Vyvinutý vysokorychlostní paketový přístup - Evolved High Speed Packet Access

část série na
generace mobilních telefonů
mobilní telekomunikace
analog
digitální
Značka HSPA + zobrazená na oznamovací liště na smartphonu se systémem Android.

Vyvinutý vysokorychlostní paketový přístupnebo HSPA +nebo HSPA (plus)nebo HSPAP je technická norma pro bezdrátové širokopásmové připojení telekomunikace. Je to druhá fáze HSPA který byl představen ve verzi 3GPP verze 7 a je dále vylepšován v pozdějších verzích 3GPP. HSPA + může dosáhnout rychlosti přenosu dat až 42,2 Mbit / s.[1] Představuje technologie anténního pole, jako je tvarování paprsku a komunikace s více vstupy a výstupy (MIMO). Tvarování paprsku zaměřuje vysílaný výkon antény v paprsku směrem k uživateli. MIMO používá více antén na straně odesílatele i přijímače. Další vydání standardu zavedly provoz se dvěma nosnými, tj. Současné použití dvou nosných 5 MHz. Tato technologie také přináší významné vylepšení výdrže baterie a dramaticky rychlejší dobu probuzení z nečinnosti, což přináší skutečné připojení vždy. HSPA + je vývoj HSPA, který vylepšuje stávající 3G síť a poskytuje telekomunikačním operátorům způsob přechodu na 4G rychlosti, které jsou více srovnatelné s původně dostupnými rychlostmi novějších LTE sítí bez nasazení nového rádiového rozhraní. HSPA + by neměla být zaměňována s LTE ačkoli, který používá vzduchové rozhraní založené na ortogonální frekvenční dělení modulace a vícenásobný přístup.[2]

Advanced HSPA + je dalším vývojem HSPA + a poskytuje datové rychlosti až 84,4 a 168Megabitů za sekundu (Mbit / s) do mobilního zařízení (downlink) a 22 Mbit / s z mobilního zařízení (uplink) za ideálních podmínek signálu. Technicky je jich dosaženo použitím techniky s více anténami známé jako MIMO (pro „více vstupů a více výstupů“) a vyšší objednat modulaci (64QAM) nebo kombinací více buněk do jedné technikou známou jako Dual-Cell HSDPA.

Downlink

Vyvinutý HSDPA (HSPA +)

An Vyvinutý HSDPA síť může teoreticky podporovat až 28 Mbit / s a ​​42 Mbit / s s jedním 5 MHz nosičem pro Rel7 (MIMO s 16QAM) a Rel8 (64-QAM + MIMO ), za dobrých podmínek kanálu s nízkou korelací mezi vysílacími anténami. Skutečné rychlosti jsou sice mnohem nižší. Kromě zvýšení propustnosti ze zdvojnásobení počtu buněk, které mají být použity, lze dosáhnout i určitých rozdílů a společných plánovacích zisků.[3] QoS (Quality of Service) lze zlepšit zejména pro koncové uživatele se špatným rádiovým příjmem, kde nemohou těžit z dalších zlepšení kapacity WCDMA (MIMO a modulace vyššího řádu) kvůli špatné kvalitě rádiového signálu. V 3GPP byla položka studie dokončena v červnu 2008. Výsledek lze najít v technické zprávě 25.825.[4] Alternativní metodou pro zdvojnásobení datových rychlostí je zdvojnásobení šířky pásma na 10 MHz (tj. 2 × 5 MHz) pomocí DC-HSDPA.

Dual-Carrier HSDPA (DC-HSDPA)

Dual-Carrier HSDPA, také známý jako Dual-Cell HSDPA, je součástí 3GPP Specifikace vydání 8. Jde o přirozený vývoj HSPA pomocí agregace nosičů v downlinku. Licence UMTS se často vydávají ve spárovaném přidělení spektra 5, 10 nebo 20 MHz. Základní myšlenkou funkce multicarrier je dosáhnout lepšího využití zdrojů a efektivity spektra pomocí společného přidělování zdrojů a vyvažování zátěže napříč downlinkovými nosiči.[5]

Nové HSDPA Kategorie uživatelského vybavení 21-24 byly zavedeny, které podporují DC-HSDPA. DC-HSDPA může podporovat až 42,2 Mbit / s, ale na rozdíl od HSPA se nemusí spoléhat na přenos MIMO.

Podpora MIMO v kombinaci s DC-HSDPA umožní operátorům využívajícím Release 7 MIMO těžit z funkce DC-HSDPA, jak je definována ve verzi 8. Zatímco ve verzi 8 může DC-HSDPA fungovat pouze na přilehlých nosičích, verze 9 také umožňuje, aby spárované buňky mohou pracovat ve dvou různých frekvenčních pásmech. Pozdější verze umožňují použití až čtyř nosičů současně.

