Acesso de pacote de alta velocidade - High Speed Packet Access

HSPA + em um smartphone Android rodando a versão 6.0.1 (Marshmallow) .
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High Speed ​​Packet Access ( HSPA ) é um amálgama de dois protocolos móveis , High Speed ​​Downlink Packet Access (HSDPA) e High Speed ​​Uplink Packet Access (HSUPA), que estende e melhora o desempenho das redes de telecomunicações móveis 3G existentes usando os protocolos WCDMA . Um padrão 3GPP aprimorado , Evolved High Speed ​​Packet Access (também conhecido como HSPA +), foi lançado no final de 2008 com adoção mundial subsequente começando em 2010. O padrão mais novo permite que as taxas de bits cheguem a 337 Mbit / s no downlink e 34 Mbit / s no uplink. No entanto, essas velocidades raramente são alcançadas na prática.

Visão geral

As primeiras especificações HSPA suportavam taxas de pico de dados aumentadas de até 14 Mbit / s no downlink e 5,76 Mbit / s no uplink. Ele também reduziu a latência e forneceu até cinco vezes mais capacidade do sistema no downlink e até duas vezes mais capacidade do sistema no uplink em comparação com o protocolo WCDMA original.

Acesso de pacote de downlink de alta velocidade (HSDPA)

High Speed ​​Downlink Packet Access ( HSDPA ) é um protocolo de comunicações móveis 3G (terceira geração) aprimorado da família High-Speed ​​Packet Access (HSPA). HSDPA também é conhecido como 3.5G e 3G + . Ele permite que as redes baseadas no Sistema Universal de Telecomunicações Móveis (UMTS) tenham velocidades e capacidade de dados mais altas. O HSDPA foi introduzido com o 3GPP Versão 5, que também acompanhou uma melhoria no uplink fornecendo uma nova portadora de 384 kbit / s. O portador máximo anterior era de 128 kbit / s. O HSDPA também diminui a latência e, portanto, o tempo de ida e volta para os aplicativos. O acesso de pacote de alta velocidade evoluído (HSPA +), que foi introduzido no 3GPP versão 7, aumentou ainda mais as taxas de dados adicionando modulação 64QAM, MIMO e operação HSDPA de portadora dupla . Velocidades ainda mais altas de até 337,5 Mbit / s são possíveis no 3GPP Versão 11.

A primeira fase do HSDPA foi especificada no 3GPP versão 5. A fase um introduziu novas funções básicas e teve como objetivo atingir taxas de dados de pico de 14,0 Mbit / s com latência significativamente reduzida. A melhoria na velocidade e latência reduz o custo por bit e aprimora o suporte para aplicativos de dados por pacote de alto desempenho. O HSDPA é baseado na transmissão de canal compartilhado e seus principais recursos são canal compartilhado e transmissão multicódigo , modulação de ordem superior , intervalo de tempo de transmissão curto (TTI), adaptação e agendamento de link rápido e solicitação de repetição automática híbrida rápida (HARQ). Outros novos recursos são os canais compartilhados de downlink de alta velocidade (HS-DSCH), chaveamento de fase em quadratura , modulação de amplitude em 16 quadratura e o protocolo de acesso ao meio de alta velocidade (MAC-hs) na estação base.

A atualização para HSDPA geralmente é apenas uma atualização de software para redes WCDMA. Em geral, as chamadas de voz são geralmente priorizadas em relação à transferência de dados.

Categorias de equipamentos de usuário

A tabela a seguir é derivada da tabela 5.1a da versão 11 do 3GPP TS 25.306 e mostra as taxas máximas de dados de diferentes classes de dispositivos e por qual combinação de recursos elas são alcançadas. A taxa de dados por fluxo por célula é limitada pelo "número máximo de bits de um bloco de transporte HS-DSCH recebido dentro de um HS-DSCH TTI" e pelo "intervalo mínimo inter-TTI". O TTI é de 2 ms. Assim, por exemplo, Cat 10 pode decodificar 27.952 bits / 2 ms = 13,976 Mbit / s (e não 14,4 Mbit / s como freqüentemente afirmado incorretamente). As categorias 1-4 e 11 têm intervalos inter-TTI de 2 ou 3, o que reduz a taxa máxima de dados por esse fator. Dual-Cell e MIMO 2x2, cada um multiplica a taxa máxima de dados por 2, porque vários blocos de transporte independentes são transmitidos por diferentes portadoras ou fluxos espaciais, respectivamente. As taxas de dados fornecidas na tabela são arredondadas para uma casa decimal.

Outras categorias de UE foram definidas a partir do 3GGP Versão 7 em diante como HSPA evoluído ( HSPA + ) e estão listadas em categorias HSDPA UE evoluídas .

Notas

Adoção

Velocidade GPRS em um plano HSDPA

Em 28 de agosto de 2009, 250 redes HSDPA lançaram comercialmente serviços de banda larga móvel em 109 países. 169 redes HSDPA suportam throughput de dados de downlink de pico de 3,6 Mbit / s. Um número crescente está entregando downlink de dados de pico de 21 Mbit / s e 28 Mbit / s.

As redes CDMA2000 - EVDO tiveram a liderança inicial em desempenho, e os provedores japoneses foram benchmarks de grande sucesso para isso. Mas, ultimamente, isso parece estar mudando em favor do HSDPA, à medida que um número crescente de provedores em todo o mundo o está adotando.

