圆桌论坛：HSPA MX技术聚焦

告别2G语音为王的时代，当前中国运营商正迎来数据业务崛起的3G新时代。用户需要视频通信、游戏下载、手机电视等各种丰富的应用，同时也需要运营商提供足够大的带宽，因此提升小区的数据吞吐量就尤为重要，对此，中兴通讯此前推出了自主知识产权的HSPA MX倍速（空分复用）技术，可使运营商在不增加任何硬件投资的条件下，仅需软件升级方式，即可成倍提升小区吞吐量。本期，我们邀集国家知识产权局、中国移动通信集团设计院、北京邮电大学、中兴通讯的专家对该技术的创新情况和进一步发展做出解读。

国家知识产权局知识产权研究中心 王雷

HSPA MX为运营商和设备商带来双赢

中兴通讯在TD-SCDMA（以下简称TD）标准框架下研发出HSPA MX技术，具有重要的产业价值。2008年底我国3G牌照正式发放，在频谱分配上为TD做出特别部署，这给中国通信产业界带来了重要的发展机遇，也为实力最强的运营商——中国移动运营TD提供了必要的物质基础。

但相比cdma2000和WCDMA，TD发展面临着缺乏商用经验、整体产业链完整程度需要加强等多方面挑战。此时为运营商提供设备的中兴通讯在TD标准框架下积极研发出HSPA MX技术，通过评测具有很好技术效果，这对TD整体产业链的发展起到了重要的支持作用。而这种支持对于设备商本身的发展也极具战略作用，为其抢占TD设备市场提供了支持，非常值得鼓励。

新技术的推出基于丰厚的技术储备

中兴通讯对空分复用技术和TD标准框架早有深刻认识，研发HSPA MX技术早有储备。早在2000年，中兴通讯便申请专利00125697"多载波软件无线电收发信机及其提高智能天线性能的方法"，开始对空分复用技术进入了深入研发，并获得了专利权。

中兴通讯在2004年以前对于空分复用技术主要针对FDD系统进行研究，TD联盟成立后技术研发更多地倾向于TDD系统。所以中兴通讯能够提出针对TD系统的空分复用技术是基于丰厚的技术储备的。

建议将HSPA MX纳入TD专利池

提出具有先进性的技术申请、获得专利并不是企业的最终目的，最终目的是利用专利获得相应的市场成功，在这方面可参考国外通信巨头的经营模式。通信产业具有两个特点：第一，通信产业以标准为核心，芯片商、设备商、运营商都需要紧密围绕标准发展；第二，通信产业链的运行需要芯片商、设备商、运营商协力共同运行。在认识到通信产业的特点后，应当注意两点。

首先运用专利不能像高通公司一样使用专利武器竭泽而渔，使其主导的CDMA技术和UMB标准道路越走越窄。

其次，参考WCDMA和WiMAX的运营经验，组成TD专利池，将HSPA MX这样重要的专利纳入其中。这样可以起到几方面的作用：第一，使产业链正常运行所需要的各种角色都能参与其中，而不因专利壁垒退出；第二，如果不拥有相关技术和专利筹码的国外机构希望加入，可以此为条件交换设备商所需要的其他标准的专利许可。

我国通信设备商在产品性价比竞争中具有一定的优势，在突破专利壁垒后，将使其竞争能力得到更高提升。

如何在自主开创的技术方向下尽可能多的获得专利筹码

在对多个技术领域的专利进行阅读、分析后发现，中国人并不缺乏创新精神和奇思妙想，缺乏的是如何有效运用专利这种方式获得技术保护并从中获取收益的能力。

如对于中国自主提出的TD标准，最早的标准框架专利出现在1997年，但国内产业界大规模向TDD方向的CDMA系统部署却在2003年以后，而松下等日本公司于1998年就在TD的标准框架下对技术方案申请专利。日本和韩国产业界当年突破专利壁垒，其重要手段就在于跟踪意识和变通意识，这种情况非常值得中国通信产业界思考。所以建议开创了HSPA MX这样好的技术方案的中兴通讯在专利方面把自身的技术权益表达充分，并尽可能多地获得专利筹码。

