HSDPA คือเทคโนโลยีซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพข้อมูลใน downlink ให้แก่โอปเปอเรเตอร์บรอดแบนด์ไร้สาย และก่อให้เกิดการให้บริการข้อมูลยุคหน้า ในปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ได้ถูกใช้อย่างแพร่หลายโดยโอปเปอเรเตอร์ทั่วโลกผนวก กับประสิทธิภาพข้อมูลสูงใน downlink ด้วยอัตรารับส่งข้อมูลสูงสุดกับความจุระบบที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพ latency ต่ำที่เพิ่มประสิทธิภาพขึ้นอย่างมาก รวมทั้งการเชื่อมต่อกับงบประมาณที่ดีขึ้นและพื้นที่ครอบคลุมมากขึ้น รวมทั้งศักยภาพประสิทธิภาพสูงของเซลล์

HSDPA คือ ช่องสัญญาณข้อมูล Packet ความเร็วสูง downlink ใหม่ ที่ถูกแนะนำว่าเป็นส่วนหนึ่งของ Release 5 ซึ่งเป็นส่วนขยายต่อของเทคโนโลยี WCDMA ซึ่งเป็นส่วนบนสุดของช่องสัญญาณปกติของ WCDMA Rel. 99 สื่อสัญญาณ Release 5 ได้รับการออกแบบเพื่อสนับสนุนผู้ใช้ HSDPA และ R99 อย่างพร้อมกันหรืออย่างทางเลือกที่ HSDPA สามารถถูกใช้โดยเฉพาะในสื่อสัญญาณของตนเอง

HSDPA ให้อัตราความเร็วข้อมูลสูงสุดถึง 14.4 Mbps ในช่องสัญญาณเดี่ยวถึงแม้ว่าอัตรารับส่งข้อมูลสูงสุดในเชิงพาณิชย์ปัจจุบัน อยู่ในระยะของ 3.6 Mbps เพื่อ 7.2 Mbps HSDPA ช่วยเพิ่มประสบการณ์ที่ดีในการใช้ข้อมูลของผู้ใช้ 3G เป็นอย่างมาก ที่ซึ่งเพิ่มความจุของข้อมูลได้ถึง 300 เปอร์เซ็นต์ผ่าน Rel '99 ในdownlink และประสิทธิภาพที่สูงกว่ามากเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยี GPRS และ EDGE

HSDPA ใช้ WCDMA เพื่อยกระดับประสิทธิภาพใหม่ที่สามารถสนับสนุนแอพพลิเคชั่นบรอดแบนด์ได้ เพิ่มขึ้นกับ latencies ที่ต่ำลง ระยะเวลาการดีเลย์ที่สั้นกว่าและเวลาโต้ตอบของเครือข่ายที่เร็วขึ้นและ QoS ที่ดีกว่าสำหรับข้อมูล

HSDPA เตรียมการพัฒนาเครือข่ายให้เป็นไปอย่างราบรื่นและเสนอทางเลือกในการใช้อย่าง ยืดหยุ่นให้แก่โอปเปอเรเตอร์ ในฐานะที่สามารถประยุกต์ใช้ได้กับเทคโนโลยี R'99 การใช้ HSDPA สามารถจัดระดับให้เหมาะสมกับการลงทุนเครือข่ายตามต้องการได้

การอัพ เกรดจาก R'99 เป็น HSDPA ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุดในการปฏิบัติงานของ Node B และ RNC Node B สามารถปฏิบัติการฟังก์ชั่นซึ่งก่อนหน้านี้ปฏิบัติการโดย RNC (R99) ซึ่งก่อให้เกิดผลดีดังต่อไปนี้:
• เวลาการโต้ตอบเร็วขึ้น ตามข้อเท็จจริงในการปฏิบัติการของ Node B จะย่นระยะดีเลย์ในการเดินทางไปกลับของข้อมูลสั้นกว่าตามแผนกำหนดการ และการปรับเพิ่มการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
• การใช้ทรัพยากรที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นตามแผนงานเร็วขึ้น
• HSDPA รวบรวม H-ARQ ทำให้ปรับปรุงประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูลซ๊ำดีขึ้น

