26
1 Mobilne radiokomunikacije MOBILNE RADIOKOMUNIKACIJE predavanje_13

Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

Citation preview

Page 1: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

1 Mobilne radiokomunikacije

MOBILNE RADIOKOMUNIKACIJEpredavanje_13

Page 2: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.2 Mobilne Radiokomunikacije

SADRŽAJ

> HSDPA i HSUPA

> HSDPA tehnologija> Osnovne značajke HSDPA tehnologije> Klase HSDPA terminala> Arhitekturne promjene zbog HSDPA tehnologije

> HSUPA tehnologija> Osnovne značajke HSUPA tehnologije> Klase HSUPA terminala> Arhitekturne promjene zbog HSUPA tehnologije> HSPA performanse i stanje tehnologije> Čimbenici koji utječu na HSPA performanse

> Trenutno stanje tehnologije

Page 3: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.3 Mobilne Radiokomunikacije

Terminologija i koncepti HSDPA/ HSUPA

> HSDPA (engl. HSDPA - High Speed Downlink Packet Access) se kao funkcionalnost pojavljuje u verziji 5 UMTS standarda, a predstavlja poboljšanje ranijih verzija (R99 i verzije 4) koje donosi u smislu povećanja brzine i kapaciteta na silaznoj vezi te smanjenja kašnjenja (latencije).

> EUL (engl. EUL- Enhanced Uplink). je drugi velik korak nakon procesa uvođenja HSDPA tehnologije, a uveden je u verziji 6 3GPP specifikacijaHSUPA (engl. HSUPA - High-Speed Uplink Packet Access) ime je kreirala Nokia. 3GPP standardizacijsko tijelo ne podržava ime „HSUPA“, već umjesto toga koristi ime EUL, no s obzirom da se HSUPA naziv češće koristi i ovdje ćemo ga u nastavku koristiti.

> Ključni koncepti HSDPA/ HSUPA tehnologije zasnivaju se na povećanju brzine prijenosa podataka, metodama koje su već poznate iz GSM→ EDGE evolucije, a to su:

1. adaptacija kanala promjenom modulacije i kodiranja (AMC),2. brzo kombiniranje retransmisije na fizičkom sloju L1 (HARQ),3. efikasno dijeljenje resursa među korisnicima,4. manje hardverske promjene postojeće arhitekture

HSDPA i HSUPA

Page 4: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.4 Mobilne Radiokomunikacije

UL i DL nisu jednaki

> Postoji nekoliko osnovnih razlika između uzlazne i silazne veze UMTS sustava koje treba imati na umu kada se razmatraju mogućnosti povećanja brzine, korištenjem neke od gore navedenih tehnika:

1. Raspoloživa snaga za odašiljanjeKorisnička oprema (UE) ima mnogo manju maksimalnu snagu odašiljanja od bazne stanice. Ipak, za razliku od bazne stanice koja raspoloživu snagu dijeli između aktivnih korisničkih oprema na silaznoj vezi, korisnička oprema na uzlaznoj vezi ima maksimalnu moguću snagu na raspolaganju.

2. Dinamika kontrole snage na uzlaznoj veziDinamika kontrole snage veća je na uzlaznoj vezi.

3. Brza kontrola snage na uzlaznoj veziZbog rješavanja problema uzrokovanih efektom blizu- daleko (near-far), nije moguće u potpunosti ukloniti brzu kontrole snage na uzlaznoj vezi. Na silaznoj vezi nema brze kontrole snage.

4. Ograničenje kanalnih kodova na silaznoj veziU silaznoj vezi zbog načina dodjeljivanja kodova iz kodnog stabla (detaljno objašnjenje u poglavlju 7.3.1) postoji ograničenje u broju kodova koje je moguće dodijeliti pojedinom korisniku pa se i taj resurs mora nadzirati kod dodjeljivanja (engl. scheduling). U uzlaznoj vezi svaka korisnička oprema na raspolaganju ima čitavo kodno stablo pa tog ograničenja nema.

HSDPA i HSUPA

Page 5: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.5 Mobilne Radiokomunikacije

Osnovne značajke HSDPA tehnologije

> Imajući na umu (na prethodnom slide-u) navedena ograničenja koja postoje na silaznoj vezi UMTS sustava kod HSDPA tehnologija nadziremo dva osnovna resursa:

1. raspoloživu snagu bazne stanice te

2. raspoloživost kanalnih kodova.

> Kako bi se efikasno koristili raspoloživi resursi (snaga i kodovi), HSDPA koncept temelji se na sljedećim funkcionalnostima:

a) odašiljanje u dijeljenom prijenosnom kanalu (engl. HS-DSCH),b) korištenje modulacija višeg reda,c) kraći transmisijski vremenski interval (engl. TTI - Transmission Time Interval),d) brza adaptacija kanala (engl. fast link adaptation),e) brzo dijeljenje resursa (engl. fast scheduling),f) brzi hibridni automatski zahtjev za ponovno slanje paketa (engl. HARQ - Hybrid Automatic Repeat

reQuest).

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

Neiskorišteno

Zajednički kanali

Dodjeljeni kanaliUku

pna

snag

a će

lije

Page 6: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.6 Mobilne Radiokomunikacije

a.) odašiljanje u dijeljenom prijenosnom kanalu (HS-DSCH)

> Za HSDPA se uvodi novi dijeljeni kanal u transportnom sloju, HS-DSCH (engl. HS-DSCH - High Speed DownlinkShared Channel), a temelji se na načelu odašiljanja u dijeljenom prijenosnom kanalu. To znači da se određena grupa raspoloživih kodova i raspoloživa odašiljačka snaga u ćeliji smatraju zajedničkim resursom koji se među korisnicima dijeli u kodnoj i vremenskoj domeni.

> HS-DSCH kanal koristi fiksni faktor raspršenja (SF=16), a pojedinom korisniku se može dinamičkimijenjati broj raspoloživih kodova, a time

mijenjamo i brzinu prijenosa podataka

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

Page 7: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.7 Mobilne Radiokomunikacije

b.) modulacije više reda

> WCDMA (verzija R99) na zračnom sučelju koristi QPSK modulaciju na silaznoj vezi. Za HSDPA je omogućeno korištenje modulacija višeg reda (16QAM/ 64QAM) čime je povećana spektralna efikasnost, a za korisnika omogućena veća brzina prijenosa podataka

> Ipak, treba imati na umu da su za ostvarivanje većih brzina korištenjem modulacija više reda potrebni dobri radijski uvjeti jer se u suprotnom povećava vjerojatnost pogreške u prijenosu signala, a time i broj retransmisija što u konačnici dovodi do smanjenja u brzini prijenosa podataka. QPSK i QAM modulacijski postupci detaljnije su opisani u poglavljima 3.3.2 i 3.3.4.

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

Page 8: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.8 Mobilne Radiokomunikacije

c.) kraći transmisijski vremenski interval (TTI)> Za UMTS R99, definirani su TTI slijedećih vremena trajanja: 80, 40, 20 i 10ms> Za HSDPA se kanalni kodovi iz dijeljenog resursa raspoloživih kodova dinamički se alociraju svake 2ms (500

puta u sekundi). Kraći transmisijski vremenski interval (engl. TTI - Transmission Time Interval) smanjuje vrijeme odziva (engl. RTT - RoundTrip Time), a poboljšan je i nadzor kvalitete pojedinog kanala.

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

Page 9: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.9 Mobilne Radiokomunikacije

64QAM

16QAM

QPSK

d.) brza adapatacija kanala (fast link adaptation)

> Brza adaptacija kanala (engl. fast link adaptation) je mehanizam koji prilagođava parametre odašiljanja prema trenutnom stanju svakog pojedinog radijskog kanala: Tako će npr. radijskom kanalu u dobrim radijskim uvjetima biti omogućeno korištenje modulacija višeg reda.

> WCDMA sustav (R99) koristi mehanizam kontrole snage kako bi se kompenzirao utjecaj promjena u kvaliteti signala na silaznoj vezi. Tako će kontrola snage korisnicima sa lošijim radijskim uvjetima (npr. korisnik se nalazi na rubu ćelije) dodijeliti više snage kako bi se održala željena kvaliteta tog radijskog linka. U isto vrijeme, za održavanje kvalitete radijskog kanala za korisnike u dobrim radijskim uvjetima, bit će dodijeljena manja snaga. Možemo zaključiti da s gledišta ukupne propusnosti sustava, kontrola snage nije najefikasniji način dodjele raspoloživih resursa.