Durante 2007, um número crescente de empresas de telecomunicações em todo o mundo começou a vender modems HSDPA USB para fornecer conexões de banda larga móvel. Além disso, a popularidade das caixas de reposição de linha fixa HSDPA cresceu - fornecendo HSDPA para dados via Ethernet e WiFi , e portas para conectar telefones fixos tradicionais. Alguns são comercializados com velocidades de conexão de "até 7,2 Mbit / s", o que só é alcançado em condições ideais. Como resultado, esses serviços podem ser mais lentos do que o esperado, quando em áreas internas de cobertura periférica.

Acesso de pacote de uplink de alta velocidade (HSUPA)

High-Speed ​​Uplink Packet Access ( HSUPA ) é um protocolo de telefonia móvel 3G da família HSPA. Essa tecnologia foi a segunda etapa importante no processo de evolução do UMTS. Ele foi especificado e padronizado no 3GPP Versão 6 para melhorar a taxa de dados do uplink para 5,76 Mbit / s , estendendo a capacidade e reduzindo a latência. Junto com melhorias adicionais, isso cria oportunidades para uma série de novos aplicativos, incluindo VoIP, upload de fotos e envio de grandes mensagens de e-mail.

O HSUPA foi substituído por tecnologias mais novas, avançando ainda mais nas taxas de transferência. O LTE fornece até 300 Mbit / s para downlink e 75 Mbit / s para uplink. Sua evolução LTE Advanced suporta taxas máximas de downlink de mais de 1 Gbit / s.

Tecnologia

O Uplink aprimorado adiciona um novo canal de transporte ao WCDMA, chamado Canal Dedicado Aprimorado (E-DCH). Ele também apresenta várias melhorias semelhantes às do HSDPA, incluindo transmissão multicódigo, intervalo de tempo de transmissão mais curto permitindo adaptação de link mais rápida, agendamento rápido e solicitação de repetição automática híbrida rápida (HARQ) com redundância incremental tornando as retransmissões mais eficazes. Da mesma forma que o HSDPA, o HSUPA usa um "agendador de pacotes", mas opera em um princípio de "solicitação-concessão", em que o equipamento do usuário (UE) solicita permissão para enviar dados e o agendador decide quando e quantos UEs terão permissão para fazê-lo . Um pedido de transmissão contém dados sobre o estado do buffer de transmissão e da fila no UE e sua margem de potência disponível. No entanto, ao contrário do HSDPA, as transmissões de uplink não são ortogonais entre si.

Além deste modo de transmissão "programado", os padrões permitem um modo de transmissão auto-iniciado a partir dos UEs, denominado "não programado". O modo não programado pode, por exemplo, ser usado para serviços VoIP para os quais mesmo o TTI reduzido e o escalonador baseado em Nó B serão incapazes de fornecer o tempo de atraso muito curto e a largura de banda constante necessária.

Cada fluxo MAC-d (ou seja, fluxo de QoS) é configurado para usar os modos programados ou não programados. O UE ajusta a taxa de dados para fluxos programados e não programados de forma independente. A taxa máxima de dados de cada fluxo não programado é configurada na configuração da chamada e normalmente não é alterada com frequência. A potência usada pelos fluxos programados é controlada dinamicamente pelo Nó B por meio de mensagens de concessão absoluta (consistindo em um valor real) e concessão relativa (consistindo em um único bit up / down).

Na camada física , o HSUPA introduz novos canais E-AGCH (Canal de Concessão Absoluta), E-RGCH (Canal de Concessão Relativa), F-DPCH (DPCH Fracionário), E-HICH (Canal Indicador Híbrido E-DCH ARQ), E -DPCCH (Canal de Controle Físico Dedicado E-DCH) e E-DPDCH (Canal de Dados Físicos Dedicado E-DCH).

E-DPDCH é usado para transportar o Canal de Transporte E-DCH; e E-DPCCH é usado para transportar a informação de controle associada ao E-DCH.

Categorias de equipamentos de usuário

A tabela a seguir mostra as velocidades de uplink para as diferentes categorias de HSUPA.

Outras categorias de UE foram definidas a partir do 3GGP Versão 7 em diante como HSPA evoluído (HSPA +) e estão listadas em categorias HSUPA UE evoluídas .

Acesso de pacote de alta velocidade evoluído (HSPA +)

Artigo principal: Acesso de pacote de alta velocidade evoluído

O HSPA evoluído (também conhecido como HSPA Evolution, HSPA +) é um padrão de banda larga sem fio definido no 3GPP versão 7 da especificação WCDMA. Ele fornece extensões para as definições HSPA existentes e, portanto, é compatível com versões anteriores em todas as versões originais da rede WCDMA Versão 99. O HSPA evoluído fornece taxas de dados entre 42,2 e 56 Mbit / s no downlink e 22 Mbit / s no uplink (por portadora de 5 MHz) com tecnologias de entrada múltipla, saída múltipla (2x2 MIMO) e modulação de ordem superior (64 QAM). Com a tecnologia Dual Cell, isso pode ser duplicado.

Desde 2011, o HSPA + foi amplamente implantado entre as operadoras WCDMA com quase 200 compromissos.

Veja também

Referências

Bibliografia

links externos