Усовершенствованный высокоскоростной пакетный доступ

Развитый высокоскоростной пакетный доступ ( HSPA+ ), HSPA ( Plus ) или HSPAP — это технический стандарт беспроводной широкополосной связи. Это вторая фаза HSPA , которая была представлена в версии 3GPP 7 и усовершенствована в последующих версиях 3GPP. HSPA+ может достигать скорости передачи данных до 42,2 Мбит/с. ^{[ 1 ]} Он представляет такие технологии антенных решеток, как формирование диаграммы направленности 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 отправляющей и принимающей стороне. В дальнейших версиях стандарта была введена работа с двумя несущими, то есть одновременное использование двух несущих по 5 МГц. HSPA+ — это развитие HSPA, которое модернизирует существующую сеть 3G и предоставляет операторам связи возможность перехода на скорости 4G, которые более сопоставимы с изначально доступными скоростями новых сетей LTE , без развертывания нового радиоинтерфейса. Однако HSPA+ не следует путать с LTE , который использует радиоинтерфейс на основе модуляции с ортогональным частотным разделением и множественного доступа. ^{[ 2 ]}

Advanced HSPA+ представляет собой дальнейшее развитие HSPA и обеспечивает скорость передачи данных до 84,4 и 168 мегабит в секунду (Мбит/с) на мобильное устройство (нисходящая линия связи) и 22 Мбит/с с мобильного устройства (восходящая линия связи) при идеальных условиях сигнала. Технически это достигается за счет использования технологии с несколькими антеннами, известной как MIMO (что означает «множество входов и несколько выходов») и модуляции более высокого порядка (64QAM) или объединения нескольких ячеек в одну с помощью метода, известного как Dual-Cell HSDPA. .

Нисходящая линия связи

Усовершенствованный HSDPA (HSPA+)

Сеть Evolved HSDPA теоретически может поддерживать скорость 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 условиях канала с низкой корреляцией между передачей. антенны. Хотя реальные скорости гораздо ниже. Помимо увеличения пропускной способности за счет удвоения количества используемых ячеек, также может быть достигнут некоторый выигрыш от разнообразия и совместного планирования. ^{[ 3 ]} QoS (качество обслуживания) может быть особенно улучшено для конечных пользователей при плохом радиоприеме, когда они не могут воспользоваться другими улучшениями пропускной способности WCDMA (MIMO и модуляции более высокого порядка) из-за плохого качества радиосигнала. В 3GPP исследование было завершено 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.

HSDPA с двумя несущими (DC-HSDPA)

Dual-Carrier HSDPA , также известный как Dual-Cell HSDPA, является частью спецификации 3GPP Release 8. Это естественная эволюция HSPA посредством агрегации несущих в нисходящей линии связи. Лицензии UMTS часто выдаются как парные выделения спектра 5, 10 или 20 МГц. Основная идея функции нескольких несущих заключается в достижении лучшего использования ресурсов и эффективности использования спектра посредством совместного распределения ресурсов и балансировки нагрузки между несущими нисходящей линии связи. ^{[ 5 ]}

новые категории пользовательского оборудования HSDPA 21–24 Были представлены , поддерживающие DC-HSDPA. DC-HSDPA может поддерживать скорость до 42,2 Мбит/с, но в отличие от HSPA ему не требуется передача MIMO.

Поддержка MIMO в сочетании с DC-HSDPA позволит операторам, развернувшим MIMO версии 7, воспользоваться преимуществами функциональности DC-HSDPA, определенной в версии 8. В то время как в версии 8 DC-HSDPA может работать только на соседних несущих, версия 9 также позволяет это спаренные ячейки могут работать в двух разных диапазонах частот. Более поздние версии позволяют использовать до четырех носителей одновременно.

Начиная с версии 9, можно будет использовать DC-HSDPA в сочетании с MIMO, используемым на обоих операторах связи. Поддержка MIMO в сочетании с DC-HSDPA позволит операторам еще больше повысить пропускную способность своей сети. Это позволит достичь теоретической скорости 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 разных классов устройств и за счет какой комбинации функций они достигаются. Скорость передачи данных для каждой ячейки в каждом потоке ограничена максимальным количеством бит транспортного блока HS-DSCH, полученного в пределах TTI HS-DSCH, и минимальным интервалом 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 равные 2 или 3, что снижает максимальную скорость передачи данных на этот коэффициент. Dual-Cell и MIMO 2x2 умножают максимальную скорость передачи данных на 2, поскольку несколько независимых транспортных блоков передаются по разным несущим или пространственным потокам соответственно. Скорости передачи данных, указанные в таблице, округлены до одного десятичного знака.

