Vysokorychlostní paketový přístup - High Speed Packet Access

HSPA+ na smartphonu Android s verzí 6.0.1 (Marshmallow) .

High Speed ​​Packet Access ( HSPA ) je sloučením dvou mobilních protokolů , High Speed ​​Downlink Packet Access (HSDPA) a High Speed ​​Uplink Packet Access (HSUPA), který rozšiřuje a zlepšuje výkon stávajících mobilních mobilních telekomunikačních sítí 3G pomocí protokolů WCDMA . Další vylepšený standard 3GPP , Evolved High Speed ​​Packet Access (také známý jako HSPA+), byl vydán koncem roku 2008 s následným celosvětovým přijetím od roku 2010. Novější standard umožňuje přenosové rychlosti dosáhnout až 337 Mbit/s v downlinku a 34 Mbit/s v uplinku. Tyto rychlosti jsou však v praxi dosahovány jen zřídka.

Přehled

První specifikace HSPA podporovaly zvýšení špičkových datových rychlostí až o 14 Mbit/s v downlinku a 5,76 Mbit/s v uplinku. Také to snížilo latenci a poskytlo až pětkrát větší kapacitu systému v uplinku a až dvakrát tolik systémové kapacity v uplinku ve srovnání s původním protokolem WCDMA.

Vysokorychlostní downlink paketový přístup (HSDPA)

High Speed ​​Downlink Packet Access ( HSDPA ) je vylepšený mobilní komunikační protokol 3G (třetí generace) v rodině High-Speed ​​Packet Access (HSPA). HSDPA je také známý jako 3.5G a 3G+ . Umožňuje sítím založeným na Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) mít vyšší datové rychlosti a kapacitu. HSDPA byl představen s 3GPP Release 5, což také doprovázelo zlepšení uplinku a poskytlo nový nosič 384 kbit/s. Předchozí maximální nositel byl 128 kbit/s. HSDPA také snižuje latenci a tedy i zpáteční dobu pro aplikace. Evolved High Speed ​​Packet Access (HSPA+), který byl představen v 3GPP Release 7, dále zvýšil rychlost dat přidáním 64QAM modulace, MIMO a Dual-Carrier HSDPA provozu. V 3GPP Release 11 jsou možné ještě vyšší rychlosti až 337,5 Mbit/s.

První fáze HSDPA byla specifikována v 3GPP vydání 5. První fáze představila nové základní funkce a byla zaměřena na dosažení špičkových datových rychlostí 14,0 Mbit/s s výrazně sníženou latencí. Zlepšení rychlosti a latence snižuje náklady na bit a zvyšuje podporu pro vysoce výkonné aplikace paketových dat. HSDPA je založen na přenosu sdíleným kanálem a jeho klíčovými funkcemi jsou sdílený kanál a vícekódový přenos, modulace vyššího řádu , krátký časový interval přenosu (TTI), přizpůsobení a plánování rychlého propojení a rychlé hybridní automatické opakování požadavku (HARQ). Dalšími novými funkcemi jsou vysokorychlostní sdílené kanály pro stahování (HS-DSCH), kvadraturní klíčování s fázovým posunem , 16kvadraturní amplitudová modulace a vysokorychlostní protokol pro střední přístup (MAC-hs) v základnové stanici.

Upgrade na HSDPA je často jen softwarovou aktualizací pro sítě WCDMA. Obecně mají hlasové hovory přednost před přenosem dat.

Kategorie uživatelského vybavení

Následující tabulka je odvozena z tabulky 5.1a vydání 11 3GPP TS 25.306 a ukazuje maximální přenosové rychlosti pro různé třídy zařízení a podle toho, jaké kombinace funkcí jsou dosaženy. Rychlost přenosu dat na buňku na stream je omezena "maximálním počtem bitů transportního bloku HS-DSCH přijatého v rámci HS-DSCH TTI" a "minimálním intervalem mezi TTI". TTI je 2 ms. Například Cat 10 dokáže dekódovat 27 952 bitů/2 ms = 13 976 Mbit/s (a ne 14,4 Mbit/s, jak se často nesprávně tvrdí). Kategorie 1-4 a 11 mají inter-TTI intervaly 2 nebo 3, což snižuje maximální rychlost přenosu dat o tento faktor. Dual-Cell a MIMO 2x2 znásobují maximální rychlost přenosu dat o 2, protože více nezávislých transportních bloků je přenášeno přes různé nosiče nebo prostorové toky. Datové rychlosti uvedené v tabulce jsou zaokrouhleny na jedno desetinné místo.

Další kategorie UE byly definovány od 3GGP verze 7 dále jako Evolved HSPA ( HSPA+ ) a jsou uvedeny v kategoriích Evolved HSDPA UE .

Poznámky

Přijetí

Rychlost GPRS v plánu HSDPA

Ke dni 28. srpna 2009 250 sítí HSDPA komerčně spustilo mobilní širokopásmové služby ve 109 zemích. 169 sítí HSDPA podporuje špičkovou datovou propustnost 3,6 Mbit/s. Rostoucí počet dodává špičkový datový downlink 21 Mbit/s a 28 Mbit/s.

Sítě CDMA2000 - EVDO měly prvotní náskok ve výkonu a japonští poskytovatelé pro ni byli velmi úspěšnými měřítky. Ale v poslední době se zdá, že se to mění ve prospěch HSDPA, protože stále více poskytovatelů na celém světě jej přijímá.

