寬頻CDMA(W-CDMA)的規格是有史以來最具企圖心，也最複雜的無線通訊標準，因此，發展過程中不斷地加入新的功能以提升W-CDMA系統的效能自然不足為奇。
W-CDMA規格中所加入的最重要功能之一是高速下行封包存取(High Speed Downlink Packet Access，HSDPA)技術，這項新技術的標準化過程始於2002年的W-CDMA Release5，HSDPA可提高下行網路的峰值資料速率以及封包資料的傳輸效率，讓W-CDMA系統也能與目前使用中的其它高資料速率無線通訊技術(如1xEV-DO)相比擬。W-CDMA技術提供了UMTS的空中介面，UMTS是3GPP(Third Generation Partnership Project)所定義的3G系統。在完美的條件下，W-CDMA可提供的最高資料速率為2Mb/s，但是在一般的網路佈設環境中，一個蜂巢細胞(cell)的最高容量約為1Mb/s，且是由該細胞內的使用者所共用的，因此使用者的最高資料速率只有384kb/s。
3GPP W-CDMA規格的Release5加入了HSDPA，為的就是要透過提高峰值資料速率和縮短封包延遲間隔(latency)的方式，讓系統在封包資料的應用上更加有效率。雖然HSDPA理論上的最高資料速率約為14Mb/s，但實際上可達到的速率卻低很多。HSDPA的效能主要取決於蜂巢細胞的大小，在大型蜂巢細胞(Macro Cell)的應用中，HSDPA所能提高的W-CDMA資料容量可能只有大約30%而已，一位使用者能維持的最高資料速率約為1Mb/s。但是在小型(micro)和微型(pico)的細胞網路中，因同頻道的干擾很小，因此HSDPA可以提供比基本的W-CDMA高很多的效能。不過，確實的提升程度很難預測，因為會與實際的頻道狀況以及BTS的即時能力有關，而這兩項都尚未標準化。儘管如此，根據一些可靠的估計，Release5大約可將蜂巢細胞的傳輸容量提高到3Mb/s，而Release6則可以提高到5Mb/s左右，因Release6中包含了更先進的UE接收器以及更好的BTS封包排程(packet scheduling)方法。雖然最高的使用者資料速率在短時間內或許可以達到3.6Mb/s，但可能無法長時間維持這麼高的速率。
HSDPA技術可以與3GPP Re-lease99向下相容，因此原先針對W-CDMA所開發的各種語音和數據應用仍然可以在升級後的網路上進行，而且相同的無線頻道也可以同時支援W-CDMA和HSDPA的服務。
將HSDPA加入W-CDMA的效果類似於將E-GPRS加入GSM的效果，也就是可以提高峰值資料速率，以及提升整體的系統容量，特別是小型的蜂巢細胞網路。網路營運商對於儘速採用HSDPA的態度相當積極，這意味著設計和測試工程師需要有合適的測試設備，才能開發和測試BTS和UE中新的HSDPA功能。
為了提高W-CDMA系統效能，HSDPA主要的改變是在於無線介面，且直接影響到實體層和傳輸層，而本文主要探討的是HSDPA的實體層部份，因此對MAC層的功能只會做一個簡略的介紹。主要的改變有：縮短射頻訊框(Radio Frame)的長度、加入新的高速下行頻道、除了QPSK調變外又增加16QAM調變方法、結合編碼多工與時間多工兩種技術、加入新的上行控制頻道、採用適應性調變與編碼(AMC)方法來達到快速的連結調適目的、使用混合式自動重送請求(Hybrid Automatic-Repeat-Request，HARQ)法、將媒體存取控制(MAC)層的排程移到Node-B上進行。
HSDPA的射頻訊框(實際上是W-CDMA架構下的一個子訊框)長度為2ms，相當於3個目前所定義的W-CDMA時槽。在一個10ms的W-CDMA訊框中，總共有5個HSDPA子訊框，如圖1所示。訊框大小變短以後，可將使用者的資料指派到一個或多個時間長度較短的實體頻道上來傳送，因此可讓網路在時域及碼域中重新調整資源分配。
