1、引言

　　目前在各大通信展與技術論壇上，兩種后3G技術——HSDPA和WiMAX正在成為新的技術焦點。在蜂窩移動通信的陣營中，由于數據業務的比例不斷增加，移動通信在向提供無線高速數據業務的方向演進，移動通信設備制造商也相應地優化系統結構，不斷提高數據傳輸速率。例如GSM的演進路線，傳輸速率從GPRS的40kbit/s到EDGE的130kbit/s以及UMTS的384kbit/s和即將到來的HSDPA 3Mbit/s發展，最終實現話音和數據的移動寬帶。在另一陣營中，一些業內的主要設備制造商期望用WiMAX標準為固定數據通信(如DSL)，即線纜通信中增加無線移動接入功能，允許話音通信通過IP傳輸，并且在WiMAX的下一步擴展中增加移動性，最終使WiMAX能夠實現話音和數據的移動寬帶。HSDPA和WiMAX在標準、技術特點和市場定位等方面各有千秋，也盡顯移動通信寬帶化和寬帶網絡無線接入的不同。對于兩者的關系也引起了業內的熱烈討論，到底是競爭關系還是互補關系?本文從兩種技術的技術特點、標準、市場發展及應用等幾個角度進行對比分析，闡述各自的優勢，最后分析總結兩種技術的關系，提出新技術實踐中仍有待解決的幾個問題。

2、HSDPA的技術特點

　　在3G應用里，運營商的主要業務和收入都將來自數據業務。在數據業務中，大家尤其看好視頻流媒體和背景下載類業務，但這些業務對下行傳輸速率的要求非常高。而現在的WCDMA網絡下行傳輸速率理論上是384kbit/s，實際環境中的速率為150-250kbit/s，遠遠不能滿足要求。運營商迫切需要提高傳輸速率，HSDPA(High Speed Downlink Packet Access，高速下行分組接入)作為3GPP的Release5中提出的無線解決方案，理論傳輸速率可達到14Mbit/s。HSDPA是在3GPP R99/R4網絡結構上自然演進，旨在滿足上/下行數據業務不對稱的需求而提出的。HSDPA采用的關鍵技術包括自適應調制編碼(AMC)、混合自動重發請求(HARQ)、單獨的共享信道和快速調度(Fast Scheduling)。AMC是根據無線信道變化選擇合適的調制和編碼方式，使用戶達到盡量高的數據傳輸速率。不同的編碼和調制方式的組合，產生不同的傳輸速率。HARQ基于信道條件提供精確的編碼速率調節，可自動適應瞬時信道條件。HSDPA將AMC和HARQ技術結合起來可以達到更好的鏈路自適應效果。HSDPA技術增加了高速下行共享信道(HS-DSCH)，不同的用戶在時間和碼字空間上共享HS-DSCH信道。調度算法控制著共享資源的分配，調度時主要基于信道條件，同時考慮等待發送的數據量以及業務的優先等級等情況。HSDPA技術為了能更好地適應信道的快速變化，將調度功能單元放在NodeB而不是RNC，同時也將TTI(Transmission Time Interval)縮短到2ms。采用10類手機時，用戶峰值理論速率可達到14Mbit/s。由于HSDPA是在WCDMA網絡上無線部分的增強技術，所以不需要升級和改變WCDMA核心網絡的設備。

3、WiMAX的技術特點

　　WiMAX又稱IEEE802.16a標準，即全球微波接入兼容(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，使用10-66GHz頻段，是針對微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標準。WiMAX是一項無線城域網(WMAN)技術，作為線纜和DSL的無線擴展技術，實現無線寬帶接入。802.16在設計之初，是定位在固定無線傳輸的一種寬帶技術標準。目前，WiMAX組織已經通過的IEEE認證的有802.16a和802.16d(又叫802.16 2004)兩個標準，都不包括移動特性。而802.16e將在原來802.16a的基礎上增加2-6GHz許可頻段的移動性，通過引入0FDM(正交頻分復用)技術，可有效對抗微波寬帶傳輸的多徑效應，進而保證802.16e接入設備能夠在基站之間漫游，從而使終端用戶改進以前固定的接入方式而具有游牧式移動漫游的能力。因此，WiMAX也成為新一代WMAN寬帶無線接入標準。