Od vydání 9 bude možné používat DC-HSDPA v kombinaci s MIMO používaným na obou nosičích. Podpora MIMO v kombinaci s DC-HSDPA umožní operátorům ještě větší vylepšení kapacity v jejich síti. To umožní teoretickou rychlost až 84,4 Mbit / s.[6][7]

Kategorie uživatelského vybavení (UE)

Následující tabulka je odvozena z tabulky 5.1a vydání 11 3GPP TS 25.306[8] a zobrazuje maximální přenosové rychlosti různých tříd zařízení a podle toho, jaké kombinace funkcí se jich dosáhne. Rychlost dat na buňku na stream je omezena Maximální počet bitů transportního bloku HS-DSCH přijatého v rámci HS-DSCH TTI a Minimální interval mezi TTI. TTI je 2 ms. Například Cat 10 může dekódovat 27 952 bitů / 2 ms = 13 976 Mbit / s (a ne 14,4 Mbit / s, jak se často tvrdí nesprávně). 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 vynásobí maximální rychlost dat o 2, protože více nezávislých transportních bloků se přenáší přes různé nosiče nebo prostorové toky. Datové rychlosti uvedené v tabulce jsou zaokrouhleny na jednu desetinnou čárku.

Poznámky:
  1. ^ 16-QAM znamená podporu QPSK, 64-QAM znamená podporu 16-QAM a QPSK.
  2. ^ Maximální kódová rychlost není omezena. Hodnota blízká 1 v tomto sloupci znamená, že maximální rychlosti dat lze dosáhnout pouze za ideálních podmínek. Zařízení je proto připojeno přímo k vysílači, aby demonstrovalo tyto datové rychlosti.
  3. ^ Maximální přenosové rychlosti uvedené v tabulce jsou přenosové rychlosti fyzické vrstvy. Přenosová rychlost aplikační vrstvy je přibližně 85% z toho díky zahrnutí IP hlaviček (režijní informace ) atd.
  4. ^ Kategorie 19 byla ve vydání 7 uvedena jako „Pro další použití“. Až do vydání 8 bylo povoleno současné použití 64QAM a MIMO k získání zadaného max. rychlost přenosu dat.
  5. ^ Kategorie 20 byla ve vydání 7 specifikována jako „Pro další použití“. Až do vydání 8 bylo povoleno současné použití 64QAM a MIMO k získání zadaného max. rychlost přenosu dat.

Uplink

Dual-Carrier HSUPA (DC-HSUPA)

Dual-Carrier HSUPA, také známý jako Dvoučlánková HSUPA, je bezdrátový širokopásmový standard založený na HSPA, který je definován v 3GPP UMTS vydání 9. Dual Cell (DC-) HSUPA je přirozený vývoj HSPA prostřednictvím agregace nosičů v uplinku.[9] Licence UMTS se často vydávají jako párové přidělení spektra 10 nebo 15 MHz. Základní myšlenkou funkce multicarrier je dosáhnout lepšího využití zdrojů a efektivity spektra pomocí společného přidělování zdrojů a vyvažování zátěže mezi uplinkovými nosiči.

Podobná vylepšení, jaká byla uvedena u Dvoučlánková HSDPA v downlinku pro 3GPP Release 8 byly standardizovány pro uplink ve 3GPP Release 9, nazvaný Dual-Cell HSUPA. Standardizace vydání 9 byla dokončena v prosinci 2009.[10][11][12]

Kategorie uživatelského vybavení (UE)

V následující tabulce jsou uvedeny rychlosti uplinku pro různé kategorie Evolved HSUPA.

Multi-carrier HSPA (MC-HSPA)

Byla studována agregace více než dvou nosičů a 3GPP Vydání 11 má obsahovat HSPA se 4 nosnými. Standard byl naplánován na dokončení ve 3. čtvrtletí 2012 a první čipové sady podporující MC-HSPA koncem roku 2013. Vydání 11 specifikuje 8-nosný HSPA povolený v nesouvislých pásmech s 4 × 4MIMO nabízí špičkové přenosové rychlosti až 672 Mbit / s.

168 Mbit / s a ​​22 Mbit / s představují teoretické maximální rychlosti. Skutečná rychlost pro uživatele bude nižší. Obecně HSPA + nabízí vyšší datové toky pouze za velmi dobrých rádiových podmínek (velmi blízko buněčné věže) nebo pokud terminál i síť podporují buď MIMO nebo Dvoučlánková HSDPA, které efektivně využívají dva paralelní vysílací kanály s různými technickými implementacemi.

