Развитый высокоскоростной пакетный доступ - Evolved High Speed Packet Access

часть серия на
поколения мобильных телефонов
мобильная связь
аналог
цифровой
Знак HSPA + отображается в панели уведомлений на смартфоне на базе Android.

Развитый высокоскоростной пакетный доступ, или же HSPA +, или же HSPA (плюс), или же HSPAP это технический стандарт за Беспроводной широкополосный телекоммуникации. Это второй этап HSPA который был представлен в версии 7 3GPP и улучшен в более поздних версиях 3GPP. HSPA + может достигать скорости передачи данных до 42,2 Мбит / с.[1] В нем представлены такие технологии антенных решеток, как формирование луча и связь с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO). Формирование луча фокусирует передаваемую мощность антенны в луче в направлении пользователя. MIMO использует несколько антенн на передающей и принимающей стороне. В последующих выпусках стандарта была введена работа с двумя несущими, то есть одновременное использование двух несущих по 5 МГц. Эта технология также обеспечивает значительное увеличение времени автономной работы и значительно более быстрое пробуждение из бездействия, обеспечивая истинное постоянное соединение. HSPA + - это эволюция HSPA, которая модернизирует существующую сеть 3G и предоставляет операторам связи метод перехода к скоростям 4G, которые более сопоставимы с изначально доступными скоростями более новых LTE сети без развертывания нового радиоинтерфейса. HSPA + не следует путать с LTE хотя, который использует радиоинтерфейс на основе ортогональное частотное разделение модуляция и множественный доступ.[2]

Advanced HSPA + - это дальнейшее развитие HSPA +, обеспечивающее скорость передачи данных до 84,4 и 168Мегабит в секунду (Мбит / с) на мобильное устройство (нисходящий канал) и 22 Мбит / с с мобильного устройства (восходящий канал) при идеальных условиях сигнала. Технически это достигается за счет использования техники с несколькими антеннами, известной как MIMO (для «множественного входа и множественного выхода») и выше модуляция порядка (64QAM) или объединение нескольких ячеек в одну с помощью технологии, известной как Dual-Cell HSDPA.

Нисходящий канал

Развитый HSDPA (HSPA +)

An Развитый HSDPA сеть теоретически может поддерживать до 28 Мбит / с и 42 Мбит / с с одной несущей 5 МГц для Rel7 (MIMO с 16QAM) и Rel8 (64-QAM + MIMO ) в хороших канальных условиях с низкой корреляцией между передающими антеннами. Хотя реальные скорости намного ниже. Помимо увеличения пропускной способности от удвоения количества используемых ячеек, также может быть достигнут некоторый выигрыш от разнесения и совместного планирования.[3] QoS (качество обслуживания) может быть особенно улучшено для конечных пользователей с плохим радиоприемом, когда они не могут воспользоваться другими улучшениями пропускной способности WCDMA (MIMO и модуляция более высокого порядка) из-за плохого качества радиосигнала. В 3GPP элемент исследования был завершен в июне 2008 года. Результаты можно найти в техническом отчете 25.825.[4] Альтернативный метод удвоения скорости передачи данных - удвоение полосы пропускания до 10 МГц (т. Е. 2 ​​× 5 МГц) с помощью DC-HSDPA.

Двухканальный HSDPA (DC-HSDPA)

Двухканальный HSDPA, также известный как Dual-Cell HSDPA, является частью 3GPP Спецификация выпуска 8. Это естественная эволюция HSPA посредством агрегация несущих в нисходящем канале. Лицензии UMTS часто выдаются как парные распределения 5, 10 или 20 МГц. Основная идея функции с несколькими несущими состоит в том, чтобы добиться лучшего использования ресурсов и эффективности использования спектра посредством совместного распределения ресурсов и балансировки нагрузки между несущими нисходящей линии связи.[5]

Новый HSDPA Категории пользовательского оборудования 21-24 были представлены, поддерживающие DC-HSDPA. DC-HSDPA может поддерживать до 42,2 Мбит / с, но, в отличие от HSPA, ему не нужно полагаться на передачу MIMO.

Поддержка MIMO в сочетании с DC-HSDPA позволит операторам, развертывающим MIMO версии 7, воспользоваться функциональностью DC-HSDPA, как определено в версии 8. В то время как в версии 8 DC-HSDPA может работать только на соседних несущих, в версии 9 это также допускается. парные соты могут работать в двух разных частотных диапазонах. Более поздние версии позволяют использовать до четырех носителей одновременно.

