HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)技術的標準化過程始於2002年的W-CDMA Release 5，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...
HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)技術的標準化過程始於2002年的W-CDMA Release 5，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他高資料速率無線通訊技術(如1xEV-DO)相比擬。
上一期已為各位介紹過HSDPA的基本概念，尤其針對下行實體頻道HS-PDSCH和HS-SCCH作了詳細解說，這一期則要介紹上行實體頻道的結構，及傳輸時所涉及的調變、編碼及資料速率等技術。
HS-DPCCH會攜帶與下行HS-DSCH傳輸有關的上行網路回傳信令(Feedback Signaling)，此信令包含HARQ的確認資訊(HARQ-ACK)和頻道品質指標(CQI)，如圖10所示。每一個2ms的子訊框(與下行實體頻道的一樣)會包含三個時槽，每個時槽有2,560個Chip(切片)。HARQ-ACK會在HS-DPCCH子訊框中的第一個時槽傳送，而CQI則會在第二和第三個時槽傳送(圖1)。
每一個無線連結上最多會有一個HS-DPCCH，HS-DPCCH只能與W-CDMA的上行DPCCH一起存在。
HARQ-ACK和CQI編碼使用了兩種不同的路徑，HARQ-ACK資訊(1個位元)會被編碼成10個位元，ACK編為1，NACK編為0。CQI資訊則是使用一個(20,5)的碼來進行編碼，編碼過的位元會直接映對到HS-DPCCH上。
CQI的回傳週期可在預先定義的步驟中，做為網路參數來設定，範圍從2ms到無限大(關閉)。請注意，一個使用中的HS-DPCCH可能會有時槽是不傳送HARQ-ACK或CQI資訊的，因此HS-DPCCH是一種叢發式的頻道。
圖2說明了進行上行網路展頻與擾碼的程序。在IQ加總區塊上有兩種可能的HS-DPCCH位置，如果傳輸時使用的DPDCH數目是偶數的話，HS-DPCCH就會走I加總的路徑，如果DPDCH的數目是奇數的話，則HS-DPCCH會走Q加總的路徑。
為了要平衡I和Q軸上的總功率，HS-DPCCH的頻道碼會依照DPDCH頻道的活動狀態來改變，例如，如表1所示，當只有使用一個DPDCH的時候，HS-DPCCH會採Q路徑，其頻道碼為64，但是當使用三個DPDCH的時候，HS-DPCCH就會採Q路徑，其頻道碼為32。
HS-DPCCH的功率位準是以相對於上行DPCCH的偏移量來產生的，bhs的值是由HARQ-ACK和CQI欄位的功率偏移量推導出來的，且是透過較高層來進行信令控制。
下行與上行實體頻道的射頻訊框時序如圖3所示，HS-SCCH子訊框的0會與W-CDMA的10ms射頻訊框對齊。
HS-DPCCH大約會在對應的下行HS-PDSCH子訊框之後的7.5個時槽(19,200個chip)進行傳送，UE在HS-DPCCH上送出ACK/NACK回應訊息的時序有明確的定義，因此BTS將會知道何時能收到它所送出之每個子訊框的回應。HS-DPCCH的傳輸時間需參考上行網路的DPCH，以及下行網路的DPCH與想鎖定之子訊框之間的傳輸時間差。從下行HS-PDSCH子訊框的開始處到上行HS-DPCCH子訊框的開始處的整個時間會稍微大於三個子訊框。
在無線通訊中，數據傳輸的類型主要有兩種：
‧通透式(transparent)：固定的速率、不固定的錯誤(不會重新傳送)
‧非通透式(non-transparent)：變動的速率，零錯誤(會重新傳送)
