Высокоскоростной пакетный доступ ( HSPA ) [1] представляет собой объединение двух мобильных протоколов — высокоскоростного пакетного доступа по нисходящей линии связи (HSDPA) и высокоскоростного пакетного доступа по восходящей линии связи (HSUPA) — которое расширяет и улучшает производительность существующих сетей мобильной связи 3G с использованием Протоколы WCDMA . Усовершенствованный стандарт 3GPP под названием Evolved High Speed Packet Access (также известный как HSPA+) был выпущен в конце 2008 года, а его последующее всемирное внедрение началось в 2010 году. Новый стандарт позволяет достигать скорости передачи данных до 337 Мбит/с в нисходящей линии связи. и 34 Мбит/с в восходящем канале; однако на практике такие скорости достигаются редко. [2]
Первые спецификации HSPA поддерживали повышенную пиковую скорость передачи данных до 14 Мбит/с в нисходящем канале и 5,76 Мбит/с в восходящем канале. Они также сократили задержку и обеспечили до пяти раз большую пропускную способность системы в нисходящем канале и в два раза большую пропускную способность системы в восходящем канале по сравнению с исходным протоколом WCDMA.
Высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи ( HSDPA ) — это усовершенствованный протокол мобильной связи 3G (третьего поколения) семейства высокоскоростного пакетного доступа (HSPA). HSDPA также известен как 3.5G и 3G+ . Это позволяет сетям, основанным на универсальной системе мобильной связи (UMTS), иметь более высокие скорости передачи данных и емкость. HSDPA также уменьшает задержку и, следовательно, время прохождения туда и обратно для приложений.
HSDPA был представлен в версии 3GPP Release 5. Это сопровождалось улучшением восходящей линии связи, которое обеспечило новый канал передачи данных со скоростью 384 кбит/с (предыдущий максимальный канал передачи составлял 128 кбит/с). Усовершенствованный высокоскоростной пакетный доступ (HSPA+), представленный в 3GPP Release 7, еще больше увеличил скорость передачи данных за счет добавления модуляции 64QAM, MIMO и режима HSDPA с двумя несущими . В версии 3GPP Release 11 были возможны еще более высокие скорости — до 337,5 Мбит/с. [3]
Первый этап HSDPA был указан в версии 5 3GPP. На этом этапе были представлены новые базовые функции, и его целью было достижение пиковой скорости передачи данных 14,0 Мбит/с со значительно уменьшенной задержкой. Улучшение скорости и задержки снизило стоимость одного бита и расширило поддержку высокопроизводительных приложений пакетной передачи данных. HSDPA основан на передаче по общему каналу, и его ключевыми особенностями являются общий канал и многокодовая передача, модуляция более высокого порядка , короткий временной интервал передачи (TTI), быстрая адаптация и планирование канала, а также быстрый гибридный автоматический запрос повторения (HARQ). Дополнительные новые функции включают в себя высокоскоростные общие каналы нисходящей линии связи (HS-DSCH), квадратурную фазовую манипуляцию , 16- квадратурную амплитудную модуляцию и протокол высокоскоростного доступа к среде передачи (MAC-hs) на базовых станциях.
Обновление до HSDPA часто представляет собой просто обновление программного обеспечения для сетей WCDMA. В HSDPA голосовые вызовы обычно имеют приоритет над передачей данных.
Следующая таблица получена из таблицы 5.1a версии 11 3GPP TS 25.306 [4] и показывает максимальные скорости передачи данных для разных классов устройств и за счет какой комбинации функций они достигаются. Скорость передачи данных для каждой ячейки и для каждого потока ограничена «максимальным количеством бит транспортного блока HS-DSCH, полученного в пределах TTI HS-DSCH» и «минимальным интервалом между TTI». TTI составляет 2 миллисекунды. Так, например, Cat 10 может декодировать 27 952 бита/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.
Дополнительные категории UE были определены, начиная с версии 7 3GGP, как Evolved HSPA ( HSPA+ ) и перечислены в категории Evolved HSDPA UE .
По состоянию на 28 августа 2009 года [обновлять]250 сетей HSDPA предоставили коммерческие услуги мобильного широкополосного доступа в 109 странах. 169 сетей HSDPA поддерживали пиковую пропускную способность нисходящего канала 3,6 Мбит/с, и все большее их число обеспечивало пиковую скорость нисходящего канала 21 Мбит/с. [ нужна цитата ]
CDMA2000 – сети EVDO лидировали по производительности. В частности, японские провайдеры оказались весьма успешными эталонами этого сетевого стандарта. Однако позже ситуация изменилась в пользу HSDPA, поскольку все большее число провайдеров по всему миру начало его применять.
