戰在於讓兩組天線保持最大距離,這表示天線必須放在手機兩端,一個接近麥克風,另一個接近耳機,然而這種做法會為掀蓋式手機帶來設計問題,因為它的訊號路徑必須通過轉軸部分。
HSDPA網路已漸成形
隨著UMTS市場日益成熟,HSDPA的部署過程將更順利,如同加強型GSM數據傳輸(Enhanced Data Rate For GSM Evolution, EDGE)在通用封包無線通話(General Packet Radio Service, GPRS)市場成熟後的部署情形,而這個趨勢已逐漸成形,最好證明就是Cingular和NTTDoCoMo等電信公司都已開始部署HSDPA網路。 HSDPA手機不僅提供更好的效能特性和更高效率,還能藉由將處理器長時間維持在關機模式延長電池壽命,整體而言,HSDPA的確是一種具有吸引力的技術,但工程師也不應低估這類手機的設計難度。