HSDPA提升3G手机设计门槛

    随着3G（目前最主要的技术是WCDMA）在全球范围部署的扩大，热衷于追求新体验的消费者开始对速度提出了更高的要求，高速下行分组接入 (HSDPA) 技术的已经逐渐走出实验室，其部署时间表已经开始排定。技术行业似乎总是如此的风云变幻，一旦确信部署某种技术在市场和技术两方面都是可行的，人们就会开始寻求下一个重大的创新突破，HSDPA 正是如此。

    HSDPA 正在走向商业化，目前已经有43 条网络投入使用，另有 63 条网络规划完毕并处于部署或者试验阶段。Cingular Wireless 公司的HSDPA 业务已经完成了在美国大部分主要市场的部署。其他主要运营商（包括 NTT DoCoMo、Vodafone 以及 T-Mobile）的HSDPA服务也已经揭开面纱。事实上，有些新建3G网络运营商干脆跳过 UMTS 而直接部署 HSDPA 技术。但是，在 HSDPA 网络部署过程中很少有人提及这种协议对手机设计的意义。当然，在高效部署后，HSDPA 无疑能够提供 3.5G 性能与 14.4Mbps 的数据速率。

HSDPA的许多优势是建立在以下事实基础之上，即该协议基本上是对 3GPP（3G 合作伙伴项目）规范的扩展。它可以通过构建成熟的 UMTS 技术而提高比特率，并将主要处理任务从无线网控制器转移到 Node B（基站），从而更靠近空中接口。 因此，手机 OEM 厂商在开发 HSDPA 器件时能够再利用大部分现有 UMTS 设计工作，只不过需要添加性能更高的信号处理组件。不过，值得注意的是，目前手机接收机的设计变化不大；WCDMA发送器基本保持不变。HSUPA（高速上行分组接入）随后会姗姗而来。


为了充分挖掘 HSDPA 下载速度的潜力，我们需要比早期解决方案中使用的 CDMA 耙式接收机更先进的接收机技术。这些更先进的接收机技术只是有所改进，但是远远不能提供预期的峰值潜力。而高级均衡器可以解决上述问题。天线问题是另一个要素。虽然在拥有理想的空中接口条件情况下单天线系统适合部分应用并且能够完全发挥数据速率能力，但是高性能手机与PDA 却只能选择具有接收多样性 (receiver diversity) 的双天线系统。因为增加一个接收机和天线使手机在大部分空中接口条件下都能够实现更高的下载速度。

HSDPA 会严重影响手机信号处理与系统控制，因此需要更复杂的硬件及软件。这一点从以下事实显而易见，即它支持 16 阶正交调幅 (16-QAM) 、链路适配、物理层再传输与混合自动重传 (HARQ) 的组合、信道条件的物理层反馈、以及允许多家用户共享空中接口信道的新型传输信道，即高速下行共享信道（HS-DSCH）。高阶 16-QAM 调制需要更高的无线电性能，尤其是更高的线性度。另外，接收机还必须能够检测信道质量并且向基站提供反馈。采用最新 65nm 工艺的多核心半导体器件的问世为设计人员带来了巨大帮助，使他们能够满足 HSDPA 更快的处理速度以及更高的存储器需求，同时能够满足功耗 与成本节约需求，这是当前 UMTS 系统所采用130nm 与 90nm 工艺的巨大进步。

尽管 2 套天线会采集相同的信号，但在手机中集成接收多样性或自适应调制功能可以在双接收机和双天线系统的各种链路条件下创建最佳的接收状况。这需要每套天线和接收机在它们各自独立的信号传输通道中运行，同时要求系统能够将这两个输入信号进行合成，以提供最佳单个信号，这显然会带来尺寸问题。 

不过，双天线、双接收器配置的设计人员面临的最大挑战是必须以尽可能远的距离放置天线，也就是说一个靠近话筒，另一个靠近听筒，分别位于手机的两端。这在翻盖手机中会形成一个有趣的问题，因为信号必须通过铰链。


随着 UMTS 市场日趋成熟，与 EDGE 在 GPRS 市场成熟后的部署情形相同，HSDPA 的部署也在愈演愈烈。随着 Cingular 以及 NTTDoCoMo 等公司部署 HSDPA 网络，上述趋势开始浮出水。 HSDPA 手机的更高性能与更高的效率相得益彰，另外，由于处理器可以在更长的时间内断电，电池使用寿命也得以延长。总之，HSDPA 是一种颇具魅力的技术，但是手机设计挑战容不得半点小觑。