Các giao thức truyền thông
Truy cập gói tốc độ cao ( HSPA ) [1] là sự kết hợp của hai giao thức di động, Truy cập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA) HSUPA), giúp mở rộng và cải thiện hiệu suất của các mạng viễn thông di động 3G hiện có bằng các giao thức WCDMA. Một tiêu chuẩn 3GPP được cải thiện hơn nữa, Truy cập gói tốc độ cao tiến hóa (còn được gọi là HSPA +), đã được phát hành vào cuối năm 2008 với việc áp dụng trên toàn thế giới tiếp theo bắt đầu vào năm 2010. Tiêu chuẩn mới hơn cho phép tốc độ bit đạt tới mức 336 Mbit / giây trong đường xuống và 34 Mbit / s trong đường lên. Tuy nhiên, những tốc độ này hiếm khi đạt được trong thực tế. [2]
Tổng quan [ chỉnh sửa ]
Các thông số kỹ thuật HSPA đầu tiên hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh tăng lên tới 14 Mbit / s ở đường xuống và 5.76 Mbit / s trong đường lên. Nó cũng giảm độ trễ và cung cấp dung lượng hệ thống nhiều hơn gấp năm lần so với đường xuống và dung lượng hệ thống trong đường lên gấp đôi so với giao thức WCDMA ban đầu.
Truy cập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA) [ chỉnh sửa ]
Truy cập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA) là giao thức truyền thông di động 3G (thế hệ thứ ba) nâng cao trong Cao cấp Gia đình truy cập gói tốc độ (HSPA). HSDPA còn được gọi là 3.5G, 3G + hoặc Turbo 3G. Nó cho phép các mạng dựa trên Hệ thống Viễn thông Di động Toàn cầu (UMTS) có tốc độ và dung lượng dữ liệu cao hơn. HSDPA đã được giới thiệu với 3GPP Phiên bản 5, cũng đi kèm với một cải tiến về đường lên cung cấp một người mang mới 384 kbit / s. Người mang tối đa trước đó là 128 kbit / s. HSDPA cũng giảm độ trễ và do đó thời gian khứ hồi cho các ứng dụng. Truy cập gói tốc độ cao đã phát triển (HSPA +), được giới thiệu trong 3GPP Phiên bản 7, tăng thêm tốc độ dữ liệu bằng cách thêm điều chế 64QAM, MIMO và hoạt động HSDPA của nhà cung cấp kép. Thậm chí tốc độ cao hơn lên tới 337,5 Mbit / giây có thể có trong Bản phát hành 3GPP 11. [3]
Giai đoạn đầu tiên của HSDPA đã được chỉ định trong bản phát hành 3GPP 5. Giai đoạn một đã giới thiệu các chức năng cơ bản mới và nhằm đạt được tốc độ dữ liệu cao nhất là 14,0 Mbit / s với độ trễ giảm đáng kể. Sự cải thiện về tốc độ và độ trễ giúp giảm chi phí mỗi bit và tăng cường hỗ trợ cho các ứng dụng dữ liệu gói hiệu suất cao. HSDPA dựa trên truyền dẫn kênh được chia sẻ và các tính năng chính của nó là kênh chia sẻ và truyền đa mã, điều chế bậc cao, khoảng thời gian truyền ngắn (TTI), điều chỉnh và lập lịch liên kết nhanh và yêu cầu lặp lại tự động lai nhanh (HARQ). Các tính năng mới khác là Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao (HS-DSCH), khóa dịch pha pha cầu phương, điều chế biên độ 16 bậc hai và giao thức truy cập trung bình tốc độ cao (MAC-hs) trong trạm gốc.
Việc nâng cấp lên HSDPA thường chỉ là bản cập nhật phần mềm cho mạng WCDMA. Nói chung, các cuộc gọi thoại thường được ưu tiên hơn truyền dữ liệu.