V průběhu roku 2007 začal rostoucí počet telekomunikačních společností na celém světě prodávat USB modemy HSDPA za účelem poskytování širokopásmového mobilního připojení. Kromě toho rostla popularita náhradních boxů HSDPA pro pevné linky - poskytující HSDPA pro data přes ethernet a WiFi a porty pro připojení tradičních pevných telefonů. Některé jsou prodávány s rychlostí připojení „až 7,2 Mbit/s“, které je dosahováno pouze za ideálních podmínek. V důsledku toho mohou být tyto služby v okrajovém pokrytí uvnitř pomalejší, než se očekávalo.

High Speed ​​Uplink Packet Access (HSUPA)

High-Speed ​​Uplink Packet Access ( HSUPA ) je protokol 3G mobilní telefonie z rodiny HSPA. Tato technologie byla druhým významným krokem v procesu evoluce UMTS. Byl specifikován a standardizován v 3GPP Release 6, aby se zlepšila rychlost přenosu dat na 5,76 Mbit/s , rozšířila se kapacita a snížila latence. Spolu s dalšími vylepšeními to vytváří příležitosti pro řadu nových aplikací, včetně VoIP, nahrávání obrázků a odesílání velkých e-mailových zpráv.

HSUPA byla nahrazena novějšími technologiemi, které dále zvyšují přenosové rychlosti. LTE poskytuje až 300 Mbit/s pro downlink a 75 Mbit/s pro uplink. Jeho vývoj LTE Advanced podporuje maximální rychlosti stahování více než 1 Gbit/s.

Technologie

Enhanced Uplink přidává do WCDMA nový přenosový kanál, nazvaný Enhanced Dedicated Channel (E-DCH). Obsahuje také několik vylepšení podobných těm z HSDPA, včetně vícekódového přenosu, kratší časový interval přenosu umožňující rychlejší přizpůsobení spojení , rychlé plánování a rychlou hybridní automatickou žádost o opakování (HARQ) s inkrementální redundancí, díky níž jsou retransmise efektivnější. Podobně jako HSDPA, HSUPA používá „plánovač paketů“, ale funguje na principu „žádosti o udělení“, kdy uživatelské zařízení (UE) požaduje povolení k odesílání dat a plánovač rozhoduje, kdy a kolik UE bude povoleno tak učinit . Žádost o přenos obsahuje data o stavu přenosové vyrovnávací paměti a frontě v UE a její dostupné rezervě výkonu. Na rozdíl od HSDPA však uplinkové přenosy nejsou navzájem ortogonální .

Kromě tohoto „naplánovaného“ režimu přenosu standardy umožňují režim přenosu spuštěný ze zařízení UE, označovaný jako „neplánovaný“. Neplánovaný režim může být například použit pro služby VoIP, pro které ani redukovaný TTI a plánovač založený na uzlu B nebudou schopni poskytnout velmi krátkou dobu zpoždění a požadovanou konstantní šířku pásma.

Každý tok MAC-d (tj. Tok QoS) je nakonfigurován tak, aby používal buď plánované, nebo neplánované režimy. UE upravuje rychlost přenosu dat pro naplánované a neplánované toky nezávisle. Maximální datová rychlost každého neplánovaného toku je konfigurována při nastavení hovoru a obvykle se nemění často. Výkon využívaný naplánovanými toky je dynamicky řízen uzlem B prostřednictvím zpráv o absolutním udělení (skládající se ze skutečné hodnoty) a relativního udělení (sestávajícím z jednoho bitu nahoru/dolů).

Na fyzické vrstvě HSUPA představuje nové kanály E-AGCH (Absolute Grant Channel), E-RGCH (Relative Grant Channel), F-DPCH (Fractional-DPCH), E-HICH (E-DCH Hybrid ARQ Indicator Channel), E -DPCCH (vyhrazený fyzický kontrolní kanál E-DCH) a E-DPDCH (vyhrazený fyzický datový kanál E-DCH).

E-DPDCH se používá k přenášení transportního kanálu E-DCH; a E-DPCCH se používá k přenosu řídicích informací spojených s E-DCH.

Kategorie uživatelského vybavení

Následující tabulka ukazuje rychlosti uplinku pro různé kategorie HSUPA.

Další kategorie UE byly definovány od 3GGP verze 7 dále jako Evolved HSPA (HSPA+) a jsou uvedeny v kategoriích Evolved HSUPA UE .

Evolved High Speed ​​Packet Access (HSPA+)

Evolved HSPA (také známý jako HSPA Evolution, HSPA+) je bezdrátový širokopásmový standard definovaný v 3GPP vydání 7 specifikace WCDMA. Poskytuje rozšíření stávajících definic HSPA, a je tedy zpětně kompatibilní až do původních verzí sítě WCDMA Release 99. Evolved HSPA poskytuje datové rychlosti mezi 42,2 a 56 Mbit/s v downlinku a 22 Mbit/s v uplinku (na 5 MHz nosnou) s technologií více vstupů, více výstupů (2x2 MIMO) a modulací vyššího řádu (64 QAM). S technologií Dual Cell je lze zdvojnásobit.

Od roku 2011 je HSPA+ velmi široce nasazován mezi operátory WCDMA s téměř 200 závazky.

Viz také

Reference

Bibliografie

externí odkazy