告別2G語音為王的時代，當前中國運營商正迎來數據業務崛起的3G新時代。用戶需要視頻通信、游戲下載、手機電視等各種豐富的應用，同時也需要運營商提供足夠大的帶寬，因此提升小區的數據吞吐量就尤為重要，對此，中興通訊此前推出了自主知識產權的HSPA MX倍速（空分復用）技術，可使運營商在不增加任何硬件投資的條件下，僅需軟件升級方式，即可成倍提升小區吞吐量。本期，我們邀集國家知識產權局、中國移動通信集團設計院、北京郵電大學、中興通訊的專家對該技術的創新情況和進一步發展做出解讀。
國家知識產權局知識產權研究中心 王雷
HSPA MX為運營商和設備商帶來雙贏
中興通訊在TD-SCDMA（以下簡稱TD）標準框架下研發出HSPA MX技術，具有重要的產業價值。2008年底我國3G牌照正式發放，在頻譜分配上為TD做出特別部署，這給中國通信產業界帶來了重要的發展機遇，也為實力最強的運營商——中國移動運營TD提供了必要的物質基礎。
但相比cdma2000和WCDMA，TD發展面臨著缺乏商用經驗、整體產業鏈完整程度需要加強等多方面挑戰。此時為運營商提供設備的中興通訊在TD標準框架下積極研發出HSPA MX技術，通過評測具有很好技術效果，這對TD整體產業鏈的發展起到了重要的支持作用。而這種支持對于設備商本身的發展也極具戰略作用，為其搶占TD設備市場提供了支持，非常值得鼓勵。
新技術的推出基于豐厚的技術儲備
中興通訊對空分復用技術和TD標準框架早有深刻認識，研發HSPA MX技術早有儲備。早在2000年，中興通訊便申請專利00125697“多載波軟件無線電收發信機及其提高智能天線性能的方法”，開始對空分復用技術進入了深入研發，并獲得了專利權。
中興通訊在2004年以前對于空分復用技術主要針對FDD系統進行研究，TD聯盟成立后技術研發更多地傾向于TDD系統。所以中興通訊能夠提出針對TD系統的空分復用技術是基于豐厚的技術儲備的。
建議將HSPA MX納入TD專利池
提出具有先進性的技術申請、獲得專利并不是企業的最終目的，最終目的是利用專利獲得相應的市場成功，在這方面可參考國外通信巨頭的經營模式。通信產業具有兩個特點：第一，通信產業以標準為核心，芯片商、設備商、運營商都需要緊密圍繞標準發展；第二，通信產業鏈的運行需要芯片商、設備商、運營商協力共同運行。在認識到通信產業的特點后，應當注意兩點。
首先運用專利不能像高通公司一樣使用專利武器竭澤而漁，使其主導的CDMA技術和UMB標準道路越走越窄。
其次，參考WCDMA和WiMAX的運營經驗，組成TD專利池，將HSPA MX這樣重要的專利納入其中。這樣可以起到幾方面的作用：第一，使產業鏈正常運行所需要的各種角色都能參與其中，而不因專利壁壘退出；第二，如果不擁有相關技術和專利籌碼的國外機構希望加入，可以此為條件交換設備商所需要的其他標準的專利許可。
我國通信設備商在產品性價比競爭中具有一定的優勢，在突破專利壁壘后，將使其競爭能力得到更高提升。
如何在自主開創的技術方向下盡可能多的獲得專利籌碼
在對多個技術領域的專利進行閱讀、分析后發現，中國人并不缺乏創新精神和奇思妙想，缺乏的是如何有效運用專利這種方式獲得技術保護并從中獲取收益的能力。
如對于中國自主提出的TD標準，最早的標準框架專利出現在1997年，但國內產業界大規模向TDD方向的CDMA系統部署卻在2003年以后，而松下等日本公司于1998年就在TD的標準框架下對技術方案申請專利。日本和韓國產業界當年突破專利壁壘，其重要手段就在于跟蹤意識和變通意識，這種情況非常值得中國通信產業界思考。所以建議開創了HSPA MX這樣好的技術方案的中興通訊在專利方面把自身的技術權益表達充分，并盡可能多地獲得專利籌碼。
中國移動通信集團設計院研究所高級工程師 董江波