> Umjesto da se koristi kontrola snage kao mehanizam za kompenzaciju brzih varijacija radijskih uvjeta na silaznoj vezi, HS-DSCH se zasniva na prilagodbi brzine prijenosa podataka. To znači da je odašiljačka snaga konstanta, a svakom se korisniku promjenom brzine kodiranja kanala mijenja i krajnja brzina prijenosa podataka.

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

Page 10: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.10 Mobilne Radiokomunikacije

e.) Brzo dijeljenje resursa (fast scheduling)

> Mehanizam brzog dijeljenja resursa (engl. fast scheduling) određuje kojoj će korisničkoj opremi (UE) u određenom trenutku biti dodijeljeni resursi s dijeljenog prijenosnog kanala HS-DSCH. Cilj je da se resursi dodjeljuju korisničkoj opremi koja ima bolje radijske resurse

> Funkcionalnost zadužena za dijeljenje resursa (engl. scheduler) određuje ukupne HSDPA performanse. Za svaki transmisijski vremenski interval (TTI), djelitelj resursa određuje kojem će se korisniku odašiljati HS-DSCH te u uskoj suradnji s mehanizmom brze adaptacije kanala određuje koja će se modulacijska tehnika koristiti i koliko će kodova korisniku biti dodijeljeno. Time dolazimo do stvarne krajnje korisničke brzine.

> U HSDPA postoje tri metode dodjeljivanja prava pristupa:1. Algoritam Round Robin2. Algortiam Proportional Fair scheduling (engl. P-FR Proportional Fair)3. Maksimalni omjer C/I (M-C/I Maximum C/I)

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

Page 11: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.11 Mobilne Radiokomunikacije

f.) Brzi hibridni automatski zahtjev za ponovno slanje paketa - (HARQ)

> HARQ (engl. HARQ - hybrid ARQ) funkcionalnost (Slika 8.6) u odnosu na osnovni ARQ mehanizam, poboljšana je dvjema novim funkcionalnostima:

1. meko kombiniranje (engl. soft combining)2. Incremental redundancy (IR)

1. meko kombiniranje (engl. soft combining)> Korisnička oprema zahtijeva retransmisiju paketa kojeg nije mogla uspješno dekodirati (P1,1) po njegovu dolasku

prije pokušaja ponovnog dekodiranja radi kombiniranja tog novog pristiglog paketa (P1,2) i onog izvornog (P1,1).> Koristeći meko kombiniranje korisnička oprema (UE) pri prijenosu poruka „čuva“ snagu dok mu je otpornost na

nestabilnost kvalitete veze veća. Svaki tijek podataka ima H-ARQ profil u kojem je definiran maksimalni broj retransmisija. Aplikacije neosjetljive na kašnjenje, koriste HARQ profil koji im omogućuje veći broj ponovnog slanja paketa, dok aplikacije osjetljive na kašnjenje (npr. glasovna komunikacija) koriste profil s manjim brojem pokušaja ponovnog slanja.

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

Page 12: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.12 Mobilne Radiokomunikacije

f.) Brzi hibridni automatski zahtjev za ponovno slanje paketa - (HARQ)

2. Incremental redundancy (IR)> IR je sličan funkcionalnosti mekog kombiniranja (engl. soft combining), ali za razliku od njega podaci koji su ponovno

poslani bivaju kodirani korištenjem inkrementalne redundantne informacije kako bi se povećale šanse da će paket biti ispravno primljen ili da se dovoljno pogrešaka može ukloniti kako bi se omogućilo spajanje s prethodnim paketima i ispravak pogreške.

> S uvođenjem HSDPA funkcionalnosti, novi MAC-hs sloj biva instaliran na RBS-u. Samim time, retransmisijukontrolira izravno bazna stanica (NodeB), što jednako tako vodi k bržoj retransmisiji i smanjenom kašnjenju kod paketnog prijenosa kada je to potrebno. UE je u stanju brže slati zahtjeve za retransmisijom, a HARQ mehanizam implementiran u baznoj stanici je u stanju vrlo brzo odgovarati na te zahtjeve što značajno smanjuje vrijeme odziva.

