Ý tưởng ban đầu của HSDPA xem tại hình B. Trước hết, tại phiên bản 4 của UMTS, lưu lượng dữ liệu có thể được xử lý theo CCH (Common Channels: kênh chung), DCH(Dedicated Channel: kênh dành riêng) và DSCH. Cụ thể là những dịch vụ data-centric, DSCH sử dụng dữ liệu tốc độ thấp có thể được xử lý tốt hơn theo FACH (Forward Access Channel: kênh truy nhập đường xuống) và DCH. Với DCH, tốc độ kênh bit có thể thay đổi dựa trên SF sử dụng cho những mã đã được cấp, sao cho phù hợp. HSDPA chủ yếu đơn giản sử dụng phương pháp ghép theo kênh thời gian để truyền gói dữ liệu theo một kênh riêng trong khi nó

sử dụng một multicode(đa mã) với một SF(Spreading factor: hệ số trải phổ) cố định. Hoạt động này dường như đơn giản, tuy nhiên nó được xem như là một chức năng chính và tập hợp các phương thức để làm cho nó thực tế hơn bằng air interface: dữ liệu đã được ghép kênh sẽ được ghi lại, điều chế, mã hoá, chuyển qua air interface và liên kết vô tuyến được thích ứng, sao cho phù hợp. Kết quả là những cải tiến trong phần đầu của phiên bản 4 UTRAN là không thể thiếu.

Hình C minh hoạ cho những chức năng cơ bản và những phần tử chức năng cụ thể trong phiên bản 5 để thấy hoạt động cơ bản của HSDPA như đã nêu ở trên. Những phần tử chức năng chính của HSDPA gồm: AMC, Fast Packet Scheduling(FPS), HARQ và chuyển vùng cell.

Điều chế thích ứng và mã hoá

• Mục tiêu chính của AMC là cân bằng tính không ổn định của kênh vô tuyến bằng cách fine-tunning (điều chỉnh tỉ mỉ tối ưu) các tham số truyền dẫn. Gồm các phương pháp và những thiết bị điều chỉnh khác nhau như là điều khiển công suất, antena thích ứng, mã động và cấp phát kênh,… để thực hiện thích ứng liên kết vô tuyến. Mặc dù tất cả các công nghệ đều theo cùng một mục đích, nhưng chúng thực hiện các công việc khác nhau, và vì vậy chúng có thể sử dụng các phương pháp bổ sung khi có ích. Tuy nhiên cho đến khi HSDPA được đề cập đến, thì việc ứng dụng trong điều khiển công suất không còn được đánh giá như trước và vì vậy nó bị xem là lỗi thời.

• Đến khi AMC được biết như là tính năng đầu tiên trong việc fine-tunes các tham số mã hoá và điều chế của lớp vật lý để bổ sung cho mọi sự thay đổi kênh. Điều này về cơ bản là sử dụng các phép đo kênh vô tuyến được đưa ra bởi thiết bị di động đầu cuối và đặc biệt là HSDPA, sử dụng CQI (Channel Quality Indication: chỉ thị chất lượng kênh) và quy trình truyền phát lại. Việc trang bị và thông tin liên quan đến lưu lượng, như QoS(Quality of Servive: chất lượng dịch vụ), tình trạng vô tuyến và các nguồn tài nguyên vật lý, AMC cho phép mạng lựa chọn hầu hết các quy trình điều chế thích ứng và phương pháp mã hoá.
• Đối với việc điều chế, phiên bản 5 cho phép HSDPA, và cụ thể hơn là HS-DSCH, để sử dụng điều chế 16-QAM hay điều chế QPSK. QPSK hầu như được ghi rõ trong phiên bản 4 trong khi 16-QAM cụ thể được xác định trong phiên bản 5 cho hoạt động của HSDPA. Các phương pháp điều chế bậc cao hơn, như 16-QAM nó cung cấp hiệu suất phổ cao hơn dưới dạng lưu lượng dữ liệu so với QPSK, vì vậy có thể sử dụng để cải thiện tốc độ dữ liệu high-peak. Nó hầu như cho phép việc chọn lọc điều chế kết hợp với quá trình mã hoá kênh, đôi khi còn được gọi như là" Transport Format and Resource Combination" (TFRC: chuyển định dạng và kết hợp tài nguyên) trong phạm vi đặc tính kỹ thuật của UMTS. Kết quả là dựa trên những phép đo kênh, sự kết hợp tốt nhất của multicode, tốc độ kênh và việc điều chế có thể được lựa chọn, dẫn tới lưu lượng cực đại cho một kênh cố định.
• Mặc dù những lợi ích của AMC đã được biết, việc dễ bị ảnh hưởng đến các phép đo kênh vô tuyến được đưa ra bởi thiết bị đầu cuối: chu kỳ đo có thể không theo sự thay đổi của kênh thông thường dẫn đến hiện tượng fading, ngoài ra chúng không error-free. Những báo cáo về tình trạng kênh không chắc chắn có thể quyết định kết quả không chính xác đến lịch trình gói, điều chỉnh công suất truyền cũng như chọn mã hoá.

