Расширенный высокоскоростной пакетный доступ
Технический стандарт
Part of a series on the
Wireless network technologies
Analog
Digital
Mobile telecommunications
Знак HSPA+ отображается на панели уведомлений смартфона на базе Android.

Evolved High Speed ​​Packet Access , HSPA+ , HSPA ( Plus ) или HSPAP — это технический стандарт для беспроводной широкополосной связи. Это вторая фаза HSPA , которая была введена в 3GPP версии 7 и далее совершенствовалась в более поздних версиях 3GPP. HSPA+ может достигать скорости передачи данных до 42,2 Мбит/с. [1] Он вводит технологии антенных решеток, такие как формирование луча и многоканальная многоканальная связь (MIMO). Формирование луча фокусирует передаваемую мощность антенны в луче в направлении пользователя. MIMO использует несколько антенн на передающей и принимающей стороне. В последующих версиях стандарта была введена работа с двумя несущими, т. е. одновременное использование двух несущих по 5 МГц. 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 новых сетей LTE без развертывания нового радиоинтерфейса. Однако HSPA+ не следует путать с LTE , который использует радиоинтерфейс на основе ортогональной частотной модуляции и множественного доступа. [2]

Advanced HSPA+ является дальнейшей эволюцией 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 от мобильного устройства (восходящая линия связи) при идеальных условиях сигнала. Технически это достигается за счет использования многоантенной техники, известной как MIMO (для «multiple-input and multiple-output») и модуляции более высокого порядка (64QAM) или объединения нескольких ячеек в одну с помощью техники, известной как Dual-Cell HSDPA.

Развитый HSDPA (HSPA+)

Стандарты сотовой связи и хронология их создания.

Сеть Evolved HSDPA 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 условиях канала с низкой корреляцией между передающими антеннами. Хотя реальные скорости намного ниже. Помимо прироста пропускной способности за счет удвоения количества используемых ячеек, также может быть достигнут некоторый прирост разнесения и совместного планирования. [3] QoS (качество обслуживания) может быть особенно улучшено для конечных пользователей при плохом радиоприеме, где они не могут воспользоваться другими улучшениями емкости WCDMA (MIMO и модуляции более высокого порядка) из-за плохого качества радиосигнала. В 3GPP элемент исследования был завершен в июне 2008 года. Результат можно найти в техническом отчете 25.825. [4] Альтернативным методом удвоения скорости передачи данных является 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 нисходящем канале. Лицензии UMTS часто выдаются как парные распределения спектра 5, 10 или 20 МГц. Основная идея функции multicarrier заключается в достижении лучшего использования ресурсов и эффективности использования спектра посредством совместного распределения ресурсов и балансировки нагрузки по несущим нисходящего канала. [5]

Введены новые категории пользовательского оборудования HSDPA 21-24, которые поддерживают 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 Release 7 MIMO, воспользоваться функциональностью DC-HSDPA, как определено в Release 8. В то время как в Release 8 DC-HSDPA может работать только на соседних носителях, Release 9 также позволяет парным ячейкам работать на двух разных частотных диапазонах. Более поздние выпуски позволяют использовать до четырех носителей одновременно.

Начиная с версии 9, можно будет использовать DC-HSDPA в сочетании с MIMO, используемым на обоих носителях. Поддержка MIMO в сочетании с DC-HSDPA позволит операторам еще больше улучшить пропускную способность в своей сети. Это позволит достичь теоретической скорости до 84,4 Мбит/с. [6] [7]

Категории пользовательского оборудования (UE)

Следующая таблица получена из таблицы 5.1a выпуска 11 3GPP TS 25.306 [8] и показывает максимальные скорости передачи данных различных классов устройств и за счет какой комбинации функций они достигаются. Скорость передачи данных на ячейку на поток ограничена максимальным количеством бит транспортного блока HS-DSCH, полученных в пределах HS-DSCH TTI, 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 неверно утверждается). 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, поскольку несколько независимых транспортных блоков передаются по разным носителям или пространственным потокам соответственно. Скорости передачи данных, указанные в таблице, округлены до одной десятой.

Примечания :
  1. ^ 16-QAM подразумевает поддержку QPSK, 64-QAM подразумевает поддержку 16-QAM и QPSK.
  2. ^ 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 напрямую 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 приблизительно 85% от этого, из-за включения заголовков IP ( служебная информация ) и т.д.
  4. ^ Категория 19 была определена в Выпуске 7 как «Для дальнейшего использования». Только в Выпуске 8 одновременное использование 64QAM и MIMO было разрешено для получения указанной максимальной скорости передачи данных.
  5. ^ Категория 20 была определена в Выпуске 7 как «Для дальнейшего использования». Только в Выпуске 8 одновременное использование 64QAM и MIMO было разрешено для получения указанной максимальной скорости передачи данных.

Двухканальный HSUPA (DC-HSUPA)

Dual-Carrier HSUPA , также известный как Dual-Cell HSUPA , — это стандарт беспроводной широкополосной связи на основе HSPA, определенный в 3GPP UMTS версии 9.