中国移动通信集团设计院研究所高级工程师 董江波

HSPA MX技术可以大大提高用户体验

HSPA MX技术是HSPA技术在TD系统中的先进和创新的应用。HSPA MX在自身的自适应编码、HRQ、Quest调度等方面与传统的HSPA技术类似，但HSPA MX主要应用了空间的隔离特性。当多个用户之间的空间隔离度满足一定条件的时候，由于HSPA MX空间隔离度作用，用户可以复用相应的码道，从而达到提高传输效率的作用。因此，不同用户之间能否和如何满足一定的空间隔离度，是该技术能否应用以及应用效果如何的关键所在。运营商在部署网络时会考虑这一关键特性，根据该特性来选择部署网络的技术方案。

用户体验方面，在室内小规模试点情况下，两个用户之间的隔离度如果能满足一定条件的话，确实可以提高小区的吞吐率；在相同用户数的情况下，小区吞吐量的提升可以带来每个用户通信吞吐量的提升；单个用户吞吐量提升之后，用户进行游戏下载等下载业务时的速率将提高，用户体验将大大提升。

HSPA MX是一个多倍速的技术，根据不同的设置，可以将吞吐率提升至2倍、4倍等，这主要是由多个用户之间的隔离度大小以及室内部署的通道数量而决定。但是这种倍速技术不是永无止境增加的，它也有一定的极限，这种极限主要由室内部署的通道数、通道内各用户之间的隔离度是否可在实际的网络中达到、硬件的处理能力等指标而决定。

多通道和多天线特性是HSPA MX应用的前提

增加小区的数据吞吐量，尤其是增加室内的数据吞吐量（这种室内是多通道部署场景），HSPA MX是具有一定的优势的。如果从改变底层物理层传输技术层面考虑提高系统吞吐量，那么采用64QAM和MIMO，在标准和终端上都会做一定的修改。而HSPA MX并未对底层的物理层传输技术做出改变，也不需要对终端进行相应的改进，标准方面也无需进行较大修改。如果采用增加HSPA MX设备增加室内下行数据吞吐量，对于无线接入网络的规划无需较大的修改，但要在传输系统做相应的修改和增强。

采用HSPA MX、64QAM和MIMO技术并不矛盾，可以结合在一起使用。比如理论上讲，采用64QAM调制可以使峰值速率从1.6Mbit/s提高至3.2Mbit/s，再采用2×2MIMO可以将速率提高至6.4Mbit/s，而这时依然可以在室内采用HSPA MX技术，从而对数据速率进行2倍速或者4倍速提高。

HSPA MX技术主要是与TD系统相结合而产生的一种新技术，因为TD采用多天线、具有多通道特性；而WCDMA系统并不具有多天线和多通道特性，不便于形成各用户间隔离度较好的情形，应用起来也就有一定的困难。TD在室内应用时会有8通道或6通道，每个通道相当于一个小型的功放，应用时可以在1、2层用一个通道，3、4层用另一通道，5、6层再用一个通道，这样以来三个层次在通道上就产生一定的隔离，能够区分不同层次的用户，具有很好的区分性。WCDMA系统是单通道设置，是一个大功放、而不是多个小功放机制。

北京邮电大学信息与通信学院博士 许森

TD系统是自干扰码道受限系统，码道的利用效率有效提升是提高TD频谱利用率的关键。目前TD采用的是15M带宽(2010MHz～2025MHz）、9个频点（室外6个频点，室内3个频点）的方式，而WCDMA采用30MHz的带宽，虽然理论上TD的频谱利用率高于WCDMA，但是总的容量上低于WCDMA。

数据业务是移动运营商未来竞争的焦点，对于现有TD系统设备技术，最大的缺陷就是室内覆盖。根据NTT docomo的统计，大约69.7%的3G业务量来自于室内。因此，3G未来业务的重心在室内，如何提高室内覆盖的效率，对于TD和WCDMA系统都至关重要。

