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HSPA double porteuse: DC-HSPA, DC-HSDPA

HSPA double porteuse: DC-HSPA, DC-HSDPA

Avec l'augmentation de l'utilisation des données, de plus grands niveaux de mise à niveau de la mise à niveau HSPA pour 3G UMTS ont été introduits pour augmenter encore le débit de données.

La technique a une variété de noms, y compris DC-HSPA, HSPA à double porteuse, HSPA à double cellule et DC-HSDPA, HSDPA à double cellule.

Essentiellement DC-HSPA améliore l'utilisation des ressources disponibles en multiplexant les porteuses dans l'état CELL DCH.

La configuration DC-HSPA fait une bien meilleure utilisation des ressources disponibles et fournit des performances considérablement améliorées dans des conditions de faible signal où normalement il serait nécessaire de réduire le débit de données en augmentant la correction d'erreur et en réduisant l'ordre de modulation.

Contexte DC-HSPA / DC-HSDPA

UMTS / W-CDMA a été initialement conçu comme un système à commutation de circuits et n'était pas bien adapté au trafic de données par paquets IP. Une fois que le système UMTS de base a été publié et déployé, le besoin d'une meilleure capacité de données par paquets est devenu clair, en particulier avec la tendance à la hausse rapide vers des services de données par paquets de type Internet, particulièrement en rafale.

La première réponse à cela a été le développement et l'introduction de HSDPA, suivis par HSUPA pour fournir le service HSPA combiné. Celles-ci ont été définies dans les versions 5 et 6 de 3GPP. Plus tard, elles ont été développées et déployées dans certaines régions pour fournir des taux de transfert de données encore plus élevés que HSPA +, ce qui s'est produit dans la version 7.

Une autre version, la version 8, détaillait le HSDPA à double cellule, ou HSPA, puis une combinaison de DC-HSDPA et de MIMO étant définie dans la version 9.

Notions de base DC-HSPA

Le concept de DC-HSPA / DC-HSDPA est de fournir une efficacité et des performances maximales pour les transferts de données par rafales, en utilisant des niveaux de capacité élevés pendant une courte période. Comme la majeure partie du trafic est dans le sens de la liaison descendante, le HSPA à double porteuse est appliqué à la liaison descendante - c'est-à-dire les éléments HSDPA, et par conséquent, le HSPA à double porteuse est également connu sous le nom de DC-HSDPA.

Le concept des données par paquets est que les données sont divisées en paquets avec une étiquette de destination, et ceux-ci sont envoyés sur un canal commun - le partage du canal étant donné que le trafic de données d'une source n'est pas là tout le temps.

DC-HSDPA cherche à appliquer ce principe aux multiples transporteurs qui peuvent être disponibles pour un opérateur. Souvent, les licences UMTS sont délivrées dans un spectre apparié de blocs de 10 MHz ou de 15 MHz - deux ou trois porteuses, pour la liaison montante et la liaison descendante.

En utilisant UMTS, HSPA ou même HSPA +, ces transporteurs fonctionnent indépendamment et, en fonction de l'utilisation, un transporteur pourrait être pleinement utilisé tandis que l'autre est sous-utilisé. La coordination entre les transporteurs n'a lieu qu'en termes de gestion de connexion et la charge dynamique n'est pas équilibrée. DC-HSDPA / DC-HSPA cherche à fournir une allocation et une optimisation des ressources.

Cette allocation conjointe de ressources sur plusieurs transporteurs nécessite une allocation dynamique de ressources pour atteindre les débits de données de pointe plus élevés par utilisateur HSDPA dans un seul intervalle de temps de transmission (TTI), ainsi que pour améliorer les capacités du terminal. L'utilisation de DC-HSDPA vise à fournir un niveau de performance constant dans toute la cellule, et en particulier aux bords où MIMO n'est pas aussi efficace.

Canaux pour DC-HSDPA

Lors de la mise en œuvre de DC-HSDPA, les canaux présents dans le système doivent être modifiés pour permettre au système de fonctionner selon les besoins.