В 2007 году все большее число телекоммуникационных компаний по всему миру начали продавать USB-модемы HSDPA для обеспечения мобильного широкополосного подключения. Кроме того, выросла популярность сменных блоков HSDPA для стационарных телефонов — они обеспечивали HSDPA для передачи данных через Ethernet и Wi-Fi , а также порты для подключения традиционных стационарных телефонов. Некоторые из них продавались со скоростью соединения «до 7,2 Мбит/с» [5] в идеальных условиях. Однако эти услуги могут работать медленнее, например, при ограниченном покрытии в помещении.
Высокоскоростной пакетный доступ по восходящей линии связи ( HSUPA ) — это протокол мобильной телефонии 3G из семейства HSPA. Он указан и стандартизирован в 3GPP Release 6 для повышения скорости передачи данных по восходящей линии связи до 5,76 Мбит/с, увеличения пропускной способности и уменьшения задержки. Вместе с дополнительными улучшениями это позволяет использовать новые функции, такие как передача голоса по Интернет-протоколу (VoIP), загрузка изображений и отправка больших сообщений электронной почты.
HSUPA стал вторым важным шагом в процессе эволюции UMTS. С тех пор он был заменен новыми технологиями с более высокими скоростями передачи, такими как LTE (150 Мбит/с для нисходящей линии связи и 50 Мбит/с для восходящей линии связи) и LTE Advanced (максимальная скорость нисходящей линии связи более 1 Гбит/с).
HSUPA добавляет к WCDMA новый транспортный канал, называемый расширенным выделенным каналом (E-DCH). Он также имеет несколько улучшений, аналогичных HSDPA, включая передачу нескольких кодов, более короткий временной интервал передачи, обеспечивающий более быструю адаптацию канала , быстрое планирование и быстрый гибридный автоматический запрос повторения (HARQ) с возрастающей избыточностью, что делает повторные передачи более эффективными. Подобно HSDPA, HSUPA использует «планировщик пакетов», но он работает по принципу «запрос-предоставление», когда пользовательское оборудование (UE) запрашивает разрешение на отправку данных, а планировщик решает, когда и скольким UE будет разрешено это сделать. . Запрос на передачу содержит данные о состоянии буфера передачи и очереди на UE и его доступном запасе мощности. Однако, в отличие от HSDPA, передачи по восходящей линии связи не ортогональны друг другу.
В дополнение к этому «запланированному» режиму передачи стандарты допускают режим самоинициируемой передачи от UE, обозначенный как «незапланированный». Незапланированный режим может, например, использоваться для услуг VoIP, для которых даже уменьшенный TTI и планировщик на основе узла B не могут обеспечить необходимое короткое время задержки и постоянную полосу пропускания.
Каждый поток MAC-d (т. е. поток QoS) настроен на использование либо запланированного, либо незапланированного режима. UE независимо регулирует скорость передачи данных для запланированных и незапланированных потоков. Максимальная скорость передачи данных каждого незапланированного потока настраивается при настройке вызова и обычно не меняется часто. Мощность, используемая запланированными потоками, динамически контролируется узлом B посредством сообщений абсолютного разрешения (состоящего из фактического значения) и относительного разрешения (состоящего из одного бита увеличения/уменьшения).
На физическом уровне HSUPA вводит следующие новые каналы:
В следующей таблице показаны скорости восходящей линии связи для различных категорий HSUPA:
Дополнительные категории UE были определены, начиная с версии 7 3GGP, как усовершенствованный HSPA (HSPA+) и перечислены в разделе «Развитые категории HSUPA UE ».
Evolved HSPA (также известный как HSPA Evolution, HSPA+) — это стандарт беспроводной широкополосной связи, определенный в 3GPP версии 7 спецификации WCDMA. Он обеспечивает расширения существующих определений HSPA и, следовательно, полностью обратно совместим с исходными сетевыми выпусками WCDMA Выпуска 99. Усовершенствованный HSPA обеспечивает скорость передачи данных от 42,2 до 56 Мбит/с в нисходящем канале и 22 Мбит/с в восходящем канале (на несущую 5 МГц) с технологиями множественного входа, множественного вывода (2x2 MIMO) и модуляцией более высокого порядка (64 QAM). Благодаря технологии Dual Cell их можно удвоить.
С 2011 года HSPA+ широко используется операторами WCDMA, приняв около 200 обязательств. [6]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )