行動應用已在世界各地吹起狂潮，不論是歐美或是日韓，紛紛大談M化帶來的無限可能。隨著行動無線應用熱烈，HSDPA和IEEE 802.16e的拼搏也愈演愈烈；如HSDPA有著功率控制有效性的優勢，IEEE 802.16e卻在強大窄頻干擾上占了上風；HSDPA雖在早期基地台的協助之下省去大幅系統建置成本，IEEE 802.16e則不用負擔專利智財權的龐大費用。在各有優劣的情況下，這場行動無線技術的主宰之爭，一時之間仍難分高下。
行動應用已在世界各地吹起狂潮，不論是歐美或是日韓，紛紛大談M化帶來的無限可能。隨著行動無線應用熱烈，HSDPA和IEEE 802.16e的拼搏也愈演愈烈；如HSDPA有著功率控制有效性的優勢，IEEE 802.16e卻在強大窄頻干擾上占了上風；HSDPA雖在早期基地台的協助之下省去大幅系統建置成本，IEEE 802.16e則不用負擔專利智財權的龐大費用。在各有優劣的情況下，這場行動無線技術的主宰之爭，一時之間仍難分高下。
高速下鏈封包存取(High Speed Data Packet Access, HSDPA)及IEEE 802.16e可說是時下最熱門的行動寬頻技術，其中HSDPA是以歐洲為主所提出之第三代行動通訊系統(3G)的升級版，號稱可在5MHz的通道上達到下傳14.4Mbits的傳輸速度；而IEEE 802.16e則是由美國電機電子工程學會(IEEE)所提出的都會寬頻無線網路，預期可在10MHz的通道上提供30Mbits的傳輸速度。
然而由於兩者各有優勢，亦各有支持擁護的業者陣營，在難分軒輊的狀況下，何者將主宰行動無線寬頻的未來？兩者之間究竟是融合還是競爭？這些問題不斷地被提出討論，眾說紛紜。本文嘗試從兩者的無線擷取技術及網路系統切入，同時進行各項特色之比較，希望能提供讀者一個參考。
無限擷取輸贏未定
表1整理了HSDPA與IEEE 802.16e在無線擷取技術上的特性，以下就其中幾點來進一步討論：
多重擷取(Multiple Access)為如何讓多個使用者共同分享無線資源的使用。HSDPA用的是分碼多重擷取(Code Division Multiple Access, CDMA)，此為透過不同使用者使用不同的正交碼來展頻訊號，以達到在同一頻率上同時傳送的目的；IEEE 802.16e則是正交分頻多重擷取(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA)，這是將可用通道在頻率上分為數個彼此正交的子通道，不同使用者的資料便可在不同子通道上同時傳送。此外，CDMA正交碼的個數及OFDMA 正交子通道數分別限制了使用者的容量。
以下就這兩種技術在面對不完美無線通道時的表現作一比較：
在多路徑傳輸的環境下，當資料傳輸要求越來越快時，訊號符元(Symbol)的間隔時間就會越來越短，這會造成符元間干擾(Inter-symbol Interference,ISI)的問題更加嚴重。IEEE 802.16e使用OFDMA，其等效符元間隔在同樣的傳輸速率下，會比使用CDMA的HSDPA長，因此OFDMA的接收器不必花太多的技術如等化器 (Equalizer)來解決ISI的問題。
在存在同頻干擾的環境下，使用CDMA的HSDPA乃透過對接收訊號解展頻所獲得的處理增益來抑制同頻干擾，但如果存在強大的窄頻干擾時，仍然會有嚴重訊號失真的情況發生。對使用OFDMA的IEEE 802.16e而言，可在該窄頻干擾所對應的子通道送低速資料或完全不送資料，因此可解決強大窄頻干擾的問題。
由於在不完美的無線環境下傳輸，因此在傳送接收方面得多一些考量才行。對HSDPA及IEEE 802.16e而言，除了具有隨機化去隨機化、通道編/解碼、交錯/解交錯、調變/解調等基本傳收功能外，一些進階的傳收技術如可適性調變編碼 (Adaptive Modulation & Coding, AMC)、混合式自動重送(Hybrid Automatic Retransmission reQuest, HARQ)等，在HSDPA及IEEE 802.16e都有使用。
另外對HSDPA而言，傳統上利用耙形接收器(Rake Receiver)來同調地將多路徑訊號加成；而IEEE 802.16e則透過每個OFDMA符元前的循環前綴(Cyclic Prefix)來保留多路徑下子通道的正交性。根據3GPP在2004年6月的技術報告TR25.892-600：OFDM技術在鏈結層的效能遠比用耙形接收器的CDMA好，與用進階接收器技術的CDMA如最小平均平方誤差(Minimum Mean Square Error, MMSE)就差不多了，不過後者的設備成本相對較高。