  • HS-SCCH: Le HS-SCCH est transmis à la fois sur l'ancre, ou porteuse principale ainsi que sur la porteuse supplémentaire, et l'UE doit surveiller jusqu'à quatre codes HS-SCCH sur chaque porteuse. Cependant, l'UE doit uniquement pouvoir recevoir jusqu'à un HS-SCCH sur la cellule de desserte ou principale et un HS-SCCH sur la cellule secondaire.
  • HS-DPCCH: Alors qu'il aurait été possible d'utiliser deux HS-DPCCH, un sur chaque porteuse, un seul est utilisé - les informations de retour étant mappées sur le canal unique. Il y a 5 ou 10 bits d'indicateur de qualité de canal CQI qui sont utilisés. Cinq sont utilisés lorsqu'un seul canal est utilisé et dix lorsque deux sont utilisés. Le composé CQI est composé de deux CQI indépendants: un pour chaque canal. De nouveaux schémas de codage de canal sont définis pour le format de retour HARQ global.

Signalisation et planification DC-HSDPA

L'un des processus clés requis au sein du DC-HSDPA est celui de la planification des données à transmettre, car cela doit être réalisé entre les deux transporteurs. Les algorithmes d'ordonnancement nécessitaient d'être développés d'une manière qui fournissait une rétrocompatibilité pour les transmissions à porteuse unique tout en fournissant des améliorations de la vitesse de débit pour les scénarios à deux porteuses.

Les files d'attente pour les données à transmettre sont exploitées de manière conjointe pour fournir une flexibilité de fonctionnement optimale - cela permet d'utiliser l'opérateur avec le moins de trafic en file d'attente (tous les UE n'auront pas la fonction de double porteuse et par conséquent, une porteuse peut être chargée. plus lourd que l'autre, etc.)

Un domaine qui nécessitait un adressage était le fonctionnement de l'entité MAC-ehs dans la pile Node-B. Dans HSPA, cela a été conçu pour prendre en charge le fonctionnement HS-DSCH dans plus d'une cellule desservie par le même nœud-B et, par conséquent, l'étendre pour un fonctionnement à double porteuse n'a nécessité que des changements mineurs.

Des entités HARQ distinctes sont requises pour chaque HS-DSCH. De cette manière, la transmission est en fait deux transmissions distinctes sur deux HS-DSCH séparés - chacun a sa propre signalisation de liaison montante et de liaison descendante.

Chaque transporteur a un bloc de transport qui utilise une combinaison de ressources de format de transport (TFRC) qui est basée sur le retour HARQ et CQI envoyé sur la liaison montante HS-DPCCH. Toutes les retransmissions requises par HARQ utiliseront le même schéma de codage de modulation que la première transmission.

Catégories UE pour DC-HSPA

Des catégories d'UE ont été développées pour permettre aux stations de base d'être en mesure de déterminer rapidement les capacités des différents UE. Les nombres requis s'étendent pour HSPA + et DC-HSPA / DC-HSDPA.


Catégories DC HSPA UE
Catégorie UEVersion 3GPPNombre maximum de codes HS-DSCHModulationDébit de données brutes maximalcommentaires
21Rel 81516-QAM23.4DC-HSDPA
22Rel 81516-QAM28.0DC-HSDPA
23Rel 81564 QAM35.3DC-HSDPA
24Rel 81564 QAM42.2DC-HSDPA
25Rel 91516 QAM46.7DC-HSDPA + MIMO
26Rel 91516 QAM55.9DC-HSDPA + MIMO
27Rel 91564 QAM70.6DC-HSDPA + MIMO
28Rel 91564 QAM84.4DC-HSDPA + MIMO

DC-HSUPA et HSPA multi-porteuses

Les concepts qui sous-tendent le DC-HSDPA peuvent être approfondis dans un certain nombre de domaines pour améliorer encore les performances du système HSPA + global.

La première consiste à utiliser un système à double porteuse similaire pour la liaison montante. L'utilisation de HSUPA à double porteuse, DC-HSUPA, fournirait des gains similaires dans la liaison montante que DC-HSDPA fournit pour la liaison descendante. La mise en œuvre générale serait également similaire.

Une autre façon d'améliorer les performances du système consiste à utiliser plusieurs porteuses, au-delà des deux utilisées dans DC-HSPA. En regroupant d'autres transporteurs, les améliorations obtenues avec DC-HSPA peuvent être encore améliorées avec des débits de données encore plus élevés.

Le DC-HSPA à double porteuse a apporté des améliorations significatives pour HSPA. Il s'agissait de l'une des dernières améliorations majeures de la 3G UMTS HSPA avant que les opérateurs ne migrent vers la 4G LTE. Il a permis d'atteindre des niveaux de performance très élevés avec un investissement comparativement faible des opérateurs car l'infrastructure était déjà en place.

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Voir la vidéo: Working Principle Of 3G High Speed Downlink Packet Access HSDPA (Décembre 2020).