Vì vậy, HSDPA được trang bị các phương pháp CQI đã được cải tiến, nó sử dụng CPICH-received(common pilot Channel: kênh dẫn chung) để dẫn thông tin về công suất, kênh đồng bộ, chu kỳ báo cáo thích ứng và tương tác ở lớp cao hơn để đảm bảo hoạt động của AMC ít lỗi hơn. Ngoài ra, HARQ giúp bổ sung cho nhược điểm của AMC bằng cách mang thông tin lớp đường truyền vào trong quy trình.

Yêu cầu lặp tự động lai

• Do tính không ổn định của kênh vô tuyến, rõ ràng những phép đo vô tuyến có thể không theo riêng mẫu một nền tảng đảm bảo cho hoạt động của AMC vì vậy những cơ chế bổ sung là cần thiết. HARQ cho phép tiếp nhận NE(Network Element: phần tử mạng) để phát hiện lỗi và cần thiết để yêu cầu truyền phát lại. Là một trong những cơ chế cơ bản được sử dụng trong truyền dữ liệu, kỹ thuật truyền phát lại đảm bảo tiếp nhận các gói dữ liệu ít bị lỗi. Khi so sánh với ARQ quy ước, giá trị thêm vào được mang bởi HARQ nằm trong nó, có khả năng kết hợp đánh giá ban đầu hoặc thông tin rõ ràng từ việc truyền đi bản gốc và truyền phát lại đúng với quy trình thích ứng đường truyền. Bằng cách này, nó giúp giảm số lượng yêu cầu truyền phát lại và cải thiện việc thích ứng đường truyền ít lỗi hơn bất chấp những thay đổi của kênh vô tuyến.
• Dựa vào kế hoạch và những giao thức được sử dụng trong quy trình truyền phát lại trong HARQ, nó có thể được phân theo một số biến thức khác nhau như: Rate Compatible Punctured Turbo Codes (RCPTC), Incremental Redundancy and Chase Combining(IRCC). Trong khi một số chúng sử dụng thông tin bổ sung đã được truyền đi một cách tăng dần nếu mã hoá thất bại tại giai đoạn đầu của quy trình, những cái khác xử lý truyền phát lại một cách độc lập.
• Như việc truyền phát lại bị trễ và tiêu đề báo hiệu là những chỉ tiêu quan trọng, đặc biệt là cho các ứng dụng mạng di động, một trong những loại đơn giản của quy trình truyền phát lại, được gọi là Stop-and-Wait (SAW), được chọn cho HSDPA. Trong SAW, máy phát hoạt động trên khối hiện hành cho đến khi tiếp nhận thành công khối của UE được đảm bảo. Nó sử dụng một cơ chế nhận biết và tin nhắn để xác nhận việc truyền đi thành công của một gói dữ liệu đồng thời tránh việc truyền phát lại. Để tránh sự trễ kéo dài gây ra bởi thời gian chờ, nó sử dụng N kênh HARQ kèm theo SAW để làm cho quy trình truyền phát lại song song (quá trình nhận), do đó tiết kiệm được thời gian và tài nguyên.

Vì thế, trong khi giao thức HARQ thì dựa trên một hệ thống tải xuống không đồng bộ và một hệ thống tải lên đồng bộ, hệ thống được kết hợp dùng trong HSDPA dựa trên phương pháp gia tăng dư thừa. Khi áp dụng Kết hợp Chase, như một biến thể đặc trưng của HARQ, nhu cầu bộ nhớ mềm UE được phân vùng qua HARQ xử lý theo một dạng semi-static (bán tĩnh) thông qua một lớp cao hơn (ví dụ: tín hiệu RRC(Radio Resource Control: điều khiển tài nguyên vô tuyến)), điều này được hoàn thành khi kết hợp với việc xác định định dạng truyền tải và chọn lọc.