Vyšších rychlostí 168 Mbit / s je dosaženo použitím více dopravců s Dvoučlánková HSDPA a čtyřcestný MIMO společně.[13][14]

All-IP architektura

Zploštělá architektura all-IP je volbou pro síť v rámci HSPA +. V této architektuře se základnové stanice připojují k síti přes IP (často přenos zajišťující Ethernet), čímž obcházejí starší prvky datových připojení uživatele. Díky tomu je síť rychlejší a levnější pro nasazení a provoz. Starší architektura je u Evolved HSPA stále povolena a je pravděpodobné, že bude existovat několik let po přijetí dalších aspektů HSPA + (modulace vyššího řádu, více proudů atd.).

Tato „plochá architektura“ spojuje „uživatelskou rovinu“ přímo ze základnové stanice do GGSN externí brána pomocí jakékoli dostupné technologie propojení podporující TCP / IP. Definici lze nalézt v 3GPP TR25,999. Tok dat uživatele obchází radiovou síťovou jednotku (RNC) a SGSN předchozích verzí architektury 3GPP UMTS, což zjednodušuje architekturu, snižuje náklady a zpoždění. To je téměř totožné s 3GPP Dlouhodobý vývoj (LTE) plochá architektura, jak je definována ve standardu 3GPP Rel-8. Změny umožňují nákladově efektivní moderní technologie linkové vrstvy, jako je xDSL nebo Ethernet, a tyto technologie již nejsou vázány na dražší a přísnější požadavky staršího standardu infrastruktury SONET / SDH a ​​E1 / T1.

V „řídicí rovině“ se nezmění.

Nokia Siemens Networks Internetový HSPA (I-HSPA) bylo prvním komerčním řešením implementujícím Evolve HSPA zploštělou all-IP architekturu.[15]

Rozvinutí

Hlavní článek: Seznam sítí HSPA +

Viz také

Reference

  1. ^ „HSPA“. O nás. Archivovány od originál dne 2017-07-09. Citováno 2016-03-30.
  2. ^ „Recenze společnosti Ericsson č. 1 2009 - Pokračující vývoj HSPA mobilního širokopásmového připojení“ (PDF). Ericsson.com. 27. ledna 2009. Archivovány od originál (PDF) dne 5. června 2014. Citováno 2014-06-01.
  3. ^ R1-081546, „Počáteční hodnocení výkonu HSPA s více nosiči“, Ericsson, 3GPP TSG-RAN WG1 # 52bis, duben 2008
  4. ^ „Specifikace 3GPP: 25 825“. 3gpp.org.
  5. ^ „Dual-Cell HSPA and its Future Evolution - Nomor Research“. jmenovatel. 10. 10. 2010. Archivovány od originál dne 01.02.2014. Citováno 2016-03-30.
  6. ^ „2009-03: Aktualizace standardizace HSPA Evolution - Nomor Research“. jmenovatel. 10. 10. 2010. Archivovány od originál dne 01.02.2014. Citováno 2016-03-30.
  7. ^ „Dual carrier HSPA: DC-HSPA, DC-HSPDA“. Archivovány od originál dne 2018-11-20. Citováno 2016-03-14.
  8. ^ 3GPP TS 25.306 v11.0.0 http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25306.htm
  9. ^ „Newsletter Nomor 3GPP 2009-03: Aktualizace standardizace v HSPA Evolution“. Archivovány od originál dne 01.02.2014. Citováno 2016-03-14.
  10. ^ Uvolnění 3GPP
  11. ^ Newsletter Nomor 3GPP 2009-03: Aktualizace standardizace v HSPA Evolution Archivováno 01.02.2014 na Wayback Machine, nomor.de
  12. ^ „Bílá kniha Nomor Research: Dvoučlánková HSDPA a její vývoj“. Archivovány od originál dne 01.02.2014. Citováno 2016-03-14.
  13. ^ Klas Johansson; Johan Bergman; Dirk Gerstenberger; Mats Blomgren; Anders Wallén (28. ledna 2009). „Multi-Carrier HSPA Evolution“ (PDF). Ericsson.com. Archivovány od originál (PDF) dne 26. května 2013. Citováno 2014-06-01.
  14. ^ „Dokument White Paper Long Term HSPA Evolution Vývoj mobilního širokopásmového připojení nad rámec 3GPP verze 10“ (PDF). Nokiaslemensnetworks.com. 14. prosince 2010. Citováno 2014-06-01.
  15. ^ [1] Archivováno 2. ledna 2011, v Wayback Machine

externí odkazy