Изучение технологий доступа для широкополосной электросвязи (стр. 14 )

HSDPA предлагает пиковые скорости передачи данных 14,4 Мбит/с в отдельном канале, хотя сегодняшние доступные на рынке коммерческие пиковые скорости передачи данных лежат в диапазоне от 3,6 Мбит/с до 7,2 Мбит/с. HSDPA существенно улучшает качество передачи данных, обеспечиваемое для конечного пользователя в 3G, там, где эта технология обеспечивает увеличение пропускной способности передачи данных в нисходящем канале на 300% по сравнению с Rel ’99 и намного более высокое качество по сравнению с технологиями GPRS и EDGE.

Технология HSDPA поднимает WCDMA на более высокий уровень качества, где он может поддерживать более насыщенные широкополосные приложения со своими меньшими задержками и более быстрым откликом сети и лучшим QoS для передачи данных.

Технология HSDPA предоставляет оператору возможность гладкого перехода и варианты гибкого развертывания, поскольку она является обратно совместимой технологией R’99. Этапы развертывания HSDPA могут быть масштабированы в соответствии с желаемыми инвестициями в сеть.

Улучшение от R’99 до HSDPA приносит собой мелкие изменения функционирования узла B и RNC. Теперь узел B может выполнять функции, которые ранее выполнялись RNC (R99), что обеспечивает:

•        Более короткое время отклика благодаря тому факту, что работа узла B будет позволять меньшие задержки на пути двусторонней передачи благодаря более эффективным адаптации и планированию канала.

•        Более эффективное использование ресурсов благодаря более быстрому планированию.

•        HSDPA вводит H-ARQ, повышающую эффективность ретрансляции.

Далее приведены новые улучшенные методы, которые были введены. Еще большее повышение качества HSDPA обусловлено следующими новыми продвинутыми концепциями и методами, которые введены при разработке технологии:

•        Новые высокоскоростные физические каналы

-        Режим HSDPA вводит новые высокоскоростные каналы передачи данных, называемые Высокоскоростными физическими совместно используемыми нисходящими каналами (HS-PDSCH), которые назначаются пользователям во временной области. Имеется 15 таких каналов, которые работают в одном радиоканале WCDMA шириной 5 МГц. Ресурсы назначаются как во временной, так и в кодовой областях (каналы HS-DSCH).

•        Более быстрая адаптация канала, более высокие уровни модуляции и кодирования

-        HSDPA поддерживает схемы модуляции более высоких уровней, среди которых QPSK и 16QAM. Схема 16-QAM повышает пропускную способность передачи данных, тогда как для сложных условий доступна модуляция QPSK.

       HSDPA использует коэффициенты кодирования от R = 1/3 до R =1

-        В зависимости от принимаемого сигнала и условий работы канала, пользователю HSDPA назначается соответствующая схема модуляции и кодирования для того, чтобы обеспечить максимальную скорость доставки данных. Процесс выбора и адаптивного обновления оптимального коэффициента модуляции и кодирования называется быстрой адаптацией канала.

•        Быстрое планирование

-        На основании быстрого получения данных обратной связи о качестве канала и более коротких слотах TTI, в технологии HSDPA реализуется более быстрое планирование ресурсов. Ресурсы трафика распределяются пользователям с наилучшими мгновенными условиями для радиопередачи, при этом гарантируется справедливость распределения ресурсов между пользователями. Планировщик может выбрать пользователя с лучшим мгновенным качеством сигнала, в то же самое время планировщик гарантирует, что каждый пользователь получит услугу с минимальным уровнем пропускной способности передачи данных. Этот метод распределения ресурсов называется пропорциональным справедливым планированием.

•        Разнесение многих пользователей

-        Поскольку условия передачи в канале для различных пользователей различны, обслуживание каждого пользователя выполняется, когда для него имеются идеальные условия радиосвязи. Этот метод, действительно, помогает достичь максимальной пропускной способности в секторе, при которой сеть обеспечивает значительное разнесение пользователей и существенно большей эффективности использования спектра, т. е. результирующая пропускная способность в секторе будет больше, когда в системе больше пользователей, чем, когда пользователей меньше.

•        Быстрая ретрансляция при помощи гибридной функции ARQ:

-        Гибридный автоматический повторный запрос (ARQ) – это процесс объединения повторной передачи данных для повышения вероятности успешного декодирования. Этот метод реализован посредством механизмов МАС уровня на Узле B совместно с методами планирования и адаптации канала. Это процесс содействует наиболее оптимальному реагированию в реальном времени на изменение условий радиосвязи на базовой станции с целью достижения максимальной суммарной пропускной способности передачи данных и минимизации задержек.