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

Page 13: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.13 Mobilne Radiokomunikacije

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

1 5 QPSK i 16-QAM 1.22 5 QPSK i 16-QAM 1.23 5 QPSK i 16-QAM 1.84 5 QPSK i 16-QAM 1.85 5 QPSK i 16-QAM 3.66 5 QPSK i 16-QAM 3.67 10 QPSK i 16-QAM 7.28 10 QPSK i 16-QAM 7.29 15 QPSK i 16-QAM 10.110 15 QPSK i 16-QAM 1411 5 samo QPSK 0.912 5 samo QPSK 1.813 15 QPSK, 16-QAM i 64-QAM 17.614 15 QPSK, 16-QAM i 64-QAM 21.115 15 QPSK, 16-QAM MIMO 23.416 15 QPSK, 16-QAM MIMO 2819 15 QPSK, 16-QAM, 64-QAM MIMO 35.320 15 QPSK, 16-QAM, 64-QAM MIMO 42.221 15 QPSK, 16-QAM Dual-Cell HSDPA 23.422 15 QPSK, 16-QAM Dual-Cell HSDPA 2823 15 QPSK, 16-QAM, 64-QAM Dual-Cell HSDPA 35.324 15 QPSK, 16-QAM, 64-QAM Dual-Cell HSDPA 42.225 15 QPSK, 16-QAM Dual-Cell HSDPA + MIMO 46.726 15 QPSK, 16-QAM Dual-Cell HSDPA + MIMO 55.927 15 QPSK, 16-QAM, 64-QAM Dual-Cell HSDPA + MIMO 70.628 15 QPSK, 16-QAM, 64-QAM Dual-Cell HSDPA + MIMO 84.4

Maksimalna brzina prijenosa podataka (Mbps)K

ateg

orija Makismalan

broj HS-DSCH

kodova Modulacija MIMO - Dual Carrier

Klase HSDPA terminala

> HSDPA obuhvaća više verzija koje uz korištenje različitih funkcionalnosti omogućavaju različite brzine prijenosa podataka.

> Tabela (verzije 9 UMTS TS25.306 standarda (3GPP)) prikazuje maksimalne brzine koje je moguće postići korištenjem različitih klasa terminala.

Page 14: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.14 Mobilne Radiokomunikacije

HSDPAOsnovne značajke HSDPA tehnologije

Arhitekturne promjene zbog HSDPA tehnologije

> Na samom početku ovog poglavlja upoznali smo da je jedan od četiri ključna cilja bila izvedba sustava koji će imati: „neznatne hardverske promjene postojeće arhitekture“.

> Taj zahtjev smo već vidjeli i kod evolucije GSM→GPRS mreže, a temelji se na financijskim razlozima. Naime, nadogradnja sustava koja zahtjeva velike arhitekturne promjene je financijski neefikasna pa se postavlja pitanje je li financijski efikasnije napraviti nadogradnju ili investirati u neki novi sustav. Zbog toga je i u ovom slučaju HSDPA nadogradnja jednostavna i moguća na već izgrađenoj infrastrukturi UMTS mreže.

> Kako smo vidjeli u poglavlju 8.1.1, HSDPA funkcionalnost predstavlja poboljšanje brzina prijenosa u silaznoj vezi na zračnom sučelju, pa se zbog toga funkcionalne promjene događaju na RNC-u i RBS-u entitetima. Da bi se omogućila brza adaptacija linka, brzi H-ARQ i brza metoda dodjeljivanja pristupa uvodi se novi Medium-Access Control podsloj (MAC-hs) koji se definira na RBS-u, dok su MAC-d i RLC protokolni slojevi sačuvani u RNC protokolnoj strukturi.

Page 15: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.15 Mobilne Radiokomunikacije

Osnovne značajke HSUPA tehnologije

> U sklopu verzije 6 3GPP standarda definirana je i specifikacija za HSUPA. U specifikacijama su kao motivacija i glavni tehnički cilj za HSUPA definirani poboljšanje performansi namjenskog transportnog kanala u uzlaznoj vezi, a to u odnosu na verziju R99 UMTS standarda znači:

1. veću brzinu prijenosa podataka u uzlaznoj vezi omogućuje uvođenje i korištenje novih korisničkih usluga te efikasnije korištenje već postojećih,

2. smanjeno vrijeme čekanja (latencija),3. povećanje kapaciteta ćelije korištenjem metoda brzog dodjeljivanja pristupa i kontrole resursa snage4. mogućnost definiranja kvalitete usluge (QoS)5. poboljšanja pokrivenost u uzlaznoj vezi za prijenos podataka većim brzinama.6. brža kontrola resursa.