Начиная с версии 9 можно будет использовать DC-HSDPA в сочетании с MIMO на обеих несущих. Поддержка MIMO в сочетании с DC-HSDPA позволит операторам еще больше повысить пропускную способность своей сети. Это обеспечит теоретическую скорость до 84,4 Мбит / с.[6][7]

Категории пользовательского оборудования (UE)

Следующая таблица взята из таблицы 5.1a версии 11 3GPP TS 25.306.[8] и показывает максимальные скорости передачи данных для различных классов устройств и с помощью какой комбинации функций они достигаются. Скорость передачи данных для каждой ячейки в потоке ограничена Максимальное количество битов транспортного блока HS-DSCH, полученных в течение TTI HS-DSCH и Минимальный интервал между TTI. TTI составляет 2 мс. Так, например, Cat 10 может декодировать 27 952 бит / 2 мс = 13,976 Мбит / с (а не 14,4 Мбит / с, как часто ошибочно утверждают). Категории 1–4 и 11 имеют интервалы между TTI 2 или 3, что снижает максимальную скорость передачи данных на этот коэффициент. Dual-Cell и MIMO 2x2 каждый умножают максимальную скорость передачи данных на 2, потому что несколько независимых транспортных блоков передаются по разным несущим или пространственным потокам соответственно. Скорости передачи данных, указанные в таблице, округлены до одного десятичного знака.

Примечания:
  1. ^ 16-QAM подразумевает поддержку QPSK, 64-QAM подразумевает поддержку 16-QAM и QPSK.
  2. ^ Максимальная кодовая скорость не ограничена. Значение, близкое к 1 в этом столбце, означает, что максимальная скорость передачи данных может быть достигнута только в идеальных условиях. Поэтому устройство подключается непосредственно к передатчику для демонстрации этих скоростей передачи данных.
  3. ^ Максимальные скорости передачи данных, указанные в таблице, являются скоростями передачи данных физического уровня. Скорость передачи данных прикладного уровня составляет примерно 85% от этой скорости из-за включения заголовков IP (служебная информация ) так далее.
  4. ^ Категория 19 была указана в версии 7 как «Для дальнейшего использования». Только в версии 8 одновременное использование 64QAM и MIMO не позволило получить указанную макс. скорость передачи данных.
  5. ^ Категория 20 была указана в Релизе 7 как «Для дальнейшего использования». Только в версии 8 одновременное использование 64QAM и MIMO не позволило получить указанную макс. скорость передачи данных.

Восходящий канал

Двухканальный HSUPA (DC-HSUPA)

Dual-Carrier HSUPA, также известный как Двухканальный HSUPA, это стандарт беспроводной широкополосной связи, основанный на HSPA, который определен в 3GPP UMTS выпуск 9. Dual Cell (DC-) HSUPA - это естественная эволюция HSPA посредством агрегации несущих в восходящем канале.[9] Лицензии UMTS часто выдаются как парные распределения частот 10 или 15 МГц. Основная идея функции с несколькими несущими состоит в том, чтобы добиться лучшего использования ресурсов и эффективности использования спектра посредством совместного распределения ресурсов и балансировки нагрузки между несущими восходящей линии связи.

Подобные улучшения, представленные с Двухканальный HSDPA в нисходящей линии связи для 3GPP Release 8 были стандартизированы для восходящей линии связи в 3GPP Release 9, называемые Dual-Cell HSUPA. Стандартизация Release 9 была завершена в декабре 2009 года.[10][11][12]

Категории пользовательского оборудования (UE)

В следующей таблице показаны скорости восходящего канала для различных категорий Evolved HSUPA.

HSPA с несколькими несущими (MC-HSPA)

Была изучена агрегация более двух носителей и 3GPP В релиз 11 планируется включить HSPA с 4 несущими. Стандарт планировалось завершить в третьем квартале 2012 года, а первые наборы микросхем, поддерживающие MC-HSPA, - в конце 2013 года. Версия 11 определяет HSPA с 8 несущими, разрешенную в несмежных полосах с 4 × 4MIMO предлагая пиковые скорости передачи до 672 Мбит / с.

Значения 168 Мбит / с и 22 Мбит / с представляют собой теоретические пиковые скорости. Фактическая скорость для пользователя будет ниже. В общем, HSPA + предлагает более высокие битрейты только в очень хороших условиях радиосвязи (очень близко к вышке сотовой связи) или если терминал и сеть поддерживают либо MIMO или же Двухканальный HSDPA, которые эффективно используют два параллельных канала передачи с разными техническими реализациями.