Категории усовершенствованного пользовательского оборудования (UE) HSDPA
Category	Release	Max. number of HS-DSCH codes (per cell)	Modulation ^{[note 1]}	MIMO, Multi-Cell	Code rate at max. Data Rate ^{[note 2]}	Max. Downlink Speed (Mbit/s) ^{[note 3]}
13	7	15	64-QAM		.82	17.6
14	7	15	64-QAM		.98	21.1
15	7	15	16-QAM	MIMO 2x2	.81	23.4
16	7	15	16-QAM	MIMO 2x2	.97	28.0
17	7	15	64-QAM		.82	17.6
17	7	15	16-QAM	MIMO 2x2	.81	23.4
18	7	15	64-QAM		.98	21.1
18	7	15	16-QAM	MIMO 2x2	.97	28.0
19	8 ^{[note 4]}	15	64-QAM	MIMO 2x2	.82	35.3
20	8 ^{[note 5]}	15	64-QAM	MIMO 2x2	.98	42.2
21	8	15	16-QAM	Dual-Cell	.81	23.4
22	8	15	16-QAM	Dual-Cell	.97	28.0
23	8	15	64-QAM	Dual-Cell	.82	35.3
24	8	15	64-QAM	Dual-Cell	.98	42.2
25	9	15	16-QAM	Dual-Cell + MIMO 2x2	.81	46.7
26	9	15	16-QAM	Dual-Cell + MIMO 2x2	.97	55.9
27	9	15	64-QAM	Dual-Cell + MIMO 2x2	.82	70.6
28	9	15	64-QAM	Dual-Cell + MIMO 2x2	.98	84.4
29	10	15	64-QAM	Triple-Cell	.98	63.3
30	10	15	64-QAM	Triple-Cell + MIMO 2x2	.98	126.6
31	10	15	64-QAM	Quad-Cell	.98	84.4
32	10	15	64-QAM	Quad-Cell + MIMO 2x2	.98	168.8
33	11	15	64-QAM	Hexa-Cell	.98	126.6
34	11	15	64-QAM	Hexa-Cell + MIMO 2x2	.98	253.2
35	11	15	64-QAM	Octa-Cell	.98	168.8
36	11	15	64-QAM	Octa-Cell + MIMO 2x2	.98	337.5
37	11	15	64-QAM	Dual-Cell + MIMO 4x4	.98	168.8
38	11	15	64-QAM	Quad-Cell + MIMO 4x4	.98	337.5

Примечания :

^ 16-QAM подразумевает поддержку QPSK, 64-QAM подразумевает поддержку 16-QAM и QPSK.
^ Максимальная скорость кода не ограничена. Значение, близкое к 1 в этом столбце, указывает на то, что максимальная скорость передачи данных может быть достигнута только в идеальных условиях. Поэтому устройство подключается непосредственно к передатчику, чтобы продемонстрировать эти скорости передачи данных.
^ Максимальные скорости передачи данных, указанные в таблице, относятся к скоростям передачи данных физического уровня. Скорость передачи данных прикладного уровня составляет примерно 85% от этой скорости из-за включения IP-заголовков ( служебной информации ) и т. д.
^ Категория 19 была указана в версии 7 как «Для дальнейшего использования». Лишь в выпуске 8 одновременное использование 64QAM и MIMO было разрешено для получения указанного макс. скорость передачи данных.
^ Категория 20 была указана в версии 7 как «Для дальнейшего использования». Лишь в выпуске 8 одновременное использование 64QAM и MIMO было разрешено для получения указанного макс. скорость передачи данных.

восходящая линия связи

HSUPA с двумя несущими (DC-HSUPA)

Dual-Carrier HSUPA , также известный как Dual-Cell HSUPA , представляет собой стандарт беспроводной широкополосной связи, основанный на HSPA, который определен в 3GPP UMTS версии 9 .

Dual Cell (DC-)HSUPA — это естественная эволюция HSPA посредством агрегации несущих в восходящей линии связи. ^{[ 9 ]} Лицензии UMTS часто выдаются как парные выделения спектра 10 или 15 МГц. Основная идея функции нескольких несущих заключается в достижении лучшего использования ресурсов и эффективности использования спектра посредством совместного распределения ресурсов и балансировки нагрузки между несущими восходящей линии связи.

Аналогичные усовершенствования, представленные в двухсотовом HSDPA в нисходящей линии связи для версии 8 3GPP, были стандартизированы для восходящей линии связи в версии 9 3GPP, называемой двухсотовой HSUPA. Стандартизация версии 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.