HSDPA將幾個新的實體頻道以及一個新的傳輸頻道加到W-CDMA中。下行網路中增加了兩個新的實體頻道：
下行網路中所增加的新傳輸頻道為高速下行共用頻道(HS-DSCH)。HSDPA也增加一個新的上行實體頻道－高速專用實體控制頻道(HS-DPCCH)，可用來傳送HARQ確認(ACK)和頻道品質指標(CQI)資訊。
經過這些改良之後，Layer2 (MAC層)既有的W-CDMA邏輯頻道(DCCH和DTCH)可以映對為高速傳輸頻道(HS-DSCH)，Layer1則可以依序將傳輸頻道(HS-DSCH)映對到一個或多個實體頻道(HS-PDSCH)上，最多可達15個頻道。接著，實體層會產生HS-SCCH和HS-DPCCH，以控制並協助HS-DSCH的傳送。
HS-PDSCH是用來搭載HS-DSCH的，如圖2所示，HS-PDSCH會佔用一個2ms的子訊框，依據所使用的調變類型的不同，可能會有兩種時槽格式(位元速率)。
每一個HS-PDSCH都會從保留給HS-DSCH傳輸使用的頻道碼集(Channelization Code Set)中，指定一個展頻係數(Spreading Factor)固定為16(SF=16)的頻道碼。HS-PDSCH的頻道碼是可以設定的，由於HSDPA技術可以進行多碼(Multi-Code)傳輸，因此在同一個HS-PDSCH子訊框中，一個UE可能會被指定多個頻道碼(多個HS-PDSCH)，端視UE的能力而定。
HS-PDSCH的符號碼速率(Symbol Rate)固定為240ks/s，但頻道碼是可變的。HS-PDSCH可以使用正交移相鍵控(QPSK)調變或16象限振幅調變(QAM)格式，因此其頻道位元速率可能會依調變方式(QPSK或16QAM)的不同而改變(480kb/s或960kb/s)，經過編碼後的頻道位元速率會相當於資料速率。原本HSDPA曾考慮使用8PSK和64QAM，但後來這兩者並未包含在Release 5的規格中。
HS-PDSCH本身並不會傳送任何Layer1的資訊，所有相關的Layer1資訊都是在其關連的HS-SCCH中進行傳送。
和其它的W-CDMA下行實體頻道一樣，HS-PDSCH也會經過調變、展頻、擾碼(scramble)，以及加總(sum)處理，唯一的差別在於HS-PDSCH中映對的調變方法可能是QPSK或16QAM調變，且SF永遠固定為16。圖3中的IQ星座圖顯示的是符號碼與位元的對應關係，如規格中所述。
兩種信號(分別被指定四個HS-PDSCH)的碼域顯示結果如圖4所示，左邊的信號使用16QAM調變格式，右邊的信號則使用QPSK調變，圖中也提供了兩種信號類型的一個HS-PDSCH的星座圖顯示結果。
HS-DSCH是從W-CDMA Release99的下行共用頻道(DSCH)發展而來的，可透過時間多工的方式來傳送不同使用者的資料。為了達到更高的資料速率和更高的頻譜使用效率，DSCH的快速功率控制和可變展頻係數在Release5的HS-DSCH中，已被較短的封包大小、多碼傳輸，以及諸如AMC和HARQ等技術所取代了。
HS-DSCH的編碼區塊如圖5所示，依照Release99 1/3超級編碼器的規格，頻道編碼比率固定為1/3(每個進入編碼器的位元會跑出3個位元來)，不過，有效的編碼比率(Effective Code Rate)會因兩階段的HARQ比率匹配過程中所使用的參數而不同。
在此流程中，頻道編碼器所輸出的位元數會與HS-DSCH映對之HS-PDSCH頻道集的總位元數相配。HARQ功能是由冗餘版本(Redundancy version，RV)的參數來控制的，該參數基本上定義了打孔(Puncturing)的方法，所輸出的確切位元集會取決於輸入的位元數、輸出的位元數、以及RV參數等。
當使用的HS-PDSCH超過一個的時候，實體頻道切割步驟會將位元分散到不同的實體頻道上，每個實體頻道會分別進行交錯處理。