HSPA MX技術可以大大提高用戶體驗
HSPA MX技術是HSPA技術在TD系統中的先進和創新的應用。HSPA MX在自身的自適應編碼、HRQ、Quest調度等方面與傳統的HSPA技術類似，但HSPA MX主要應用了空間的隔離特性。當多個用戶之間的空間隔離度滿足一定條件的時候，由于HSPA MX空間隔離度作用，用戶可以復用相應的碼道，從而達到提高傳輸效率的作用。因此，不同用戶之間能否和如何滿足一定的空間隔離度，是該技術能否應用以及應用效果如何的關鍵所在。運營商在部署網絡時會考慮這一關鍵特性，根據該特性來選擇部署網絡的技術方案。
用戶體驗方面，在室內小規模試點情況下，兩個用戶之間的隔離度如果能滿足一定條件的話，確實可以提高小區的吞吐率；在相同用戶數的情況下，小區吞吐量的提升可以帶來每個用戶通信吞吐量的提升；單個用戶吞吐量提升之后，用戶進行游戲下載等下載業務時的速率將提高，用戶體驗將大大提升。
HSPA MX是一個多倍速的技術，根據不同的設置，可以將吞吐率提升至2倍、4倍等，這主要是由多個用戶之間的隔離度大小以及室內部署的通道數量而決定。但是這種倍速技術不是永無止境增加的，它也有一定的極限，這種極限主要由室內部署的通道數、通道內各用戶之間的隔離度是否可在實際的網絡中達到、硬件的處理能力等指標而決定。
多通道和多天線特性是HSPA MX應用的前提
增加小區的數據吞吐量，尤其是增加室內的數據吞吐量（這種室內是多通道部署場景），HSPA MX是具有一定的優勢的。如果從改變底層物理層傳輸技術層面考慮提高系統吞吐量，那么采用64QAM和MIMO，在標準和終端上都會做一定的修改。而HSPA MX并未對底層的物理層傳輸技術做出改變，也不需要對終端進行相應的改進，標準方面也無需進行較大修改。如果采用增加HSPA MX設備增加室內下行數據吞吐量，對于無線接入網絡的規劃無需較大的修改，但要在傳輸系統做相應的修改和增強。
采用HSPA MX、64QAM和MIMO技術并不矛盾，可以結合在一起使用。比如理論上講，采用64QAM調制可以使峰值速率從1.6Mbit/s提高至3.2Mbit/s，再采用2×2MIMO可以將速率提高至6.4Mbit/s，而這時依然可以在室內采用HSPA MX技術，從而對數據速率進行2倍速或者4倍速提高。
HSPA MX技術主要是與TD系統相結合而產生的一種新技術，因為TD采用多天線、具有多通道特性；而WCDMA系統并不具有多天線和多通道特性，不便于形成各用戶間隔離度較好的情形，應用起來也就有一定的困難。TD在室內應用時會有8通道或6通道，每個通道相當于一個小型的功放，應用時可以在1、2層用一個通道，3、4層用另一通道，5、6層再用一個通道，這樣以來三個層次在通道上就產生一定的隔離，能夠區分不同層次的用戶，具有很好的區分性。WCDMA系統是單通道設置，是一個大功放、而不是多個小功放機制。
北京郵電大學信息與通信學院博士 許森
TD系統是自干擾碼道受限系統，碼道的利用效率有效提升是提高TD頻譜利用率的關鍵。目前TD采用的是15M帶寬(2010MHz～2025MHz）、9個頻點（室外6個頻點，室內3個頻點）的方式，而WCDMA采用30MHz的帶寬，雖然理論上TD的頻譜利用率高于WCDMA，但是總的容量上低于WCDMA。
數據業務是移動運營商未來競爭的焦點，對于現有TD系統設備技術，最大的缺陷就是室內覆蓋。根據NTT docomo的統計，大約69.7%的3G業務量來自于室內。因此，3G未來業務的重心在室內，如何提高室內覆蓋的效率，對于TD和WCDMA系統都至關重要。