Danh mục thiết bị người dùng [ chỉnh sửa ]
Bảng sau được lấy từ bảng 5.1a của bản phát hành 11 của 3GPP TS 25.306 [4] và hiển thị tốc độ dữ liệu tối đa của các loại thiết bị khác nhau và bằng cách kết hợp các tính năng họ đạt được. Tốc độ dữ liệu trên mỗi ô trên mỗi ô bị giới hạn bởi "số bit tối đa của khối vận chuyển HS-DSCH nhận được trong một HS-DSCH TTI" và "khoảng thời gian giữa các TTI tối thiểu". TTI là 2 ms. Vì vậy, ví dụ, Cat 10 có thể giải mã 27.952 bit / 2 ms = 13.976 MBit / s (chứ không phải 14.4 MBit / s như thường được yêu cầu không chính xác). Các loại 1-4 và 11 có các khoảng thời gian giữa các TTI là 2 hoặc 3, làm giảm tốc độ dữ liệu tối đa theo yếu tố đó. Mỗi ô kép và MIMO 2×2 nhân tốc độ dữ liệu tối đa lên 2, vì nhiều khối vận chuyển độc lập được truyền qua các sóng mang hoặc luồng không gian khác nhau, tương ứng. Tốc độ dữ liệu được đưa ra trong bảng được làm tròn đến một dấu thập phân.
| Các danh mục Thiết bị Người dùng (UE) HSDPA | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Thể loại | Phát hành | Tối đa. số mã HS-DSCH (mỗi ô) | Điều chế [note 1] | MIMO, Đa bào | Tốc độ mã tối đa. tốc độ dữ liệu [note 2] | Tối đa. tốc độ đường xuống (Mbit / s) [note 3] |
| 1 | 5 | 5 | 16-QAM | .76 | 1.2 | |
| 2 | 5 | 5 | 16-QAM | .76 | 1.2 | |
| 3 | 5 | 5 | 16-QAM | .76 | 1.8 | |
| 4 | 5 | 5 | 16-QAM | .76 | 1.8 | |
| 5 | 5 | 5 | 16-QAM | .76 | 3.6 | |
| 6 | 5 | 5 | 16-QAM | .76 | 3.6 | |
| 7 | 5 | 10 | 16-QAM | .75 | 7.2 | |
| 8 | 5 | 10 | 16-QAM | .76 | 7.2 | |
| 9 | 5 | 15 | 16-QAM | .70 | 10.1 | |
| 10 | 5 | 15 | 16-QAM | .97 | 14.0 | |
| 11 | 5 | 5 | QPSK | .76 | 0,9 | |
| 12 | 5 | 5 | QPSK | .76 | 1.8 | |
Các danh mục UE khác được xác định từ Phiên bản 3GGP 7 trở đi là HSPA đã tiến hóa ( HSPA + ) và được liệt kê trong Danh mục UE HSDPA đã tiến hóa.
Ghi chú [ chỉnh sửa ]
- ^ 16-QAM ngụ ý hỗ trợ QPSK, 64-QAM ngụ ý hỗ trợ 16-QAM và QPSK.
- tỷ lệ mã không giới hạn. Giá trị gần 1 trong cột này cho biết tốc độ dữ liệu tối đa chỉ có thể đạt được trong điều kiện lý tưởng. Do đó, thiết bị được kết nối trực tiếp với máy phát để thể hiện các tốc độ dữ liệu này.
- ^ Tốc độ dữ liệu tối đa được đưa ra trong bảng là tốc độ dữ liệu của lớp vật lý. Tốc độ dữ liệu của lớp ứng dụng xấp xỉ 85%, do bao gồm các tiêu đề IP (thông tin trên cao), v.v.
Thông qua [ chỉnh sửa ]
Kể từ ngày 28 tháng 8 năm 2009 [19659108]250 mạng HSDPA đã triển khai thương mại dịch vụ băng rộng di động tại 109 quốc gia. 169 mạng HSDPA hỗ trợ thông lượng dữ liệu đường xuống tối đa 3,6 Mbit / s. Một số lượng ngày càng tăng đang cung cấp đường xuống dữ liệu đỉnh 21 Mbit / s và 28 Mbit / s.