เทคนิค ใหม่แห่งยุคหน้าได้ถูกรวบรวมดังต่อไปนี้ คือ การเพิ่มประสิทธิภาพของ HSDPA ตามแนวคิดแห่งยุคหน้าและเทคนิคใหม่ซึ่งถูกรวบรวมเข้าไปในการออกแบบของ เทคโนโลยีดังต่อไปนี้:

• ช่องสัญญาณทางกายภาพความเร็วสูงใหม่ (New High Speed Physical Channels)
o โหมด HSDPA แนะนำช่องสัญญาณข้อมูลความเร็วสูงใหม่ที่เรียกว่า High Speed Physical Downlink Shared Channels (HS-PDSCH) ซึ่งถูกกำหนดให้ผู้ใช้ในโดเมน (domain) ตามช่วงเวลาซึ่งมี 15 ช่องสัญญาณเหล่านี้ซึ่งทำงานในหนึ่งของ 5MHz ของช่องสัญญาณวิทยุ WCDMA ทรัพยากรได้ถูกกำหนดการใช้ในทั้งเวลาและรหัสของโดเมน(ช่องสัญญาณ HS-DSCH).

• การปรับปรุงการเชื่อมต่อที่เร็วขึ้น การผสมผสานและการใส่รหัสที่ดีขึ้น (Fast Link Adaptation, Higher Modulation and Coding)
o HSDPA สนับสนุนการผสมผสานคำสั่งเร็วกว่าซึ่งรวมถึง QPSK & 16QAM. 16-QAM ที่เพิ่มความเร็วในการส่งผ่านข้อมูล ขณะที่ QPSK มีให้ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้
o HSDPA ใช้อัตราการใส่รหัสของ R = 1/3 ถึง R =1
o การยึดหลักบนการรับส่งสัญญาณและสภาพแวดล้อมของช่องสัญญาณ ผู้ใช้ HSDPA ถูกจัดสรรการผสมผสานและแผนการใส่รหัสที่เหมาะสม เพื่อที่จะขยายอัตราการรับส่งข้อมูลให้มีประสิทธิภาพมากที่สุด กระบวนการของการเลือกสรร การปรับปรุงผสมผสานและอัตราการความเร็วในการใส่รหัสให้เร็วที่สุดถูกใช้ เพื่อเป็นการปรับปรุงการเชื่อมต่อที่เร็วขึ้น

• การกำหนดรายการเร็ว (Fast scheduling)
o บนการตอบโต้ข้อมูลคุณภาพช่องสัญญาณเร็ว และช่อง TTI ที่สั้นกว่า HSDPA ทำให้การกำหนดการใช้ทรัพยากรรวดเร็วกว่า การจัดสรรการใช้ทรัพยากรแก่ผู้ใช้กับเงื่อนไขคลื่นวิทยุที่ดีที่สุดได้ทัน ท่วงที ก่อให้เกิดการแบ่งสรรทรัพยากรอย่างเหมาะสมแก่ผู้ใช้ ผู้กำหนดรายการอาจจะเลือกผู้ใช้ที่มีคุณภาพสัญญาณที่ดีกว่าในเวลาเดียวกัน ผู้กำหนดรายการก็จะก่อให้เกิดความแน่ใจว่าผู้ใช้แต่ละคนจะได้รับบริการในการ ส่งผ่านของข้อมูลในระดับที่เหมาะสม วิธีนี้ของการจัดสรรทรัพยากรถูกเรียกว่า การกำหนดรายการอย่างทัดเทียมตามสัดส่วน

• ความแตกต่างของผู้ใช้มากมาย
o เป็นเงื่อนไขช่องสัญญาณที่แตกต่างสำหรับผู้ใช้ที่แตกต่าง ผู้ใช้แต่ละคนจะได้รับบริการเมื่ออยู่ภายใต้เงื่อนไขคลื่นวิทยุที่สมบูรณ์ ผลของวิธีนี้จะช่วยขยายเซ็กเตอร์ของข้อมูลได้มากที่สุด ในขณะที่เครือข่ายสามารถให้บริการแก่ผู้ใช้มากมายด้วยประสิทธิภาพสูง อาทิเช่น ผลการส่งผ่านข้อมูลจะสูงขึ้นเมื่อระบบมีผู้ใช้มากขึ้น