對使用OFDMA的IEEE 802.16e而言，為保證正交的特性，對頻率及相位的準確率要求較高，同時在傳送時需要多一些設計來降低傳送功率的均峰值(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)，這在子載波越多的情況下，要求越嚴格。
空間多樣(Spatial Diversity)為利用空間上的物理量來增加傳輸效能的技術，傳統上這得靠多根天線同時收送才能達成。一般來說，有傳送端、接收端及傳送接收端的空間多樣技術，也就是說多天線的應用是僅在傳送端、接收端，或傳送接收端都有。而常用的空間多樣技術有空時碼(SpaceTime Coding, STC)、可適性天線系統(Adaptive Antenna System, AAS)及多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)等。雖然目前只有IEEE 802.16e有導入STC、AAS、MIMO的技術，然而由於其以子載波為單位來形成子通道進行傳收，因此就算整體通道存在頻率選擇性衰弱 (Frequency Selective Fading)，但對每一個子載波而言，面對的極有可能只是平坦衰弱(Flat Fading)，而此一特性將有助於簡化MIMO的實現。
功率控制(Power Control)對於無線通訊系統相當重要，因為好的功率控制除了可以減少設備的功率損耗之外，也可降低系統中的同頻干擾。在面對動態變化的無線通道時，尤其是快速行動下，對於能適當適時地控制發射功率以達到一定接收訊號品質的要求益顯重要。功率控制機制可分為開迴路及閉迴路兩種，其中開迴路為發射端根據接收到的訊號強度、接收器參數及對方所告知的發射功率、發射器參數去推演出應該發射的最佳功率值，而閉迴路則由接收對方通知發射端如何調整發射功率。
目前雖然HSDPA及IEEE 802.16e均有支援開迴路及閉迴路兩種功率控制機制，然而由於IEEE 802.16e只有上傳通道的功率控制，HSDPA除了對上下傳專屬通道都有功率控制外，控制頻率也遠較IEEE 802.16e高，而這些特性對支援高速移動相當重要，因此HSDPA顯然在功率控制的有效性上占了上風。
網路系統難分雌雄
在比較過HSDPA及IEEE 802.16e的無線擷取技術後，相關網路系統的成熟度及應用度應該是另一個比較重點。因為從營運的角度來說，後者的重要性更甚於前者。初期HSDPA的核心網路是以語音應用為主的GSM核心網路MAP(Mobile Application Part)朝All-IP的網路架構演變，其中許多介面規格是系統設備商自行定義的，所以基本上屬於封閉式的網路架構；而IEEE 802.16e則由WiMAX論壇網路工作組(NWG)來協助定義全IP的網路架構及介面規格，屬於開放式的網路架構。以下就網路系統成熟度及應用成本來說明：
雖然HSDPA與IEEE 802.16e的國際標準都已經頒布，但是目前市場普遍預測IEEE 802.16e的產品將會在2008年後成熟，而HSDPA的成熟期也將在2007年之後。從表面上看，兩者的產品成熟時間點似乎非常接近。但是以行動網路系統的成熟度來看的話，目前HSDPA似乎較勝一籌，因為對HSDPA而言，其網路系統並非全新布建，如圖1所示，是由目前的GSM/GPRS及 WCDMA的網路系統作進一步演化而成，因此支援行動的核心網路相關模組如HLR(Home Location Register)和VLR(Visitor Location Register)等、認證計費系統、以及後端的應用服務平台都可以沿用。然而對IEEE 802.16e的網路系統來說，如圖2所示，雖然WiMAX論壇定義了接取服務網路(Access Service Network, ASN)、連結服務網路(Connectivity Service Network, CSN)、以及相關的介面(R1～R8)，但是尚未達到完整定義的階段，因此有人建議利用異質網路整合技術來讓IEEE 802.16e掛在現有的行動核心網路如WCDMA的核心網路下。不過無論採用哪一種作法，勢必讓IEEE 802.16e在整體行動網路系統的成熟度比較上吃悶虧。