Dual Cell (DC-)HSUPA — это естественная эволюция HSPA посредством агрегации несущих в восходящем канале. [9] Лицензии UMTS часто выдаются как парные распределения спектра 10 или 15 МГц. Основная идея функции multicarrier заключается в достижении лучшего использования ресурсов и эффективности спектра посредством совместного распределения ресурсов и балансировки нагрузки по несущим восходящего канала.

Аналогичные усовершенствования, представленные в Dual-Cell HSDPA в нисходящем канале для 3GPP Release 8, были стандартизированы для восходящего канала в 3GPP Release 9, называемом Dual-Cell HSUPA. Стандартизация Release 9 была завершена в декабре 2009 года. [10] [11] [12]

Категории пользовательского оборудования (UE)

В следующей таблице показаны скорости восходящей линии связи для различных категорий Evolved HSUPA.

Многоканальный HSPA (MC-HSPA)

Агрегация более двух несущих была изучена, и 3GPP Release 11 должен включить HSPA с 4 несущими. Стандарт должен был быть завершен в третьем квартале 2012 года, а первые чипсеты, поддерживающие MC-HSPA, — в конце 2013 года. Release 11 определяет HSPA с 8 несущими, разрешенный в несмежных диапазонах с 4 × 4  MIMO, предлагая пиковые скорости 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 целом, 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 , либо Dual-Cell HSDPA , которые эффективно используют два параллельных канала передачи с различными техническими реализациями.

Более высокие скорости в 168 Мбит/с достигаются за счет одновременного использования нескольких несущих с Dual-Cell HSDPA и 4-way MIMO . [13] [14]

Архитектура All-IP

Сглаженная архитектура all-IP является вариантом для сети в HSPA+. В этой архитектуре базовые станции подключаются к сети через IP (часто Ethernet обеспечивает передачу), обходя устаревшие элементы для подключений данных пользователя. Это делает сеть более быстрой и дешевой в развертывании и эксплуатации. Устаревшая архитектура все еще разрешена с 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» напрямую от базовой станции к внешнему шлюзу 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, тем самым упрощая архитектуру, сокращая затраты и задержки. Это почти идентично плоской архитектуре 3GPP Long Term Evolution (LTE), как определено в стандарте 3GPP Rel-8. 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 инфраструктуры SONET/SDH и E1/T1.

Никаких изменений в «плоскости управления» не произошло.

Nokia Siemens Networks Internet HSPA ( I-HSPA ) было первым коммерческим решением, реализующим архитектуру Evolved HSPA flattened all-IP. [15]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "HSPA". О нас . Архивировано из оригинала 2017-07-09 . Получено 2016-03-30 .
  2. ^ "Ericsson Review #1 2009 - Продолжение эволюции HSPA мобильной широкополосной связи" (PDF) . Ericsson.com. 27 января 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 5 июня 2014 г. Получено 01.06.2014 .
  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 .
  5. ^ "Двухъячеечный HSPA и его будущее развитие - Nomor Research". nomor. 2010-10-10. Архивировано из оригинала 2014-02-01 . Получено 2016-03-30 .
  6. ^ "2009-03: Обновления стандартизации HSPA Evolution - Nomor Research". nomor. 2010-10-10. Архивировано из оригинала 2014-02-01 . Получено 2016-03-30 .
  7. ^ "Dual carrier HSPA: DC-HSPA, DC-HSPDA". Архивировано из оригинала 2018-11-20 . Получено 14-03-2016 .
  8. ^ 3GPP TS 25.306 v11.0.0 http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25306.htm
  9. ^ "Nomor 3GPP Newsletter 2009-03: обновления стандартизации HSPA Evolution". Архивировано из оригинала 2014-02-01 . Получено 2016-03-14 .
  10. ^ Релизы 3GPP
  11. ^ Информационный бюллетень Nomor 3GPP 2009-03: Обновления стандартизации в области эволюции HSPA Архивировано 01.02.2014 на Wayback Machine , nomor.de
  12. ^ "Nomor Research White Paper: Dual-Cell HSDPA and its Evolution". Архивировано из оригинала 2014-02-01 . Получено 2016-03-14 .
  13. ^ Клас Йоханссон; Йохан Бергман; Дирк Герстенбергер; Матс Бломгрен; Андерс Валлен (28 января 2009 г.). "Multi-Carrier HSPA Evolution" (PDF) . Ericsson.com. Архивировано из оригинала (PDF) 26 мая 2013 г. . Получено 01.06.2014 .
  14. ^ "White paper Long Term HSPA Evolution Mobile Broadband evolution beyond 3GPP Release 10" (PDF) . Nokiaslemensnetworks.com. 14 декабря 2010 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-03-18 . Получено 2014-06-01 .
  15. ^ [1] Архивировано 2 января 2011 г. на Wayback Machine.
  • Домашняя страница спецификаций 3GPP
  • Перекрестная ссылка на нумерацию ETSI GSM UMTS 3GPP
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Evolved_High_Speed_Packet_Access&oldid=1260503135"