HSUPAOsnovne značajke HSUPA tehnologije

Page 16: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.16 Mobilne Radiokomunikacije

Osnovne značajke HSUPA tehnologije

> S obzirom na to da je HSUPA usmjeren ka poboljšavanju kapaciteta sustava i brzini prijenosa podataka u uzlaznoj vezi da bi ostvario željene performanse koristi sličnu metodu kao i HSDPA. Efikasnom kontrolom snage povećava brzine prijenosa korisnicima s dobrim radio uvjetima te smanjuje brzine prijenosa korisnicima s lošim radio uvjetima. Da bi implementirala takav način kontrole snage, HSUPA primjenjuje načela sa slike:

HSUPAOsnovne značajke HSUPA tehnologije

Page 17: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.17 Mobilne Radiokomunikacije

Modulacija

> Na silaznoj vezi povećanja broja istodobnih aktivnih veza dovodi do ograničenja u iskorištenosti spektra. Zbog toga se kod HSDPA tehnologije, u odnosu na R99 koriste modulacije višeg reda (16QAM/ 64 QAM).

> Suprotno tome, na uzlaznoj vezi uslijed povećanja broja istodobnih aktivnih korisnika dolazi do ograničenja iskorištenosti snage za svaku pojedinu aktivnu vezu.

> Kako kod HSUPA korištenje modulacije višeg reda to ne bi donijelo značajno poboljšanje, u verziji 6 UMTS standarda zadržana je QPSK modulacija, jednako kao i kod R99 verziji UMTS sustava. QPSK modulacija opisana je u poglavlju 3.3.2.

> U kasnijim verzijama specifikacija standarda, na uzlaznoj se vezi ipak uvodi i 16QAM modulacijska tehnika.

HSUPAOsnovne značajke HSUPA tehnologije

Page 18: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.18 Mobilne Radiokomunikacije

Brza kontrola snage i meko prekapčanje

> HSUPA zahtijeva stalnu kontrolu transmisijske snage koja se dodjeljuje E-DCH kanalu za prijenos podataka. Ona je nužna kako bi se spriječilo preopterećenje bazne stanice.

> Načelo brze kontrole snage naslijeđen je iz osnova WCDMA sustava. Prijenosna snaga korisničke opreme u izravnoj je vezi s brzinom prijenosa podataka pa veće brzine prijenosa zahtijevaju niži faktor širenja (engl. spreading factor) koji zahtijeva veću prijenosnu snagu od one koja je potrebna pri prijenosu informacija manjim brzinama i većim faktorom širenja.

> Bazna stanica tolerira određenu granicu interferencije, nakon koje se pojavljuju problemi u dekodiranju transmisije pojedine korisničke opreme (UE).

> Kada više korisnika odašilje u isto vrijeme, bazna stanica rješava problem interferencije regulirajući snagu pojedine korisničke opreme koja odašilje na E-DCH kanalu. Ovakva regulacija transmisijske snage je zapravo ekvivalentna brzoj dodjeli pristupa u uzlaznoj vezi. Drugim riječima metoda dodjeljivanja pristupa u uzlaznoj vezi jest brzi mehanizam kontrole snage.

HSUPAOsnovne značajke HSUPA tehnologije

Page 19: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.19 Mobilne Radiokomunikacije

Dodjeljivanje pristupa u uzlaznoj vezi (scheduling)

> Dok HSDPA dodjeljuje HS-DSCH resurse, HSUPA kontrola pristupa dodjeljuje transmisijsku snagu pojedinom E-DCH kanalu koja je potrebna da bi se spriječilo preopterećenje bazne stanice. HSUPA kontrola pristupa alocira neiskorištene resurse DCH korisnika te ih dodjeljuje E-DCH korisnicima koji su poslali zahtjev za slanje podataka. Na taj se način snaga raspoređuje između propuštenih korisnika i prilagođavaju brzine prijenosa.

> Slanje zahtjeva za pristup i dodjeljivanje pristupa može se sažeto svesti na tri osnovna koraka: 1. korisnik tj. korisnička oprema, (engl. UE - User Equipment) šalje zahtjev za slanje podataka,2. bazna stanica odgovara na korisnikov zahtjev slanjem izračunate informacije o maksimalnoj dozvoljenoj snazi

koju korisnik može koristiti i alokacijom potrebnih resursa u uzlaznoj vezi (Bazna stanica određuje maksimalnu dozvoljenu snagu terminala na osnovi praćenja interferencije u uzlaznoj vezi i razmatranjem korisničkog zahtjeva za željenim brzinama i realnim mogućnostima njihovoga ispunjavanja),

3. korisnik dodijeljenu snagu koristi za prijenos podataka prema baznoj stanici. (koristeći informaciju o apsolutnoj snazi dobivenu od bazne stanice, korisnik na osnovi raspoloživih podataka i vlastite snage odabire E-DCH kanal za prijenos podataka i primjerenu snagu za prijenos).

> Kao što je već spomenuto u 2. koraku, bazna stanica na osnovi ulaznih parametara izračunava maksimalnu dozvoljenu snagu koju korisnik može koristiti na E-DCH kanalu. Bitni ulazni parametri na osnovi kojih se određuje kojem korisniku dodijeliti koji pristup i kakve brzine su:

1. procjena opterećenja u uzlaznoj vezi na Uu sučelju2. kontrola toka na Iub sučelju3. hardverski resursi

HSUPAOsnovne značajke HSUPA tehnologije

Page 20: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.20 Mobilne Radiokomunikacije

Definiranja kvalitete usluge (QoS), klasa D

> Uvođenjem HSUPA tehnologije, značajna su poboljšanja u transportnom dijelu mreže. U skladu s kvalitetom usluge klase C koja se definira uvođenjem HSDPA prometa, za HSUPA definira se nova Best effort QoS klasa D – klasa neodređene brzine koja prateći radio karakteristike, modificira transportne uvjete prijenosa HSUPA prometa. Po svojoj definiciji QoS klasa D je:

1. tolerantna klasa,2. koristi se za konekcije neodređene brzine prijenosa podataka (engl. UBR- unspecified bit rate),3. manjeg je prioriteta od C klase prometa,

HSUPAOsnovne značajke HSUPA tehnologije

Page 21: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.21 Mobilne Radiokomunikacije

Klase HSUPA terminala

> Tabela prikazuje klase HSUPA terminala definiranih u sklopu 3GPP standarda te pripadajuće maksimalne brzine prijenosa podataka koju je za pojedinu klasu moguće postići na uzlaznoj vezi. Prikazano je i nekoliko primjera terminala različitih proizvođača u trenutno najzanimljivijoj kategoriji 6.

HSUPAOsnovne značajke HSUPA tehnologije

HSUPA kategorija

Maksimalna brzina na uzlaznoj

vezi (Mbps)

Primjeri

Category 1 0.73

Category 2 1.46Category 3 1.46Category 4 2.93Category 5 2

Category 6 5.76

BlackBerry Tour 9630, Nokia CS-15, Option GlobeTrotter Express 441/442,

Option iCON 505/505M, Samsungi8910, Apple iPhone 4[3], Huawei

E180/ E182E/ E1820/ E5832 Category 7 (3GPP Rel7) 11.5Category 8 (3GPP Rel8) 42Category 9 (3GPP Rel9) 84

Page 22: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.22 Mobilne Radiokomunikacije

HSUPAOsnovne značajke HSUPA tehnologije

Arhitekturne promjene zbog HSUPA tehnologije

> Jedna od bitnih prednosti ove tehnologije jest da je njena primjena moguća na već izgrađenoj infrastrukturi UMTS mreže.

> Kako smo vidjeli kroz prethodne slide-ove, HSUPA funkcionalnost predstavlja poboljšanje brzina prijenosa u uzlaznoj vezi na zračnom sučelju. Zbog toga se funkcionalne promjene događaju na RNC i NodeBentitetima.

> Uz HSUPA funkcionalnost uvode se novi MAC entiteti (MAC-e, MACes) na RNC, NodeB i korisničkoj opremi (UE) koji obavljaju funkcije: brze retransmisije, HARQ, kontrolu pristupa, multipleksiranje i demultipleksiranje.

> S obzriom da je najčešći razvojni put funkcionalnosti kod većine operatera UMTS→ HSDPA→ HSUPA, a za HSDPA je već napravljena instalacija novih MAC entiteta, za većinu operatera će uvođenje HSUPA funkcionalnosti uglavnom značiti samo softversku nadogradnju.

Page 23: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.23 Mobilne Radiokomunikacije

HSUPAOsnovne značajke HSUPA tehnologije

Usporedba tehničkih karakteristika HSPA tehnologije s UMTS tehnologijom

Funkcionalnost R99 HSDPA HSUPAVršna brzina 384 kbps 14.4 Mbps (kategorija 10) 5,76 Mbps (kategorija 6)Modulacija QPSK QPSK, 16QAM, 64 QAM QPSK, 16QAMPromjenljiv faktor raspršenja (SF) da ne daSoft Handover da ne daBrza kontrola snage da ne daAdaptivna modulacija i kodiranje (AMC) ne da daRetransmisije na fizičkom sloju ne da daNodeB nadzire Scheduling i adaptaciju linka ne da da

Page 24: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.24 Mobilne Radiokomunikacije

HSPA

Koliko je to zaista brzo?

Download 5MB Song

Upload 5MB Video onYouTube

HSPA+ 21

UMTS

HSDPA 3.6

HSUPA 1.4

UMTS

HSUPA 5.7/ HSPA+ 21

13 sec

7 sec

2 sec

1 min 49 sec

1 sec

HSDPA 3.6

HSDPA 7.2

DC HSDPA 42

6 min 55 sec

10 sec

1 min 49 sec

35 sec

10 sec

Page 25: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.25 Mobilne Radiokomunikacije

Trenutno stanje tehnologije

Trenutno stanje tehnologije

3GPP verzija 6> HSDPA (verzija 6) uz maksimalno 15 HS-DSCH kodova i korištenje 16QAM modulacije (terminal klase 10) omogućuje

maksimalnu teoretsku brzinu od 14.4 Mbps te značajno smanjenje kašnjenja u odnosu na R99.> Za istu je verziju standarda korištenjem QPSK (terminal klase 6) modulacije moguće postići maksimalnu brzinu prijenosa

od 5.76 Mbps uz značajno smanjenje kašnjenja u odnosu na verziju R99.

Evolved HSPA (HSPA +)> HSPA+ je tehnologija definirana u sklopu 3GPP verzija 7 i 8. WCDMA specifikacija, a objedinjuje napredne tehnike kojima

se dalje pospješuju performanse HSDPA i HSUPA tehnologija.> Tako se korištenjem 64QAM modulacije (HSDPA terminal klase 10) kod HSDPA brzina povećava na 21.1 Mbps, a dodatno

se uz korištenje MIMO tehnike to povećava na 42 Mbps. (HSDPA terminal klase 20).> Pri tome se za HSUPA tehnologiju dodaje 16QAM modulacija na uzlaznoj vezi čime se maksimalna brzina prijenosa

podataka povećava na 11 Mbps (HSUPA term. Klase 7)

Dual Cell HSDPA (DC-HSDPA)> Dual Cell HSDPA funkcionalnost definirana je u sklopu 3GPP verzije 8. WCDMA specifikacija, a predstavlja prirodan razvoj

u smislu agregacije nosioca.> Dual Cell HSDPA funkcionalnost omogućuje jednom korisniku istodobnu dodjelu svih resursa s dvije ćelije (nosioca). Tom

se funkcionalnošću (HSDPA terminal klase 28) uz 64QAM modulaciju i MIMO brzina povećava do maksimalnih 84.4 Mbpsna silaznoj vezi.

Page 26: Mobilne_Radiokomunikacije-predavanje13

ponedjeljak, 05. prosinac 2011.26 Mobilne Radiokomunikacije

Trenutno stanje tehnologije

Trenutno stanje tehnologije

Dual Cell HSUPA (DC-HSUPA)> Slično funkcionalnosti DC-HSUPA u sklopu 3GPP verzije 9 WCDMA specifikacija uvodi se DC-HSUPA i ima slična

ograničenja. Npr. dvije ćelije moraju pripadati istoj baznoj stanici (NodeB) i moraju biti definirane kao susjedne ćelije.

Multi Carrier HSPA (MC-HSPA)> Iako se razmatrala mogućnost istovremenog korištenja više od dva nosioca ćelije, 3GPP specifikacije još uvijek ne

dopuštaju takvu mogućnost. No postoji mogućnost da se takva funkcionalnost omogući u daljnjem razvoju tehnologije.

E-UTRA> Nakon Evolved HSPA (HSPA+), razvojna mapa vodi nas do E-UTRA, tehnologije koja se prvi put spominje u sklopu 3GPP

verziji 8 specifikacija. Taj se projekt naziva LTE inicijativa (engl. LTE-LTE Long Term Evolution). Prva inačica standarda korištenjem OFDM modulacijske tehnike omogućuje brzine do 320Mbps na silaznoj i 170Mbps na uzlaznoj vezi, a ciljana krajnja brzina je 1Gbps u silaznoj vezi.