另一方面，HSDPA並非全無弱點。對於已經部署了GSM網路的行動運營商來說，WCDMA無疑是他們向更高速行動數據傳輸演進的最佳選擇，同樣地， HSDPA遲早會成為下一波的主流技術之一。然而由於目前行動終端支援程度不高及各系統廠商產品互通性尚未成熟，HSDPA的大規模商業運用尚存有疑問。因此此時對於GSM運營商是個尷尬的時刻。
如果先運用成熟的WCDMA R99或R4技術，投資風險雖然低，但是在不久的將來勢必會面臨升級成HSDPA的要求。此升級動作除了需要將R99/R4的基地台(Node B)軟硬體升級到可以支援HSDPA之外，基地台控制器(Radio Network Controller, RNC)也得作一定程度的升級，例如在無線資源控制(Radio Resource Control, RRC)部分須要更動以支援HSDPA的特殊通道及R99/R4與HSDPA的切換。
對於行動業務的運營商來說，其關心技術應用的綜合成本遠較於關心技術本身的優劣來得多。當面臨不同應用服務的需求及鎖定目標客戶時，都須要從整體系統的建置成本、終端成本、系統維護成本及技術的智慧財產權等多方面思考。在建置成本方面，頻譜執照的取得成本和設立足夠基地台來滿足一定程度覆蓋率及使用者容量為其中最重要的考量。目前HSDPA沿用WCDMA的頻譜，其可使用頻段有經過世界無線電會議(World Radiocommunication Conference, WRC)認可，雖然仍不免要因地制宜而有不同營運頻段，加上接近天價的頻譜執照費等問題，但是隨著WCDMA的系統在全球各地陸續開台，未來HSDPA的營運相信並無太大問題。
相較之下，IEEE 802.16e在頻譜的取得上便顯露出窘境。目前雖然WiMAX論壇建議的頻段分別在2.3GHz、2.5GHz及700MHz附近，但是這些頻段並非閒置，能否取得世界無線電會議的認可仍未定，因此目前多以國家或區域開放使用。不過由於IEEE 802.16e屬於開放式的網路架構，在建置成本上還是比封閉式網路架構的HSDPA有競爭優勢。
在終端成本方面，隨著鎖定的應用情境不同，會有相當大的價差。若單以MODEM本身價格來考量的話，HSDPA及IEEE 802.16e應該相差不大。不過由於IEEE 802.16e初期主要會以USB或PC卡的方式依附在使用者的筆記型電腦或PDA等設備，所以若HSDPA還是得以手機的方式購入的話，對用戶取得寬頻無線服務的期初購入成本就會有相當大的差異。
在系統維護成本方面則包括軟硬體設施的維護及更新，此與基地台等相關設備的複雜度及安裝的密度有關，隨著複雜度的提高及較密集的設立，相對的系統維護成本就會提高。一般而言，HSDPA的基地台密度會高於IEEE 802.16e，同時隨著IEEE 802.16j多重躍道中繼(Multi-hop Relay)的技術成熟，IEEE 802.16e的基地台密度還會再往下降。
最後，在技術的智財權方面，傳統上從CDMA到WCDMA，再到HSDPA，都是建築在智財權的高牆上，新進的晶片開發者都得先付一大筆的專利授權費用後，才得以順利進行相關產品的開發及銷售，而這筆費用最終還是會轉嫁到消費者頭上。相較之下，IEEE在智財權方面的束縛就顯得鬆散許多。不過由於 OFDM/OFDMA是屬於所謂第四代無線通訊的重要技術，高通(Qualcomm)也早就進行相關專利的採購及布局，因此對使用OFDMA的IEEE 802.16e來說，未來會不會也進入到智財權的戰爭，是值得觀察的。
IEEE 802.16e棋高一著
由於IEEE 802.16e技術訂定時間較晚，所以就無線擷取技術規格方面來說，較HSDPA略勝一籌也不足為奇，且HSDPA只有在下傳方向才占優勢，上傳資料得靠 HSUPA才能達成。然而由於IEEE 802.16e缺乏完整的網路系統規範，因此其所期望的行動寬頻上網是否真能實現，還有待觀察。
另一方面，對台灣廠商而言，目前在終端設備的原始設備製造商(OEM)與原始設計製造商(ODM)上，已經駕輕就熟，然而在行動網路設備上就僅能承接OEM的單子，也因此一直擺脫不了低價代工的宿命。以HSDPA來說，其封閉的網路架構著實建築了進入網路端設備的高牆。
相較之下，台灣廠商要進入開放式網路架構的IEEE 802.16e網路設備，表面上似乎容易許多，不過要能承接網路設備的ODM訂單，確實還是有難度要克服。因此，還是得從台灣整體產業鏈現狀和未來發展進行思考，除了台灣廠商本身的自覺之外，政府也需要在政策上加以支持，才能走出自己的一片天空。