4、HSDPA與WiMAX的綜合比較

　　盡管WiMAX的理論傳輸速率遠遠大于HSDPA，理論覆蓋范圍比HSDPA更大，但實際上如果只是簡單地將傳輸速率和覆蓋范圍做比較是很片面和主觀的，其實兩者在根本上存在巨大的差異。

　　(1)數據傳輸速率和覆蓋范圍

　　HSDPA技術最終將能夠在5MHz頻帶上，為采用MIMO智能天線技術的系統提供20Mbit/s左右的傳輸速率。在理想狀態下，WiMAX技術在50km范圍內的最高傳輸速率為70Mbit/s。

　　(2)移動性和網絡漫游

　　雖然WiMAX提供的傳輸速率高，但更傾向于固定位置的游牧式使用，移動性差，欠缺切換/漫游能力。但802.16e是移動WiMAX標準，增加了一定的移動功能。由于3G/HSDPA移動通信網絡從設計之初就是要支持快速切換/漫游，因此實際部署的無線網絡能夠滿足高質量的無縫覆蓋，這使得其小區半徑遠小于WiMAX，投資遠大于WiMAX，這也是目前一些呼聲稱WiMAX是3G終結的原因之一。但是從技術自身的角度來看，WiMAX還不具備像3G/HSDPA這樣的公眾移動通信網絡的廣域漫游、安全特性、終端便攜等移動特性，最終將限制其作為公眾移動通信的應用。

　　(3)技術標準成熟度

　　盡管WiMAX技術已經成為新的熱點，但兼容WiMAX的設備卻還沒有在市場上出現。美國IEEE組織至今還沒有批準移動WiMAX標準——802.16e，IEEE的正式批準預計要到2005年年底，而正式產品問世可能要到2007年。據市場分析人士和設備供應商分析預測，從移動WiMAX芯片問世到變成廉價產品而嵌入筆記本電腦等將需要數年時間。而HSDPA標準已經在R5中確定，基本標準已經凍結，尤其在最近，各通信設備制造廠商，包括北電、愛立信和諾基亞等完成了一些在HSDPA上的業務演示，隨著終端的陸續推出，在運營商的配合下，HSDPA的商用時間可能在2005年年底前實現。

　　(4)無線頻譜

　　國外的運營商已經進行了3G牌照的拍賣，國內的運營商為了得到3G網絡的頻率營運執照，也已經投入了大量人力、財力用于網絡建設的前期工作。而WiMAX無線頻譜可能是免費的，對于申請不到3G頻率的運營商，這是他們青睞WiMAX的理由之一。然而，目前WiMAX最主要的問題是沒有一個統一的全球頻段范圍，所以目前整個業內都致力于實現WiMAX頻段的統一化，最起碼形成幾個有限的選擇，以避免出現傳統無線寬帶市場各種頻譜、各樣結構充斥的局面，否則會導致市場的規模小、成本高，影響應用的普及。HSDPA是在WCDMA R99/R4網絡基礎上的無線增強技術，采用的仍然是WCDMA的頻譜，無需額外的頻譜資源，初期高速數據的業務量要求不高時，也可以與R99共載波。

　　(5)市場應用定位

　　3G/HSDPA網絡的基本市場定位是提供公眾語音及多媒體業務，實現個人手機終端全球、區域和國家漫游。HSDPA的典型應用是Internet瀏覽和視頻點播。WiMAX市場定位從長期而言，可以支持“最后1km”以及攜帶式寬帶無線，有效延伸WLAN的連接，也更加適合部署在城郊、農村和邊緣一類xDSL以及Cable Modem不能有效覆蓋的區域。在802.16a基礎上增強改進的802.16e標準更有助于有效延伸WLAN的連接，實現步行速度具有有限的切換能力，主要面向家庭接入和企業市場，容量較大。總之，HSDPA旨在覆蓋廣域，而WiMAX更多針對核心城市地區。

　　(6)市場發展

　　HSDPA的商用率先在亞洲實現，美國、歐洲的運營商也在商討HSDPA從2006年開始進入商業建設階段。相對而言，作為WiMAX領頭羊的英特爾認為移動802.16e問世還需要一段時間，2006年下半年將進行技術測試，因此802.16e版本的商用將明顯晚于HSDPA。另據悉，韓國固定電話運營商KT已經決定在2006年4月啟動WiBro計劃，即基于802.16e的商用網絡，并計劃到2006年年底覆蓋漢城、釜山等10個城市，到2008年計劃完全覆蓋全國84個主要城市；韓國移動運營商SKT也計劃在2006年6月啟動WiBro計劃，用4年的時間使網絡覆蓋到全國84個城市。這無疑對WiMAX陣營是個好消息。

