Hochgeschwindigkeitspaketzugriff

Hspa+ auf einem Android Smartphone ausgeführtes Version 6.0.1 (Marshmallow).

Hochgeschwindigkeitspaketzugriff (Hspa)[1] ist eine Verschmelzung von zwei Handy, Mobiltelefon Protokolle, Hochgeschwindigkeits -Downlink -Paket -Zugriff (HSDPA) und Hochgeschwindigkeits -Uplink -Paketzugriff (HSUPA), der die Leistung von vorhandenen erweitert und verbessert 3g Mobile Telekommunikationsnetzwerke nutzen die WCDMA Protokolle. Eine weitere verbesserte 3GPP Standard, Evolved High Speed ​​Packet Access (Auch als HSPA+bekannt) wurde Ende 2008 mit der nachfolgenden weltweiten Einführung ab 2010 veröffentlicht. Mit dem neueren Standard können Bit-Rates im Downlink und 34 Mbit/s im Uplink bis zu 337 Mbit/s erreichen. Diese Geschwindigkeiten werden jedoch in der Praxis selten erreicht.[2]

Überblick

Die ersten HSPA -Spezifikationen unterstützten die Spitzendatenraten von bis zu 14 Mbit/s im Downlink und 5,76 Mbit/s im Uplink. Es reduzierte auch die Latenz und sorgte im Downlink um bis zu fünfmal mehr Systemkapazität und bis zu doppelt so viel Systemkapazität im Uplink im Vergleich zu dem ursprünglichen WCDMA -Protokoll.

Hochgeschwindigkeits -Downlink -Paketzugriff (HSDPA)

Zelluläre Netzwerkstandards und Zeitleiste für Generation.

Hochgeschwindigkeits -Downlink -Paketzugriff (HSDPA) ist verbessert 3g (dritte Generation) Handy, Mobiltelefon Kommunikationsprotokoll in der HSPA-Familie (Hochgeschwindigkeitspaket Access). HSDPA ist auch als bekannt als 3,5 g und 3g+. Es ermöglicht Netzwerke basierend auf der Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) höhere Datengeschwindigkeiten und -kapazität. HSDPA wurde mit vorgestellt mit 3GPP Release 5, die auch eine Verbesserung des Uplink begleitete, der einen neuen Träger von 384 kbit/s bietet. Der vorherige maximale Träger betrug 128 kbit/s. HSDPA nimmt ebenfalls ab Latenz und damit die Zeit für eine Rundreise für Anwendungen. Evolved High Speed ​​Packet Access (HSPA+), das in 3GPP -Release 7 eingeführt wurde, erhöhte die Datenraten durch Hinzufügen von 64QAM -Modulation weiter. Mimo, und Dual-Carrier HSDPA Betrieb. Noch höhere Geschwindigkeiten von bis zu 337,5 mbit/s sind unter 3GPP -Freisetzung 11 möglich.[3]

Die erste Phase von HSDPA wurde in der 3GPP -Release 5 angegeben. Phase 1 führte neue Grundfunktionen ein und zielte darauf ab, Spitzendatenraten von 14,0 mbit/s mit einer signifikant reduzierten Latenz zu erreichen. Die Verbesserung von Geschwindigkeit und Latenz verringert die Kosten pro Bit und verbessert die Unterstützung für Hochleistungs-Paketdatenanwendungen. HSDPA basiert auf der gemeinsamen Kanalübertragung, und seine wichtigsten Funktionen sind gemeinsam genutzte Kanal- und Multi-Code-Übertragungen. Modulation höherer Ordnung, Kurzübertragungszeitintervall (TTI), Schnellverbindungsanpassung und -planung sowie schnell hybride automatische Wiederholungsanforderung (HARQ). Weitere neue Funktionen sind die Hochgeschwindigkeits-Downlink-Shared Channels (HS-Dsch). Quadraturphasenverschiebungstaste, 16-Quadraturamplitudenmodulationund das Hochgeschwindigkeits-Medium-Zugangsprotokoll (MAC-HS) in der Basisstation.

Das Upgrade auf HSDPA ist häufig nur ein Software -Update für WCDMA -Netzwerke. Im Allgemeinen werden Sprachanrufe in der Regel gegenüber der Datenübertragung priorisiert.

Benutzerausrüstung Kategorien

Die folgende Tabelle stammt aus Tabelle 5.1a der Freisetzung 11 von 3GPP TS 25.306[4] und zeigt maximale Datenraten verschiedener Geräteklassen und nach welcher Kombination von Merkmalen, die sie erreicht werden. Die Datenrate pro Zell pro Stream wird durch die "maximale Anzahl von Bits eines HS-DSCH-Transportblocks, das innerhalb eines HS-Dsch-TTI empfangen wird" und das "Mindestintervall mit Inter-TTI" begrenzt. Der TTI ist 2 ms. So kann CAT 10 beispielsweise 27.952 Bit/2 ms = 13,976 mbit/s dekodieren (und nicht 14,4 mbit/s, wie oft falsch beansprucht). Die Kategorien 1-4 und 11 haben inter-TTI-Intervalle von 2 oder 3, was die maximale Datenrate um diesen Faktor verringert. Zwei-Zell- und MIMO 2x2 multiplizieren jeweils die maximale Datenrate mit 2, da mehrere unabhängige Transportblöcke über verschiedene Träger bzw. räumliche Ströme übertragen werden. Die in der Tabelle angegebenen Datenraten werden auf einen Dezimalpunkt gerundet.