中興通訊推出的HSPA MX倍速(空分復用)技術，實質上增加了空分的增益，在室內覆蓋的情況下利用了樓道、墻體的隔離作用，而在室外利用了智能天線的波束賦形技術，使得不同用戶在空間產生隔離。這種技術可以提高TD頻譜利用率和系統數據吞吐量。
HSPA MX技術應用于室內、室外環境時其基本原理有所區別。
對于室外場景，其原理可以歸納為：HSPA MX算法+SDMA原理+TD智能天線技術。其空分的增益主要是利用智能天線的波束賦形功能，在不同用戶間形成的空間隔離，采用HSPA MX算法后可以實現用戶間無線資源的復用，包括頻點、時隙、碼道。相比未采用該技術的HSPA系統，用戶吞吐量可以提升1.3～1.5倍。
對于室內覆蓋，由于室內樓板、墻體構成用戶間天然的隔離，使用HSPA MX算法和多通道室內覆蓋技術，實現了用戶間無線資源的重用。與室外技術相比，在室內應用效果由于存在天然的隔離其效果更好，用戶吞吐量可以提升2倍左右。根據天津的室外測試結果，采用這種技術之后，三次測試結果分別提升到原來的184%、191%、194%，符合室內部分可以提高到2倍的結論。
此外增加小區吞吐量可以有多種方式，如增加設備、引入新技術，其中包括采用更高的調制方式64QAM，采用MIMO技術等。但不同方式所帶來的升級成本以及吞吐量的增益是不一樣的。這項技術對網絡和終端不會有影響，在網絡上面，整體網絡只需要通過軟件就可以了，不需要硬件改動。并且MX技術不改變空口協議，意味著終端不需要做任何的改變，便于升級。
中興通訊TD產品市場總監 姚磊
當前，滿足迅猛增長的數據業務需求成為運營商的關注重點。中國移動迎接其他運營商數據業務挑戰的關鍵是：提升TD網絡數據業務吞吐量，提升數據用戶感受。提升TD網絡數據業務能力的三種方式：第一，調整上下行時隙比例，將時隙比3：3調整為2：4，每個載波可增加1個HSDPA時隙，數據業務吞吐量提升50%；第二，載波擴容，增加HSDPA載波數；第三，軟件升級支持HSPA MX倍速技術，提升吞吐量300% 。
軟件升級支持HSPA MX倍速技術，是最簡單有效成本最低的提升網絡數據業務能力的方法。中興通訊2008年1月基于空分復用技術提出HSPA MX技術，在不改變標準、接口和終端的情況下，成倍提升HSPA小區吞吐量。在推進該技術商用化的同時，中興通訊實現了進一步創新：如將HSDPA 2X升級到4X，實現HSUPA MX技術，實現室外HSPA MX技術等。
實現三大創新突破
HSPA MX實現了三大創新，可以提升數據速率高達4倍，可應用于HSDPA/HSUPA、室內/室外，提升上下行鏈路速率。
第一，HSPA MX技術從2X升級到4X，在原吞吐量提升1.8～2.0倍基礎上，進一步提升到3.5～4.0倍，進一步提高了資源利用率。吞吐量大幅提高，可以減少HS時隙配置數量，提供更多R4資源；室內是主要數據業務應用場景，HSPA MX 4倍速技術可以解決密集城區和一些熱點區域頻率受限問題。2009年3月中國移動研究院完成了HSPA MX 4倍速測試，測試結果表明該技術性能優異。
第二，HSDPA到HSUPA。HSUPA MX技術可使室內環境吞吐量提高到原來的3.5～4.0倍，大幅提高上行資源利用率；可以自適應，根據不同應用環境自動判斷是否適合采用HSUPA MX倍速技術；僅通過軟件升級就可支持HSUPA MX；采用該技術不影響終端和網絡規劃；無需改造系統硬件，基帶板無需擴容。2008年12月在上海張江，中興通訊HSUPA MX技術全球首家通過測試驗證；2009年3月，中國移動研究院完成了HSUPA MX技術測試。
第三，室內到室外。在室內應用HSPA MX的基礎上，中興通訊把應用范圍擴展到室外，室外吞吐量提高到原吞吐量的1.3～1.5倍，提高了資源利用率。2008年9月在天津外場，中興通訊HSPA MX技術進行了室外測試驗證，測試結果優異。