Mạng CDMA2000-EVDO dẫn đầu về hiệu suất và các nhà cung cấp Nhật Bản là điểm chuẩn rất thành công cho nó. Nhưng gần đây điều này dường như đang thay đổi có lợi cho HSDPA khi ngày càng nhiều nhà cung cấp trên toàn thế giới đang áp dụng nó.
Trong năm 2007, ngày càng nhiều công ty viễn thông trên toàn thế giới bắt đầu bán modem USB HSDPA để cung cấp kết nối băng thông rộng di động. Ngoài ra, sự phổ biến của các hộp thay thế điện thoại cố định HSDPA đã tăng trưởng cung cấp HSDPA cho dữ liệu qua Ethernet và WiFi và các cổng để kết nối điện thoại cố định truyền thống. Một số được bán trên thị trường với tốc độ kết nối "lên tới 7,2 Mbit / s", [5] chỉ đạt được trong điều kiện lý tưởng. Do đó, các dịch vụ này có thể chậm hơn dự kiến, khi ở trong vùng phủ sóng rìa trong nhà.
Truy cập gói đường lên tốc độ cao (HSUPA) [ chỉnh sửa ]
Truy cập gói đường lên tốc độ cao (HSUPA) là giao thức điện thoại di động 3G trong gia đình HSPA. Công nghệ này là bước quan trọng thứ hai trong quá trình tiến hóa UMTS. Nó đã được chỉ định và tiêu chuẩn hóa trong 3GPP Phiên bản 6 để cải thiện tốc độ dữ liệu đường lên lên 5,76 Mbit / s, [6] mở rộng dung lượng và giảm độ trễ. Cùng với các cải tiến bổ sung, điều này tạo ra cơ hội cho một số ứng dụng mới bao gồm VoIP, tải lên hình ảnh và gửi tin nhắn e-mail lớn.
HSUPA đã được thay thế bởi các công nghệ mới hơn giúp tăng tốc độ truyền tải. LTE cung cấp tới 300 Mbit / s cho đường xuống và 75 Mbit / s cho đường lên. Sự phát triển của nó LTE Advanced hỗ trợ tốc độ đường xuống tối đa trên 1 Gbit / s.
Công nghệ [ chỉnh sửa ]
Uplink nâng cao thêm kênh vận chuyển mới vào WCDMA, được gọi là Kênh chuyên dụng nâng cao (E-DCH). Nó cũng có một số cải tiến tương tự như HSDPA, bao gồm truyền đa mã, khoảng thời gian truyền ngắn hơn cho phép điều chỉnh liên kết nhanh hơn, lập lịch nhanh và Yêu cầu lặp lại tự động lai nhanh (HARQ) với tính năng dự phòng gia tăng giúp truyền lại hiệu quả hơn. Tương tự như HSDPA, HSUPA sử dụng "bộ lập lịch gói", nhưng nó hoạt động theo nguyên tắc "cấp yêu cầu" trong đó thiết bị người dùng (UE) yêu cầu quyền gửi dữ liệu và bộ lập lịch quyết định khi nào và bao nhiêu UE sẽ được phép làm như vậy . Yêu cầu truyền chứa dữ liệu về trạng thái của bộ đệm truyền và hàng đợi tại UE và biên công suất khả dụng của nó. Tuy nhiên, không giống như HSDPA, truyền dẫn đường lên không trực giao với nhau.
Ngoài chế độ truyền "theo lịch trình" này, các tiêu chuẩn cho phép chế độ truyền tự khởi động từ các UE, được ký hiệu là "không theo lịch trình". Ví dụ, chế độ không được lập lịch có thể được sử dụng cho các dịch vụ VoIP mà ngay cả bộ lập lịch dựa trên TTI và Node B bị giảm sẽ không thể cung cấp thời gian trễ rất ngắn và băng thông không đổi cần thiết.