• การรับส่งข้อมูลซ๊ำด้วยความเร็วสูงผ่าน Hybrid ARQ (Fast retransmissions through Hybrid ARQ):
O Hybrid Automatic Repeat Request (ARQ) คือกระบวนการของการผสมผสานการรับส่งข้อมูลที่วนซ้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพใน การถอดรหัสที่ประสบความสำเร็จ เทคนิคนี้ถูกเพิ่มผ่านกลไกในชั้น MAC ของ Node-B ตามด้วยการกำหนดรายการและเทคนิคการปรับปรุงในการเชื่อมต่อ กระบวนการนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในการโต้ตอบต่อปัจจัยผันแปรของคลื่น วิทยุเรียลไทม์ที่สถานีฐาน เพื่อขยายการส่งผ่านข้อมูลให้มากที่สุดและย่นระยะเวลาดีเลย์ให้น้อยที่สุด

• Shorter transmission time interval (TTI) frames
O HSDPA แนะนำเฟรมข้อมูลแพ็คเก็ตเวลา TTI ที่สั้นมากเพียง2 ms เป็นครั้งแรก ซึ่งน้อยกว่า
ช่วง เวลา 10 - 20 ms ที่ใช้ใน WCDMA Release 99 ข้อมูลแพ็คเก็ตถูกจัดสรรให้แก่ผู้ใช้ต่างๆ ที่ถูกกำหนดให้แก่หนึ่งหรือมากกว่าของช่องสัญญาณเหล่านี้สำหรับ TTI สั้นของ 2 ms เครือข่ายสามารถปรับให้เหมาะสมแก่ผู้ใช้ที่ถูกกำหนดสำหรับ HS-PDSCH ที่เปลี่ยนไปในทุกๆ สองล้านวินาที ผลที่ได้ก็คือทรัพยากรได้ถูกกำหนดในช่วงเวลาสั้น เพื่อทำให้การรับส่งข้อมูลซ๊ำได้รวดเร็วขึ้นและการควบคุมในการจัดสรร ทรัพยากรที่ดีกว่า

High Speed Uplink Packet Access (HSUPA)
HSUPA เป็นโหมดมาตรฐานใน Release 6 ที่ขยายคุณประโยชน์ของ HSDPA สู่ Uplink HSUPAแนะนำช่องสัญญาณทางกายภาพใหม่ที่เรียกว่า Enhanced Dedicated Channel (E-DCH) ซึ่งสำคัญในการก่อให้เกิดชุดของการส่งเสริมการเพิ่มประสิทธิภาพ uplink สูงสุด HSUPA รวบรวมความคิดและหลักการที่คล้ายคลึงใน HSDPA ดังต่อไปนี้:
• Fast Uplink Scheduling
• Fast and efficient retransmissions using Hybrid ARQ Uplink
• Shorter TTI frames for Uplink

โหมด ใหม่นี้เพื่อ uplink จะได้บรรลุในการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมากของข้อมูลที่เพิ่มขึ้น ลด latency และเพิ่มประสิทธิภาพของสเปคตรัม ทำให้ HSUPA ต้องการเพียงการเปลี่ยนชั้น PHY และ MAC เป็น Node Bs และ การเปลี่ยนชั้น MAC เป็น RNCs เท่านั้น

โหมด HSUPA จะทำให้อัตรารับส่งข้อมูลได้สูงสุดถึง 5.76 Mbps และเกือบจะสองเท่าของความจุ uplink cell ลด latency ได้สูงถึง 85% ตามระบบของ Release 99 และประสบความสำเร็จอย่างมากในการปรับปรุงอัตราความเร็วข้อมูลของผู้ใช้ เทคนิคเพิ่มเติม อาทิเช่น interference cancellation และตัวรับ 4-Rx ที่เพิ่มความจุของเซลล์ในระบบ HSUPA มากถึง 400%

HSUPA ยังลดระยะเวลาดีเลย์แพ็คเก็ตอย่างมาก การรวมของ TTI สั้นลง การกำหนดรายการที่รวดเร็วขึ้นและ Hybrid ARQ ที่รวดเร็วซึ่งคล้ายกับการให้บริการ downlink เพื่อลด latency HSUPA สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการควบคุมของ QoS สำหรับการใช้ทรัพยากรระบบ uplink ที่ดีขึ้น HSUPA ทำให้การควบคุมทรัพยากร air link ของ Node B ดีขึ้นรวมทั้งการกำหนดรายการที่รวดเร็วสำหรับการปรับปรุง uplink มากที่คล้ายกับ HSDPA ใน downlink.