Более высокие скорости 168 Мбит / с достигаются за счет использования нескольких несущих с Двухканальный HSDPA и 4-ходовой MIMO вместе одновременно.[13][14]

Архитектура All-IP

Уплощенная архитектура all-IP - это вариант для сети в рамках HSPA +. В этой архитектуре базовые станции подключаются к сети через IP (часто Ethernet обеспечивает передачу), минуя устаревшие элементы для пользовательских соединений для передачи данных. Это ускоряет и удешевляет развертывание и эксплуатацию сети. Унаследованная архитектура все еще разрешена с помощью Evolved HSPA и, вероятно, будет существовать в течение нескольких лет после принятия других аспектов HSPA + (модуляция более высокого порядка, множественные потоки и т. Д.).

Эта «плоская архитектура» соединяет «плоскость пользователя» напрямую от базовой станции к GGSN внешний шлюз с использованием любой доступной технологии связи, поддерживающей TCP / IP. Определение можно найти в 3GPP TR25.999. Поток данных пользователя обходит контроллер радиосети (RNC) и SGSN предыдущих версий архитектуры 3GPP UMTS, таким образом упрощая архитектуру, сокращая затраты и задержки. Это почти идентично Долгосрочное развитие 3GPP (LTE) плоская архитектура, как определено в стандарте 3GPP Rel-8. Эти изменения позволяют использовать экономичные современные технологии канального уровня, такие как xDSL или Ethernet, и эти технологии больше не привязаны к более дорогим и жестким требованиям старого стандарта инфраструктуры SONET / SDH и E1 / T1.

В «плоскости управления» изменений нет.

Nokia Siemens Networks Интернет HSPA (I-HSPA) было первым коммерческим решением, реализующим уплощенную архитектуру All-IP Evolved HSPA.[15]

Развертывание

Основная статья: Список сетей HSPA +

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «HSPA». О нас. Архивировано из оригинал на 2017-07-09. Получено 2016-03-30.
  2. ^ "Обзор Эрикссон № 1 2009 - Продолжение эволюции мобильного широкополосного доступа HSPA" (PDF). Ericsson.com. 27 января 2009 г. Архивировано с оригинал (PDF) 5 июня 2014 г.. Получено 2014-06-01.
  3. ^ R1-081546, «Первоначальная оценка производительности HSPA с несколькими несущими», Эрикссон, 3GPP TSG-RAN WG1 # 52bis, апрель 2008 г.
  4. ^ «Спецификация 3GPP: 25,825». 3gpp.org.
  5. ^ «Двухклеточный HSPA и его будущее развитие - Nomor Research». номор. 2010-10-10. Архивировано из оригинал на 2014-02-01. Получено 2016-03-30.
  6. ^ «2009-03: Обновленная информация о стандартизации HSPA Evolution - Nomor Research». номор. 2010-10-10. Архивировано из оригинал на 2014-02-01. Получено 2016-03-30.
  7. ^ "Двухканальный HSPA: DC-HSPA, DC-HSPDA". Архивировано из оригинал на 2018-11-20. Получено 2016-03-14.
  8. ^ 3GPP TS 25.306 v11.0.0 http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25306.htm
  9. ^ «Информационный бюллетень Nomor 3GPP 2009-03: Обновления стандартизации HSPA Evolution». Архивировано из оригинал на 2014-02-01. Получено 2016-03-14.
  10. ^ Релизы 3GPP
  11. ^ Информационный бюллетень Nomor 3GPP 2009-03: Обновления стандартизации HSPA Evolution В архиве 2014-02-01 в Wayback Machine, nomor.de
  12. ^ «Белая книга Nomor Research: двухъядерный HSDPA и его эволюция». Архивировано из оригинал на 2014-02-01. Получено 2016-03-14.
  13. ^ Клас Йоханссон; Йохан Бергман; Дирк Герстенбергер; Матс Бломгрен; Андерс Валлен (28 января 2009 г.). «Эволюция HSPA с несколькими операторами связи» (PDF). Ericsson.com. Архивировано из оригинал (PDF) 26 мая 2013 г.. Получено 2014-06-01.
  14. ^ "Официальный документ" Долгосрочная эволюция HSPA Эволюция мобильного широкополосного доступа после 3GPP версии 10 " (PDF). Nokiaslemensnetworks.com. 14 декабря 2010 г.. Получено 2014-06-01.
  15. ^ [1] В архиве 2 января 2011 г. Wayback Machine

внешняя ссылка