Também conhecido como 3.5G e tido como uma evolução do W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), o HSDPA é um protocolo de comunicação da família HSPA (High-Speed Packet Acess) que proporciona as redes baseadas em UMTS a terem uma vazão de até 14.4Mbits/s no sentido de downlink. Sua primeira fase foi especificada no Release 5 do 3GPP (Third Generation Partnership Project), e tem como balisamento três tecnologias principais: HARQ (Hybrid Automatic Repeat-Request), FPS (Fast Packet Scheduling) e AMC (Adaptive Modulation and Coding). Veremos essas 3 mais detalhadamente abaixo.

            HARQ (Hybrid Automatic Repeat-Request)

            É adicionada redundância aos pacotes de dados transmitidos para possibilitar a detecção de erros, e os pacotes de dados são codificados em vários sub-codigos diferentes gerados pelo transmissor, usando na maioria das vezes códigos Turbo quasi-complementares. Exemplificando, o transmissor codifica um pacote a ser transmitido em N sub-códigos (C0, C1, ... , CN-1). Ele então envia o pacote codificado pelo sub-código C0, se o receptor detectar algum erro no pacote ele irá pedir que o transmissor reenvie o pacote. O transmissor irá reenviar o pacote mas agora codificado pelo sub-código C1. Caso ainda haja requisição de um novo reenvio devido a algum erro, ele irá usar C2 e assim por diante.  

            Escalonamento rápido de pacotes (Fast Packet Scheduling)

            O HSDPA traz um canal físico HS-PDSCH (High Speed Physical Downlink Shared Channel) e o canal de transporte HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel). Neste último é usada a multiplexição por código (código de canalização) com fator de separação igual 16 (SF=16), ou seja, cada bit de informação é mapeado em um código de 16 chips. Cada usuário tem seu código de chips definido pelo Node-B de tal forma que os códigos são sempre diferentes e ortogonais entre si. Isto possibilita que os dados possam ser transmitidos para mais de um usuário utilizando um mesmo canal físico (HS-PDSCH), já que os usuários sabem de antemão seus códigos e mesmo com a interferência eles conseguem decodificar as suas mensagens. Tal forma de transmissão faz um melhor aproveitamento dos recursos da rede, e quando tais canais não estão sendo usados, os recursos são destinados a transmissão de voz e aos não-usuários do HSDPA, uma vantagem em relação ao CDMA2000 e a primeira versão do EV-DO que só podem enviar dados para um usuário a cada slot de tempo. Vale lembrar que no canal físico também pode ser usada a multiplexição por tempo.

            O HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel) que é um canal no sentido de downlink de taxa fixa de 60kbps e SF=8, por onde são transmitidas para o usuário informações de controle sobre o HS-DSCH, como o código de canalização usado e avisando também que dados serão enviados para o usuário nos próximos frames, permitindo assim um melhor sincronismo.

            Além de tais canais, também há o HS-DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel), um canal no sentido de uplink por onde trafegam as informações sobre as condições do canal (CQI - Channel Quality Indication). Com essas informações a estação base pode escolher para quais usuários ela irá enviar os dados no próximo frame, e qual a quantidade de dados pode ser enviada para cada usuário, lembrando que aqueles que possuem melhores condições de sinal podem receber maiores quantidades de dados.

Figura 2 – Canais do HSDPA (High Speed Downlink Packet Acess).

AMC (Adaptive Modulation and Coding)

            Como os usuários estão enviando constantemente a informação referente a condição do canal (cerca de 500 vezes por segundo), a estação base ou Node-B pode escolher o melhor esquema de codificação e de modulação para transmitir dados para aquele usuário. De tal forma que, se as condições mudarem a estação base fica sabendo da mudança e muda o esquema de codificação e de modulação.

            Por exemplo, para usuários que estão mais próximos da estação (que, teoricamente, possuem as melhores condições para transmissão) pode ser usado uma codificação com menos redundância e uma modulação que permite uma maior vazão. Já usuários que estão a uma distância maior, possuem piores condições para transmissão, e portanto, deve se usar uma codificação com mais redundância e uma modulação que não permita uma vazão tão elevada.

Figura 3  -  Funcionamento do AMC (Adaptive Modulation and Coding).