HSDPA採用非通透式的數據傳輸方式，編碼的方式會即時地改變，資料流通率(throughput)是無法預測的，取決於RF的狀況。其目標是要使用最少的射頻資源，儘快地送出最多的資料。為了達到這個目標，會使用兩種不同的連結調適方法：適應性調變與編碼(AMC)以及混合式自動重送請求(HARQ)。
連結調適能力是HSDPA可以提高資料流通率的一個重要因素，所使用的方法之一為AMC會依照每位使用者的頻道狀況來調整下行網路的調變-編碼方式。發射信號的功率在一段子訊框的區間內會保持固定不變，而調變與編碼的格式則會改變，以符合接收器目前的接收信號品質或頻道狀況。在此情況下，較靠近BTS的使用者一般會被指定使用較高階的調變方法和較高的編碼比率，例如16QAM調變格式加上0.89的有效編碼比率，但隨著與BTS的距離增加，調變的等級和編碼比率也會降低。如前面所提到的，會使用1/3比率的超級編碼方式，而且可以透過不同的比率匹配參數，達到不同的有效編碼比率。
在HSDPA中，UE會透過HS-DPCCH中的上行頻道CQI欄位，將頻道狀況回報給BTS。CQI的值可以是0到30之間的任何數目，0值代表「超出範圍」。就每種類別的UE而言，每個CQI值都會對應到一個特定的傳輸區塊大小、HS-PDSCH數目、調變格式、參考功率調整值、虛擬IR緩衝區大小、以及RV參數，請參考表2的範例。
UE會回報最大的CQI值，它所對應的參數理論上會依據目前的連結狀況，提供一個可接受的區塊錯誤率(BLER)。
接著BTS會利用回報的CQI值以及其他參數來決定傳送下一個封包給UE時，適合使用的編碼設定。若要充分地定義某次傳輸的編碼設定，BTS必須要選擇下列的參數：
‧傳輸區塊大小(從254中選一個)
‧調變類型：QPSK或16QAM
‧下行實體頻道碼的數目(1到15)
‧比率匹配參數：虛擬IR緩衝區大小與RV(或資料打孔方法)
因此，即使CQI只有有限的幾個值而已，但是在進行一次傳輸時，BTS實際上可以選擇的設定卻有數千組。
傳輸區塊大小、調變類型、以及下行實體頻道碼的數目都會影響有效的編碼比率，如先前的圖6所示。公稱資料速率(Nominal Data Rate)則可以直接由傳輸區塊大小除以傳輸時間間隔(TTI)計算得出，HSDPA的TTI固定為2ms。
因此在HSDPA中，可以藉由改變調變類型、有效編碼比率、以及多碼的數目來達到許多公稱資料速率(或傳輸區塊大小)。每一個子訊框(2ms)中都可以調整這些參數。
舉例來說，如果最大的傳輸區塊大小為27,952個位元的話，那麼其對應的最高資料速率就會是13.976Mbps(27,952個位元/2ms=13.976Mbps)。此資料速率是使用16QAM、有效編碼比率為0.9714，以及15個HS-PDSCH頻道所達到的。
在真實世界中，HSDPA號稱14Mbps的資料速率是達不到的。雖然實體上的確可以設定出這樣的頻道，但是卻沒有任何地方可以使用這種頻道，因為這樣的頻道設定需要有近乎完美的連結條件。圖4是15個HS-PDSCH的碼域顯示畫面，以及一個HS-PDSCH的16QAM星座圖，可以看出此高資料速率的HS-DSCH設定可能會用罄蜂巢細胞大部分的傳輸容量。
實際的最高資料速率可能會比14Mbps低得多，舉例來說，在Release5中，UE最嚴格的「單一連結」符合性測試(Conformance Test)要求為：一個五碼的QPSK頻道需達到的公稱資料速率為1.6Mbps，所要求的資料流通率為1.269Mbps。而Release5中，UE最嚴格的「Closed Loop Diversity」符合性測試要求則為：一個四碼的16QAM頻道需達到的公稱資料速率為2.332Mbps，所要求的資料流通率則為1.5Mbps。在這兩個測試例子中，信號需要比雜訊高10dB，且UE會消耗掉一半的蜂巢細胞功率。