Fast- Scheduling

• Hoạt động hiệu quả của HSDPA thì liên quan đến AMC và HARQ, hàm ý như là chu kỳ packet-scheduling (lịch trình-thiết lập gói) thì đủ nhanh để theo dõi những thay đổi tức thời tại một tín hiệu fading UE. Điều này thì thực sự quan trọng trong trường hợp không có hoặc thiếu những cơ chế như điều khiển fast-power và cơ chế VSF (Variable Speadinh Factor: hệ số biến mở rộng), vì vậy chúng được thay thế bằng AMC, HARQ và những quy trình fast-retransmission (truyền phát lại nhanh). Điều này thì hầu như là nguyên do chính cho việc packet-scheluler (PS) (thiết lập-lịch trình gói) tại trạm thu phát BTS hơn là tại RNC(Radio Network Control: điều khiển mạng vô tuyến) như ở trường hợp ở phiên bản 4. Bằng cách đó độ trễ tại quy trình thiết lập được giảm thiểu và các phép đo vô tuyến hầu như phản xạ cao nhất trong điều kiên của kênh vô tuyến, dẫn tới những yêu cầu đưa ra đảm bảo và thiết lập tốt hơn.
• Do đó,cùng với việc đưa ra kế hoạch cấp phát mã cố định và giảm TTI(Transmission Time Interval: khoảng thời gian truyền) từ 10ms hoặc 20ms ở phiên bản 4 đến một khe cố định là 2ms trong HSDPA, cho phép PS đảm bảo thiết lập nhanh và cấu hình khung. Việc thực hiện PS vẫn còn phụ thuộc nhà cung cấp, vì thế có trường hợp những giải thuật RRM (Radio Resource Management: quản lý tài nguyên vô tuyến) được sử dụng trong cả các mạng di động 2G và 3G.

Chuyển vùng Cell liền mạch

• Chuyển vùng cell (tế bào) cho phép UE kết nối đến cell tốt nhất có sẵn khả dụng để phục vụ cho việc downlink (đường hướng xuống), dẫn đến kết nối liền mạch trong HS-PDSCH (High Speak- physical DSCH). Điều này hầu như sẽ giảm nhiễu không mong muốn, đặc biệt trong trường hợp chuyển giao mềm. Chuyển vùng cell thực chất chỉ là một phần của quá trình di động HS-PDSCH, nó đảm bảo tính di động UE trong việc liên kết với các kết nối dữ liệu tốc độ cao. Để đạt được điều này, vai trò dịch vụ của HS-DSCH (cell đã được liên kết với BS nó sẽ hoàn thành việc truyền đi và nhận của dịch vụ đường truyền vô tuyến HS-DSCH cho một UE) là chuyển từ một liên kết vô tuyến thuộc nguồn cell HS-DSCH tới một liên kết vô tuyến thuộc đối tượng cell HS-DSCH. Việc này cần được xử lý rõ ràng bởi việc cấp phát HS-PDSCH cho một UE chỉ thuộc dịch vụ đường truyền vô tuyến HS-DSCH đã được gán cho UE. Giống như chuyển giao thường trong UTRAN, dịch vụ chuyển vùng cell có thể được quyết định chủ yếu bởi UE hoặc là mạng. Tuy nhiên, phiên bản 5 chỉ hỗ trợ lựa chọn mạng điều khiển, được xử lý bởi báo hiệu RRC(hình D).

• Dịch vụ HS-DSCH có thể được thực hiện dựa trên các tiêu chí và xem xét khác nhau, bao gồm cả cấu hình kênh vật lý, đồng bộ UE-UTRAN và vị trí dịch vụ BS trong phân cấp hệ thống mạng. Trong bối cảnh này, nó là giá trị nhấn mạnh việc tái lập dịch vụ HS-DSCH BS và dịch vụ chuyển vùng cell HS-DSCH là hai quy trình riêng biệt, mặc dù tái lập dịch vụ HS-DSCH BS yêu cầu việc tái lập một dịch vụ chuyển vùng cell HS-DSCH, nhưng không phải theo cách khác xung quanh. Một khác biệt chủ yếu là việc kết hợp với tái lập dịch vụ HS-DSCH BS, các thực thể HARQ nằm trong nguồn HS-DSCH BS sẽ bị ngưng và các thực thể HARQ mới trong mục tiêu HS-DSCH BS được tạo ra.