中兴通讯推出的HSPA MX倍速(空分复用)技术，实质上增加了空分的增益，在室内覆盖的情况下利用了楼道、墙体的隔离作用，而在室外利用了智能天线的波束赋形技术，使得不同用户在空间产生隔离。这种技术可以提高TD频谱利用率和系统数据吞吐量。

HSPA MX技术应用于室内、室外环境时其基本原理有所区别。

对于室外场景，其原理可以归纳为：HSPA MX算法+SDMA原理+TD智能天线技术。其空分的增益主要是利用智能天线的波束赋形功能，在不同用户间形成的空间隔离，采用HSPA MX算法后可以实现用户间无线资源的复用，包括频点、时隙、码道。相比未采用该技术的HSPA系统，用户吞吐量可以提升1.3～1.5倍。

对于室内覆盖，由于室内楼板、墙体构成用户间天然的隔离，使用HSPA MX算法和多通道室内覆盖技术，实现了用户间无线资源的重用。与室外技术相比，在室内应用效果由于存在天然的隔离其效果更好，用户吞吐量可以提升2倍左右。根据天津的室外测试结果，采用这种技术之后，三次测试结果分别提升到原来的184%、191%、194%，符合室内部分可以提高到2倍的结论。

此外增加小区吞吐量可以有多种方式，如增加设备、引入新技术，其中包括采用更高的调制方式64QAM，采用MIMO技术等。但不同方式所带来的升级成本以及吞吐量的增益是不一样的。这项技术对网络和终端不会有影响，在网络上面，整体网络只需要通过软件就可以了，不需要硬件改动。并且MX技术不改变空口协议，意味着终端不需要做任何的改变，便于升级。

中兴通讯TD产品市场总监 姚磊

当前，满足迅猛增长的数据业务需求成为运营商的关注重点。中国移动迎接其他运营商数据业务挑战的关键是：提升TD网络数据业务吞吐量，提升数据用户感受。提升TD网络数据业务能力的三种方式：第一，调整上下行时隙比例，将时隙比3：3调整为2：4，每个载波可增加1个HSDPA时隙，数据业务吞吐量提升50%；第二，载波扩容，增加HSDPA载波数；第三，软件升级支持HSPA MX倍速技术，提升吞吐量300% 。

软件升级支持HSPA MX倍速技术，是最简单有效成本最低的提升网络数据业务能力的方法。中兴通讯2008年1月基于空分复用技术提出HSPA MX技术，在不改变标准、接口和终端的情况下，成倍提升HSPA小区吞吐量。在推进该技术商用化的同时，中兴通讯实现了进一步创新：如将HSDPA 2X升级到4X，实现HSUPA MX技术，实现室外HSPA MX技术等。

实现三大创新突破

HSPA MX实现了三大创新，可以提升数据速率高达4倍，可应用于HSDPA/HSUPA、室内/室外，提升上下行链路速率。

第一，HSPA MX技术从2X升级到4X，在原吞吐量提升1.8～2.0倍基础上，进一步提升到3.5～4.0倍，进一步提高了资源利用率。吞吐量大幅提高，可以减少HS时隙配置数量，提供更多R4资源；室内是主要数据业务应用场景，HSPA MX 4倍速技术可以解决密集城区和一些热点区域频率受限问题。2009年3月中国移动研究院完成了HSPA MX 4倍速测试，测试结果表明该技术性能优异。

第二，HSDPA到HSUPA。HSUPA MX技术可使室内环境吞吐量提高到原来的3.5～4.0倍，大幅提高上行资源利用率；可以自适应，根据不同应用环境自动判断是否适合采用HSUPA MX倍速技术；仅通过软件升级就可支持HSUPA MX；采用该技术不影响终端和网络规划；无需改造系统硬件，基带板无需扩容。2008年12月在上海张江，中兴通讯HSUPA MX技术全球首家通过测试验证；2009年3月，中国移动研究院完成了HSUPA MX技术测试。

第三，室内到室外。在室内应用HSPA MX的基础上，中兴通讯把应用范围扩展到室外，室外吞吐量提高到原吞吐量的1.3～1.5倍，提高了资源利用率。2008年9月在天津外场，中兴通讯HSPA MX技术进行了室外测试验证，测试结果优异。