•        Более короткий интервал времени передачи (TTI) кадров

-        Технология HSDPA впервые вводит кадры пакетных данных с очень коротким TTI = 2 мс, который существенно меньше, чем интервал длительностью от 10 до 20 мс, используемый в Варианте 99 WCDMA. Данные пакета распределяются различным пользователям, которым назначены один или несколько из этих каналов в течение короткого интервала TTI = 2 мс. Затем каждые две миллисекунды сеть может изменять назначение пользователям различных HS-PDSCH. Результатом является то, что ресурсы распределяются в коротком интервале для того, чтобы обеспечить более быструю ретрансляцию и более точное управление распределением ресурсов.

Высокоскоростной восходящий канал пакетного доступа (HSUPA)

HSUPA – режим, который стандартизован в Варианте 6, распространяет преимущества HSDPA на восходящий канал. HSUPA вводит новый физический канал, называемый Расширенным выделенным каналом (E-DCH), который, главным образом, вносит целый набор улучшений, оптимизирующих качество восходящего канала. Режим HSUPA объединяет концепции и принципы, аналогичные тем, которые использованы в HSDPA, и которые включают в себя следующее:

•        Быстрое планирование восходящего канала

•        Быстрая и эффективная повторная передача с использованием гибридной ARQ восходящего канала

•        Более короткие кадры TTI для восходящего канала

Этот новый режим для восходящего канала намного расширяет качественные показатели при увеличенной пропускной способности, уменьшенных задержках и повышенной эффективности использования спектра. Для активизации режима HSUPA требуется внести изменения только на уровнях PHY и MAC на Узлах B и на уровне MAC в RNC.

Режим HSUPA позволяет обеспечить более высокие пиковые скорости передачи данных до 5,76 Мбит/с и почти удваивает пропускную способность соты восходящего канала, уменьшает задержку на величину около 85% по сравнению с системой по Варианту 99 и достигает намного более высоких пользовательских скоростей передачи данных. Дополнительные методы, такие как устранение помех и четырехкратное разнесение приема увеличивают пропускную способность соты системы HSUPA почти на 400%.

Режим HSUPA также значительно уменьшает задержки пакетов. Комбинация коротких интервалов TTI, быстрого планирования и быстрой гибридной ARQ, так же как и в нисходящем канале служит для уменьшения задержки. Режим HSUPA обеспечивает улучшенное управление QoS, позволяющий лучше использовать системные ресурсы восходящего канала. HSUPA обеспечивает более точное управление радиоресурсами канала на Узле B и быстрое обновление планирования ресурсов для восходящего канала очень похоже на работу HSDPA в нисходящем канале.

Устройства пользователя (UE) HSUPA обратно совместимы с устройствами Rel’99 и HSDPA, в которых абоненты HSUPA, HSDPA и Варианта 99 могут работать с использованием одного и того же канала.

Режим HSUPA с повышенным качеством восходящего канала в дополнение к режиму HSDPA переводит технологию WCDMA на совершенно новый уровень, обеспечивая лучшую в своем классе поддержку услуг подвижной широкополосной связи. Объединение HSDPA и HSUPA, которое называется HSPA, обеспечивает лучшую поддержку приложений, чувствительных к задержкам, таких как VoIP, видеотелефония и другие игровые приложения. HSPA обеспечивает намного лучшее восприятие пользователя в приложениях, интенсивно использующих нисходящий канал, например, при передаче файлов, видеороликов и изображений.

Эти новые улучшения в восходящем канале, обусловленные режимом HSUPA обеспечивает лучший бюджет канала, что в свою очередь, превращается в увеличенное покрытие для городских и сельских вариантов развертывания с большими размерами сот.

I.2.3.1.5        WiMAX

18 октября 2007 года Ассамблея радиосвязи МСЭ приняла решение глобального значения включить технологии WiMAX в перечень стандартов IMT-2000. Это соглашение прокладывает путь для развертывания целого спектра приложений для передачи голоса, данных и мультимедийных услуг, как на стационарные, так и на подвижные устройства. Важно, что оно открывает дверь мобильному доступу в интернет, стимулируя спрос на него, как на городских, так и на сельских рынках. Радиоассамблея МСЭ (RA-07) официально признала технологию, созданную на основе стандарта IEEE 802.16, введя ее в состав IMT-2000 как шестой радиоинтерфейс наземной связи. То есть, это первое дополнение стандартов IMT-2000 с тех пор, как первые пять интерфейсов были утверждены несколько лет назад в качестве части радиостандартов 3G, используемых на глобальном уровне, и это существенно расширяет возможности технологических рамок IMT-200020.

Стандарты IEEE 802.16, также известные как WiMAX (Всемирное взаимодействие для микроволнового доступа), позволяют достичь скоростей широкополосной связи в полностью IP беспроводных сетях по доступным ценам, для того, чтобы обеспечивалась возможность массового производства. WiMAX имеет возможность действительно доставлять сигналы со скоростями широкополосной связи и содействует претворению в жизнь идеи повсеместных соединений. В настоящее время в мире существует более 475 коммерческих сетей WiMAX. Стандарты WiMAX разработаны для фиксированных, кочевых и подвижных применений. WiMAX предлагает комбинацию широкополосной и подвижной связи. WiMAX позволяет предоставлять услуги четырех видов.