Категории усовершенствованного пользовательского оборудования HSUPA (UE)
HSUPA Category	Release	Max. Uplink Speed (Mbit/s)	Modulation
7	7	11.5	QPSK & 16QAM
8	9	11.5	2 ms, dual cell E-DCH operation, QPSK only; (see 3GPP Rel 11 TS 25.306 table 5.1g)
9	9	22.9	2 ms, dual cell E-DCH operation, QPSK and 16QAM; (see 3GPP Rel 11 TS 25.306 table 5.1g)
10	11	17.25	2 ms, QPSK, 16QAM, and 64QAM; (see 3GPP Rel 11 TS 25.306 table 5.1g)
11	11	22.9	2 ms, uplink MIMO, QPSK and 16QAM; (see 3GPP Rel 11 TS 25.306 table 5.1g)
12	11	34.5	2 ms, uplink MIMO, QPSK, 16QAM, and 64QAM; (see 3GPP Rel 11 TS 25.306 table 5.1g)

HSPA с несколькими несущими (MC-HSPA)

Агрегация более чем двух несущих была изучена, и в версию 11 3GPP планируется включить HSPA с 4 несущими. Завершение разработки стандарта планировалось в третьем квартале 2012 года, а первые наборы микросхем, поддерживающие MC-HSPA, - в конце 2013 года. В версии 11 указано, что HSPA с 8 несущими разрешен в несмежных полосах частот с 4 × 4 MIMO, обеспечивающими пиковую скорость передачи данных до 672 Мбит / с.

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

Более высокие скорости 168 Мбит/с достигаются за счет использования нескольких операторов связи с Dual-Cell HSDPA и 4-way MIMO . одновременного ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}

Полностью IP-архитектура

Сглаженная архитектура all-IP является опцией для сети в рамках HSPA+. В этой архитектуре базовые станции подключаются к сети через IP (часто Ethernet, обеспечивающий передачу), минуя устаревшие элементы для пользовательских подключений к данным. Это ускоряет и удешевляет развертывание и эксплуатацию сети. Устаревшая архитектура по-прежнему разрешена в Evolved HSPA и, вероятно, будет существовать в течение нескольких лет после принятия других аспектов HSPA+ (модуляция более высокого порядка, несколько потоков и т. д.).

Эта «плоская архитектура» соединяет «плоскость пользователя» непосредственно с базовой станцией с внешним шлюзом GGSN , используя любую доступную технологию связи, поддерживающую TCP/IP. Определение можно найти в 3GPP TR25.999 . Поток данных пользователя обходит контроллер радиосети (RNC) и SGSN предыдущих версий архитектуры 3GPP UMTS, что упрощает архитектуру, снижает затраты и задержки. Это почти идентично плоской архитектуре 3GPP Long Term Evolution (LTE), определенной в стандарте 3GPP Rel-8. Эти изменения позволяют использовать экономически эффективные современные технологии канального уровня, такие как xDSL или Ethernet, и эти технологии больше не привязаны к более дорогим и жестким требованиям старого стандарта SONET/SDH и инфраструктуры E1/T1.

В «плоскости управления» изменений нет.

Nokia Siemens Networks Internet HSPA ( I-HSPA ) было первым коммерческим решением, реализующим уплощенную полностью IP-архитектуру Evolved HSPA. ^{[ 15 ]}

См. также

Ссылки

^ «ХСПА» . О нас . Архивировано из оригинала 9 июля 2017 г. Проверено 30 марта 2016 г.
^ «Обзор Ericsson № 1, 2009 г. — продолжение эволюции мобильной широкополосной связи HSPA» (PDF) . Эрикссон.com. 27 января 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 5 июня 2014 г. . Проверено 1 июня 2014 г.
^ R1-081546, «Первоначальная оценка производительности HSPA с несколькими несущими», Ericsson, 3GPP TSG-RAN WG1 # 52bis, апрель 2008 г.
^ «Спецификация 3GPP: 25.825» . 3gpp.org .
^ «Двухклеточный HSPA и его будущая эволюция - Nomor Research» . номор. 10 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 30 марта 2016 г.
^ «2009-03: Обновления стандартизации HSPA Evolution — Nomor Research» . номор. 10 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 30 марта 2016 г.
^ «HSPA с двумя носителями: DC-HSPA, DC-HSPDA» . Архивировано из оригинала 20 ноября 2018 г. Проверено 14 марта 2016 г.
^ 3GPP TS 25.306 v11.0.0 http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25306.htm
^ «Информационный бюллетень Nomor 3GPP 2009-03: Обновления стандартизации по развитию HSPA» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 14 марта 2016 г.
^ Релизы 3GPP
^ Информационный бюллетень Nomor 3GPP 2009-03: Обновления стандартизации HSPA Evolution. Архивировано 1 февраля 2014 г. на Wayback Machine , nomor.de.
^ «Белая книга Nomor Research: Двухклеточный HSDPA и его эволюция» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 14 марта 2016 г.
^ Клас Йоханссон; Йохан Бергман; Дирк Герстенбергер; Матс Бломгрен; Андерс Валлен (28 января 2009 г.). «Эволюция многочастотного HSPA» (PDF) . Эрикссон.com. Архивировано из оригинала (PDF) 26 мая 2013 года . Проверено 1 июня 2014 г.
^ «Информационный документ о долгосрочной эволюции HSPA. Эволюция мобильной широкополосной связи после версии 10 3GPP» (PDF) . Nokiaslemensnetworks.com. 14 декабря 2010 г. Архивировано из оригинала (PDF) 18 марта 2012 г. Проверено 1 июня 2014 г.
^ [1] Архивировано 2 января 2011 г., в Wayback Machine.