Weitere UE -Kategorien wurden ab 3GGP Release 7 definiert Evolved Hspa (Hspa+) und sind in aufgeführt Entwickelte HSDPA UE -Kategorien.

Anmerkungen

  1. ^ 16-QAM impliziert QPSK-Unterstützung, 64-QAM impliziert 16-QAM- und QPSK-Unterstützung.
  2. ^ Die maximale Coderate ist nicht begrenzt. Ein Wert nahe 1 in dieser Spalte zeigt an, dass die maximale Datenrate nur unter idealen Bedingungen erreicht werden kann. Das Gerät ist daher direkt mit dem Sender verbunden, um diese Datenraten zu demonstrieren.
  3. ^ Die in der Tabelle angegebenen maximalen Datenraten sind die Datenraten der physischen Schicht. Die Datenrate der Anwendungsschicht beträgt ungefähr 85% davon aufgrund der Einbeziehung von IP -Headern (Overhead -Informationen) etc.

Annahme

GPRS-speed in a HSDPA planen

Ab dem 28. August 2009, 250 HSDPA -Netzwerke haben kommerziell gestartet mobiles Breitband Dienstleistungen in 109 Ländern. 169 HSDPA -Netzwerke unterstützen 3,6 Mbit/s Peak Downlink -Datendurchsatz. Eine wachsende Zahl liefert 21 Mbit/S Peak -Daten Downlink.

CDMA2000-Evdo Netzwerke hatten den frühen Vorsprung auf Leistung und japanisch Anbieter waren sehr erfolgreiche Benchmarks dafür. Aber in letzter Zeit scheint sich dies zugunsten von HSDPA zu ändern, da immer mehr Anbieter weltweit es übernehmen.

Im Jahr 2007 begann immer mehr Telekommunikationsunternehmen weltweit zu verkaufen HSDPA -USB -Modems Bereitstellung mobiler Breitbandverbindungen. Darüber hinaus wuchs die Popularität von HSDPA -Festnetzer -Ersatzkästen - die HSDPA für Daten überstand Ethernet und W-lanund Ports zum Anschließen herkömmlicher Festnetze Telefone. Einige werden mit Verbindungsgeschwindigkeiten von "bis zu 7,2 mbit/s" vermarktet,[5] das wird nur unter idealen Bedingungen erreicht. Infolgedessen können diese Dienste langsamer als erwartet sein, wenn sie in Innenräumen in der Randabdeckung berücksichtigt werden.

Hochgeschwindigkeits -Uplink -Paketzugriff (HSUPA)

Hochgeschwindigkeits-Uplink-Paketzugriff (Hsupa) ist eine 3G -Mobiltelefonie Protokoll in der HSPA -Familie. Diese Technologie war der zweite Hauptschritt im UMTS -Evolutionsprozess. Es wurde in 3GPP Release 6 angegeben und standardisiert, um die Uplink -Datenrate auf 5,76 zu verbessern Mbit/sdie Kapazität erweitern und die Latenz reduzieren. Zusammen mit zusätzlichen Verbesserungen schafft dies Möglichkeiten für eine Reihe neuer Anwendungen, einschließlich VoIP, Hochladen von Bildern und Senden großer E-Mail-Nachrichten.

HSUPA wurde von neueren Technologien abgelöst, die die Übertragungsraten weiter vorantreiben. LTE bietet bis zu 150 Mbit/s für Downlink und 50 Mbit/s für Uplink. Seine Entwicklung LTE Fortgeschrittene Unterstützt maximale Downlink -Raten von über 1 Gbit/s.

Technologie

Enhanced Uplink fügt WCDMA einen neuen Transportkanal hinzu, der als Enhanced Dedicated Channel (E-DCH) bezeichnet wird. Es verfügt auch über mehrere Verbesserungen, die denen von HSDPA ähneln, einschließlich Multi-Code-Übertragung, kürzeres Übertragungszeitintervall, das schneller ermöglicht Linkanpassung, schnelle Planung und schnelle Hybrid Automatische Wiederholungsanforderung (HARQ) mit inkrementeller Redundanz zur Herstellung Wiederholungen effektiver. Ähnlich wie bei HSDPA verwendet HSUPA einen "Paketplaner", der jedoch nach einem "Anforderungs-Grant" -Prinzip arbeitet, bei dem die Benutzerausrüstung (UE) fordert die Erlaubnis zum Senden von Daten an, und der Scheduler entscheidet, wann und wie viele UES dies tun dürfen. Eine Übertragungsanforderung enthält Daten über den Status des Übertragungspuffers und die Warteschlange am UE und der verfügbaren Leistungsspanne. Im Gegensatz zu HSDPA sind Uplink -Übertragungen jedoch nicht senkrecht zueinander.