Mỗi luồng MAC-d (tức là luồng QoS) được định cấu hình để sử dụng các chế độ theo lịch trình hoặc không theo lịch trình. UE điều chỉnh tốc độ dữ liệu cho các luồng theo lịch trình và không theo lịch trình một cách độc lập. Tốc độ dữ liệu tối đa của từng luồng không theo lịch trình được định cấu hình khi thiết lập cuộc gọi và thường không thay đổi thường xuyên. Công suất được sử dụng bởi các luồng theo lịch được điều khiển động bởi Node B thông qua cấp tuyệt đối (bao gồm một giá trị thực tế) và các thông báo cấp tương đối (bao gồm một bit lên / xuống).
Ở lớp vật lý, HSUPA giới thiệu các kênh mới E-AGCH (Kênh tài trợ tuyệt đối), E-RGCH (Kênh cấp tương đối), F-DPCH (Fractional-DPCH), E-HICH (Kênh chỉ số ARQ lai E-DCH ), E-DPCCH (Kênh điều khiển vật lý chuyên dụng E-DCH) và E-DPDCH (Kênh dữ liệu vật lý chuyên dụng E-DCH).
E-DPDCH được sử dụng để mang Kênh vận chuyển E-DCH; và E-DPCCH được sử dụng để mang thông tin điều khiển liên quan đến E-DCH.
Danh mục thiết bị người dùng [ chỉnh sửa ]
Bảng sau đây cho thấy tốc độ đường lên cho các loại HSUPA khác nhau.
| Các loại Thiết bị Người dùng (UE) HSUPA | |||
|---|---|---|---|
| HSUPA Thể loại |
Phát hành | Tối đa Uplink Tốc độ (Mbit / s) |
Điều chế |
| 1 | 6 | 0,73 | QPSK |
| 2 | 6 | 1.46 | QPSK |
| 3 | 6 | 1.46 | QPSK |
| 4 | 6 | 2,93 | QPSK |
| 5 | 6 | 2,00 | QPSK |
| 6 | 6 | 5,76 | QPSK |
Các danh mục UE khác được xác định từ Phiên bản 3GGP 7 trở đi là HSPA đã tiến hóa ( HSPA + ) và được liệt kê trong Danh mục UE HSUPA tiến hóa.
Truy cập gói tốc độ cao đã tiến hóa (HSPA +) [ chỉnh sửa ]
HSPA đã tiến hóa (còn được gọi là HSPA Evolution, HSPA +) là một chuẩn băng thông rộng không dây được định nghĩa trong 3GPP đặc điểm kỹ thuật. Nó cung cấp các phần mở rộng cho các định nghĩa HSPA hiện có và do đó tương thích ngược tất cả các bản phát hành mạng WCDMA 99 ban đầu. HSPA đã tiến hóa cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 42,2 Mbit / s trong đường xuống [6] và 22 Mbit / s trong đường lên [6] (trên mỗi sóng mang 5 MHz) với nhiều công nghệ đầu vào, nhiều đầu ra (2×2 MIMO) và điều chế bậc cao ( 64 QAM). Với công nghệ Dual Cell, chúng có thể được nhân đôi.
Kể từ năm 2011, HSPA + đã được triển khai rất rộng rãi giữa các nhà khai thác WCDMA với gần 200 cam kết. [7]
Xem thêm [ chỉnh sửa ]
Tài liệu tham khảo ]
Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]
- Sauter, Martin (2006). Hệ thống thông tin liên lạc cho Hiệp hội thông tin di động . Chichester: John Wiley. Sđt 0-470-02676-6.
- Harri Holma và Antti Toskala (2006). HSDPA / HSUPA cho UMTS: Truy cập vô tuyến tốc độ cao cho thông tin di động . Sđt 0-470-01884-4.
- Stuhlfauth, Reiner (2012). Truy cập gói tốc độ cao: Các khía cạnh công nghệ và đo lường của hệ thống vô tuyến di động HSDPA và HSUPA . Munich. Sê-ri 980-3-939837-14-5.
Liên kết ngoài [ chỉnh sửa ]