　　另外，兩種技術設備在成本方面也有較大的區別，HSDPA不需要任何新的網絡設備，只是在現有的WCDMAR99的網絡基礎上平滑地軟件升級而已；WiMAX則需要全新的網絡設備。

5、兩種技術相互的關系和展望

　　近來關于WCDMA和WiMAX之爭的討論日益激烈，有的認為兩者是冤家聚頭，必然有競爭；有的則認為兩者是各自不同領域的技術，在應用市場相互補充。

　　持有競爭關系觀點的人認為：雖然目前兩者之間還沒有直接的沖突，HSDPA側重在移動性數據和語音服務方面，WiMAX側重于企業用戶無線寬帶數據接入，為企業和業務達不到的區域提供寬帶業務。但著重于無線寬帶接入市場的HSDPA會對WiMAX陣地有所沖擊，源于IP技術的WiMAX在數據速率與成本上的優勢又是HSDPA所不能及的，伴隨移動終端用戶數據需求的日益增長，兩者必然與對方形成競爭關系。雖然WiMAX需要新的網絡設備，前期的投資和時間相對HSDPA較長，但是一旦網絡實施，WiMAX能提供更高的速率。最重要的是，WiMAX基于IEEE 802.16的標準，采取的是開放模式，與采用傳統專有路線發展的3G/HSDPA具備明顯的成本優勢，同時又因為WiMAX產業的進入門檻低，可以迅速引入競爭。終究兩種技術爭奪的是同樣的用戶群，WiMAX一定會對3G/HSDPA形成威脅，因為兩者都是面向未來且都是提供高速移動數據業務的。

　　但多數人認為：兩者的市場定位不同，各有技術優勢，互相補充的關系更加恰如其分。HSDPA完全可以支持與WiMAX相當的帶寬，同時具有WiMAX無法比擬的完全移動性，以及廣泛的產業鏈和終端用戶基礎。因此，WiMAX將主要作為固定寬帶接入的補充和替代，兩者的補充關系可以細化到服務覆蓋區域、終端和移動性等方面。HSDPA實施的是宏蜂窩廣泛覆蓋，滿足用戶在各種移動環境下享受服務，實現全球漫游；WiMAX是MAN無線城域網，基于互聯網通過多點基站游牧式的移動接入，在低速環境下提供應用服務，如步行和在辦公室中等，它的優勢在于更高帶寬、更好的穩定性，用以銜接Wi-Fi熱點區域。在終端方面，HSDPA主要是移動電話，以支持話音業務為主；WiMAX則是PDA和便攜式計算機，以支持高速數據業務為主。在移動性方面，HSDPA可以支持用戶快速移動，而WiMAX在802.16e后續版本才支持有限的低速移動。

　　雖然兩者可以互相取長補短，但不容樂觀的事實是，現在預測WiMAX的成功可能還為時過早。在標準方面，802.16e標準目前尚未最后完成，距離真正商用還有較長的路要走。WiMAX標準未定義核心網規范，各廠商設備之間的互操作性測試需要時間。另外，商業運作方面也有很多不確定性因素，同時，WiMAX還需要完整的解決方案以及相對于Wi-Fi新的建設性的商業模式。如果雙模終端(支持HSDPA和WiMAX)出現，也要考慮兩個網絡的互連以及聯合計費問題。

6、總結

　　總而言之，由于WCDMA/HSDPA早已具備了移動通信所需的移動性、安全性以及付費基礎設施，同時考慮到網絡建設成本、用戶成本以及將技術應用于手機的成本，HSDPA具有明顯的成本優勢，所以HSDPA更適合大范圍、全移動性的無線高速數據業務，WiMAX適于低速環境下提供高速和高穩定性的接入。兩種技術的著眼點不同，服務的用戶群、業務類別、移動范圍都存在差異，但兩者可以相互補充、和諧發展。雖然在覆蓋、業務上難免有重疊和競爭，但是正因為重疊交叉的存在，才能夠保證用戶在任何地方都能實現有效通信。