โหมด HSUPA ที่เพิ่มประสิทธิภาพ uplink นอกเหนือไปจากโหมด HSDPA ที่ใช้เทคโนโลยี WCDMA เพื่อทำงานด้วยกันในระดับใหม่ ในการให้บริการที่ดีสุดของบรอดแบนด์ไร้สาย การรวมเข้าด้วยกันของ HSDPA และ HSUPA ซึ่งถูกกำหนดเป็น HSPA ได้ให้การสนับสนุนที่ดีกว่าสำหรับแอพพลิเคชั่นที่ไวต่อการดีเลย์ อาทิเช่น VoIP, Video telephony และแอพพลิเคชั่นเกมมากมาย HSPA ได้เพิ่มประสบการณ์ที่ดีอย่างมากแก่ผู้ใช้ในการใช้ uplink และแอพพลิเคชั่นต่างๆ อาทิเช่น การส่งไฟล์งานและการส่งวีดีโอและรูปภาพ

การ เพิ่มประสิทธิภาพใหม่ใน uplink ของเทคโนโลยี HSUPA ที่ใช้งบประมาณลดลงรวมทั้งการเพิ่มพื้นที่ครอบคลุมของสัญญาณทั้งในเมืองและ ชนบทด้วยขนาดของเซลล์ที่ใหญ่ขึ้น

วิวัฒนาการของ HSPA (HSPA+):
HSPA+ ซึ่งเป็นวิวัฒนาการอักขั้นหนึ่งของเทคโนโลยี HSPA เพิ่มประสิทธิภาพอย่างมากของ Rel 6 HSPA ในการรับส่งผ่านแบนด์วิดธิ์ 5 MHz ฟีเจอร์ของ HSPA+ เป็นมาตรฐานของ รุ่น 3GPP 7 และ8 HSPA+ เป็นวิวัฒนาการโดยตรงของ HSPA Release 6 กับโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายในปัจจุบัน

HSPA+ ทำให้การทำงานตรงเวลาและประหยัดต้นทุน ด้วยการยกระดับทรัพยากรสเปคตรัมและเครือข่ายที่มีอยู่ด้วยประสิทธิภาพที่ดี ที่สุดของคลื่น 5 MHz HSPA+ สามารถประยุกต์ใช้ได้กับเครือข่ายและอุปกรณ์ที่มีอยู่ของ R99/R5/R6 หนึ่งในวัตถุประสงค์หลักของ HSPA+ คือการช่วยให้โอปเปอเรเตอร์สามารถพัฒนาสินทรัพย์ที่มีอยู่ ((cell sites, RAN และเครือข่ายหลัก) และการใช้ในพื้นที่ที่เลือกสรรแล้วว่ามีความต้องการใช้เสียงและข้อมูลสูง HSPA+ จะยังช่วยโอปเปอเรเตอร์ในการเพิ่มการให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายที่เร็วขึ้น แก่ตลาดด้วยเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว

HSPA+ พัฒนาประสิทธิภาพความจุของระบบสำหรับข้อมูลและแอพพลิเคชั่นที่ไวต่อการดีเล ย์ อาทิเช่น VoIP HSPA+ เพิ่มอัตราความเร็วข้อมูลเฉลี่ยของผู้ใช้และอัตรารับส่งข้อมูลสูงสุดโดยการ ใช้ MIMO, การผสมผสานคำสั่งที่เร็วขึ้น (DL-64QAM, UL-16QAM), และการเพิ่มประสิทธิภาพอื่นๆ ตารางดังต่อไปนี้วาดให้เห็นการปรับปรุงที่เป็นไปได้ด้วย HSPA+ กับอัตรารับส่งข้อมูลสูงสุดและประสิทธิภาพของระบบ ดังต่อไปนี้:

จาก Telecom Journal