Внешние ссылки

[9] 16-QAM подразумевает поддержку QPSK, 64-QAM подразумевает поддержку 16-QAM и QPSK.

[10] Максимальная скорость кода не ограничена. Значение, близкое к 1 в этом столбце, указывает на то, что максимальная скорость передачи данных может быть достигнута только в идеальных условиях. Поэтому устройство подключается непосредственно к передатчику, чтобы продемонстрировать эти скорости передачи данных.

[11] Максимальные скорости передачи данных, указанные в таблице, относятся к скоростям передачи данных физического уровня. Скорость передачи данных прикладного уровня составляет примерно 85% от этой скорости из-за включения IP-заголовков ( служебной информации ) и т. д.

[12] Категория 19 была указана в версии 7 как «Для дальнейшего использования». Лишь в выпуске 8 одновременное использование 64QAM и MIMO было разрешено для получения указанного макс. скорость передачи данных.

[13] Категория 20 была указана в версии 7 как «Для дальнейшего использования». Лишь в выпуске 8 одновременное использование 64QAM и MIMO было разрешено для получения указанного макс. скорость передачи данных.

[gsmworld-1] «ХСПА» . О нас . Архивировано из оригинала 9 июля 2017 г. Проверено 30 марта 2016 г.

[ericsson2-2] «Обзор Ericsson № 1, 2009 г. — продолжение эволюции мобильной широкополосной связи HSPA» (PDF) . Эрикссон.com. 27 января 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 5 июня 2014 г. . Проверено 1 июня 2014 г.

[3] R1-081546, «Первоначальная оценка производительности HSPA с несколькими несущими», Ericsson, 3GPP TSG-RAN WG1 # 52bis, апрель 2008 г.

[4] «Спецификация 3GPP: 25.825» . 3gpp.org .

[Nomor_1-5] «Двухклеточный HSPA и его будущая эволюция - Nomor Research» . номор. 10 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 30 марта 2016 г.

[Nomor_2-6] «2009-03: Обновления стандартизации HSPA Evolution — Nomor Research» . номор. 10 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 30 марта 2016 г.

[7] «HSPA с двумя носителями: DC-HSPA, DC-HSPDA» . Архивировано из оригинала 20 ноября 2018 г. Проверено 14 марта 2016 г.

[8] 3GPP TS 25.306 v11.0.0 http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25306.htm

[Nomor-14] «Информационный бюллетень Nomor 3GPP 2009-03: Обновления стандартизации по развитию HSPA» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 14 марта 2016 г.

[15] Релизы 3GPP

[DC-HSUPA-16] Информационный бюллетень Nomor 3GPP 2009-03: Обновления стандартизации HSPA Evolution. Архивировано 1 февраля 2014 г. на Wayback Machine , nomor.de.

[17] «Белая книга Nomor Research: Двухклеточный HSDPA и его эволюция» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 14 марта 2016 г.

[ericsson-18] Клас Йоханссон; Йохан Бергман; Дирк Герстенбергер; Матс Бломгрен; Андерс Валлен (28 января 2009 г.). «Эволюция многочастотного HSPA» (PDF) . Эрикссон.com. Архивировано из оригинала (PDF) 26 мая 2013 года . Проверено 1 июня 2014 г.

[nokiasiemensnetworks-19] «Информационный документ о долгосрочной эволюции HSPA. Эволюция мобильной широкополосной связи после версии 10 3GPP» (PDF) . Nokiaslemensnetworks.com. 14 декабря 2010 г. Архивировано из оригинала (PDF) 18 марта 2012 г. Проверено 1 июня 2014 г.

[20] [1] Архивировано 2 января 2011 г., в Wayback Machine.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[note 1]

[note 2]

[note 3]

[note 4]

[note 5]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]