如前面所提到的，HSDPA會使用QPSK(W-CDMA明訂的方法)和16QAM兩種調變方法，當射頻的狀況良好的時候，用16QAM會比較好。星座圖重新安排只有在使用16QAM調變時才適用，在這種調變中，符號碼內4個位元中的兩個會比另外2個較容易出錯。這種重新安排會在重送時進行，並且在重新傳送的資料組合起來之後，將錯誤機率平均分散在所有的位元上。
圖6是一個HS-DSCH頻道編碼的例子，該編碼所對應的是一個用來測試UE接收器的固定參考頻道(FRC H-Set 4)。第一個比率匹配階段會讓輸入位元數與一個虛擬遞增冗餘(Incremental Redundancy，IR)緩衝區的大小相配，第二個比率匹配階段則會讓產生的位元數與傳輸時間間隔(TTI)中，HS-PDSCH頻道集內可用的實體頻道位元數相配。這個階段是由RV參數來控制的，由於比率匹配牽涉到資料的打孔，因此每個RV參數都會定義不同的打孔方法。
HS-PDSCH的數目(在此範例中為5)以及調變的格式，決定了RV選擇之後的實體頻道位元數(QPSK調變的960個位元x5=4800個位元)。超級編碼的編碼比率固定為1/3，但有效的編碼比率則是超級編碼和比率匹配階段兩者組合的結果。因此，如果傳輸區塊的大小、HS-PDSCH的數目、以及調變格式是已知的話，就可以計算出任何HS-DSCH配置方式的有效編碼比率了。在這個例子中，有效的編碼比率為0.67或(3202+24)個位元/(960個位元x5)。
HS-SCCH會傳送與HS-DSCH傳輸頻道有關的信令(signaling)資訊，HS-SCCH的位元速率固定為60kb/s，但其頻道碼是可以設定的。一座基地台(BTS)可以發射4個或更多個HS-SCCH，每個蜂巢細胞最多可達32個，而每個UE最多可同時監視4個HS-SCCH頻道(稱為HS-SCCH集)。
HS-SCCH會經過展頻和加總，就像其他下行實體頻道一樣。圖7說明了HS-SCCH的實體頻道結構，第一個時槽會攜帶攸關HS-PDSCH接收的關鍵資訊，例如頻道碼集(7個位元)以及調變方法(1個位元)等。收到第一個時槽之後，UE只有一個時槽的時間可以將資訊解碼，並準備接收HS-PDSCH。
映對到單一個HS-DSCH中的HS-PDSCH(或編碼頻道)數目差別很大，可以從1到15個，所使用的是正交可變展頻係數(OVSF)碼。多碼的數目以及HS-PDSCH從一個HS-DSCH映對而來的相關位移點都是透過HS-SCCH來進行信令控制。在位移點O的多碼P是依照下列方式分配的：Cch，16，O…Cch，16，O+P-1。
第二和第三個時槽會攜帶HS-DSCH頻道的編碼資訊，例如傳輸區塊大小(6個位元)、HARQ資訊(3個位元)、冗餘和星座圖版本(3個位元)，以及新的資料指示器(1個位元)。三個時槽的資料都會含有16位元的UE識別碼。
圖8說明了BTS如何在一個HS-SCCH子訊框中，送出與HS-PDSCH子訊框相關的控制資訊，如調變方法。BTS在開始傳送HS-PDSCH之前，會先送出HS-SCCH子訊框的兩個時槽(或5，120個chip)，因此HS-SCCH和HS-PDSCH會在一個時槽期間(HS-SCCH的第三個時槽)相互重疊。
與HS-PDSCH子訊框解調有關的資訊必須要在HS-SCCH子訊框的前面傳送出去，而且UE必須要快速地將HS-SCCH解碼，才不會漏掉HS-PDSCH。
在下行網路中使用CDM和TDM技術
如前面所提到的，HSDPA中會使用碼域多工(CDM)和時域多工(TDM)兩種技術。如圖9所示，多個UE可以使用正交可變展頻係數(OVSF)碼不同部分的空間，於同一個子訊框中接收資訊。
專用頻道(例如W-CDMA Release99中使用的DPCH)與共用封包頻道(例如HSDPA中使用的HS-PDSCH)之間最主要的差別在於：共用的封包頻道也可以在時域中將多位使用者的資料進行多工處理。