Zusätzlich zu diesem "geplanten" Übertragungsmodus ermöglichen die Standards einen selbstinitiierten Übertragungsmodus der UES, die als "nicht geplant" bezeichnet wird. Der nicht geplante Modus kann beispielsweise für verwendet werden Voip Dienstleistungen, für die selbst die reduzierten TTI und die Knoten b Der basierte Scheduler kann nicht die sehr kurze Verzögerungszeit und die erforderliche konstante Bandbreite bereitstellen.

Jeder MAC-D-Fluss (d. H. QoS-Fluss) ist so konfiguriert, dass sie entweder geplante oder nicht planzielle Modi verwenden. Das UE passt die Datenrate für geplante und nicht geplante Ströme unabhängig an. Die maximale Datenrate jedes nicht geplanten Flusses wird bei Call-Setup konfiguriert und normalerweise nicht häufig geändert. Die von den geplante Strömungen verwendete Leistung wird dynamisch vom Knoten B durch Absolute Grant (bestehend aus einem tatsächlichen Wert) und relativem Zuschuss (bestehend aus einem einzigen Up/Down -Bit) gesteuert.

Bei der Physische Schicht, HSUPA führt neue Kanäle E-AGCH (Absolute Grant Channel), E-RGCH (Relative Grant Channel), F-DPCH (Fractional-DPCH), E-Hich (E-DCH Hybrid ARQ-Indikatorkanal), E-DPCCH (E) ein -DCH dedizierter physischer Kontrollkanal) und E-DPDCH (E-DCH-dedizierter physischer Datenkanal).

E-DPDCH wird verwendet, um den E-DCH-Transportkanal zu tragen. und E-DPCCH wird verwendet, um die mit der E-DCH verbundenen Steuerungsinformationen zu tragen.

Benutzerausrüstung Kategorien

Die folgende Tabelle zeigt Uplink -Geschwindigkeiten für die verschiedenen Kategorien von HSUPA.

Weitere UE -Kategorien wurden ab 3GGP Release 7 als Evolved HSPA (HSPA+) definiert und sind in aufgeführt Entwickelte die Kategorien der Hsupa -UE.

Evolved High Speed ​​Packet Access (HSPA+)

Hauptartikel: Evolved High Speed ​​Packet Access

Evolved Hspa (Auch als HSPA Evolution bekannt, HSPA+) ist ein drahtloser Breitbandstandard, der in definiert ist 3GPP Release 7 der WCDMA -Spezifikation. Es liefert Erweiterungen der vorhandenen HSPA -Definitionen und ist daher ein rückwärtskompatibel bis zum ursprünglichen Release 99 WCDMA Network Releases. Evolved HSPA liefert Datenraten zwischen 42,2 und 56 Mbit/s im Downlink und 22 Mbit/s im Uplink (pro 5 -MHz -Träger) mit mehreren Eingaben, mehreren Ausgangsmultizen (2x2 MIMO) und Modulation mit höherer Ordnung (64 QAM). Mit der Dual -Cell -Technologie können diese verdoppelt werden.

Seit 2011 ist HSPA+ bei WCDMA -Betreibern mit fast 200 Verpflichtungen sehr weit verbreitet.[6]

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Nomor Research: White Paper "Technologie des Hochgeschwindigkeitspaket -Zugangs" Archiviert 23. Januar 2009 bei der Wayback -Maschine, nomor.de
  2. ^ "Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); UE -Funkzugriffsfunktionen" (PDF). ETSI. Januar 2014. Abgerufen 4. März, 2014.
  3. ^ "Hspa". Über uns.
  4. ^ 3GPP TS 25.306 V11.0.0 http://www.3gpp.org/ftp/specs/html-info/25306.htm
  5. ^ "Vodafone UK - Wartung". vodafone.co.uk.
  6. ^ "DC-HSPA+ bringt 42 Mbit / s in 39 Netzwerke". 3GPP. Abgerufen 8. Juli, 2017.

Literaturverzeichnis

  • Sauter, Martin (2006). Kommunikationssysteme für die mobile Informationsgesellschaft. Chichester: John Wiley. ISBN 0-470-02676-6.
  • Harri Holma und Antti Toskala (2006). HSDPA/HSUPA für UMTS: Hochgeschwindigkeitsfunkzugriff für Mobilfunkkommunikation. ISBN 0-470-01884-4.
  • Stuhlfauth, Reiner (2012). Hochgeschwindigkeitspaketzugriff: Technologie- und Messaspekte von HSDPA- und HSUPA -Mobilfunksystemen. München. ISBN 978-3-939837-14-5.

Externe Links