El acceso evolucionado a paquetes de alta velocidad , HSPA+ , HSPA ( Plus ) o HSPAP , es un estándar técnico para las telecomunicaciones inalámbricas de banda ancha . Es la segunda fase de HSPA que se introdujo en la versión 7 de 3GPP y se mejoró aún más en versiones posteriores de 3GPP. HSPA+ puede alcanzar velocidades de datos de hasta 42,2 Mbit/s. [1] Introduce tecnologías de conjunto de antenas como la formación de haces y las comunicaciones de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO). La formación de haz enfoca la potencia transmitida de una antena en un haz hacia la dirección del usuario. MIMO utiliza múltiples antenas en el lado de envío y recepción. Otras versiones del estándar han introducido el funcionamiento con doble portadora, es decir, el uso simultáneo de dos portadoras de 5 MHz. HSPA+ es una evolución de HSPA que actualiza la red 3G existente y proporciona un método para que los operadores de telecomunicaciones migren hacia velocidades 4G que son más comparables a las velocidades inicialmente disponibles de las redes LTE más nuevas sin implementar una nueva interfaz de radio. Sin embargo , HSPA+ no debe confundirse con LTE , que utiliza una interfaz aérea basada en modulación por división de frecuencia ortogonal y acceso múltiple. [2]
Advanced HSPA+ es una evolución adicional de HSPA y proporciona velocidades de datos de hasta 84,4 y 168 Megabits por segundo (Mbit/s) al dispositivo móvil (enlace descendente) y 22 Mbit/s desde el dispositivo móvil (enlace ascendente) en condiciones de señal ideales. Técnicamente, esto se logra mediante el uso de una técnica de antenas múltiples conocida como MIMO (por "múltiples entradas y múltiples salidas") y modulación de orden superior (64QAM) o combinando múltiples celdas en una con una técnica conocida como Dual-Cell HSDPA. .
En teoría, una red HSDPA evolucionada puede admitir hasta 28 Mbit/s y 42 Mbit/s con una única portadora de 5 MHz para Rel7 (MIMO con 16QAM) y Rel8 ( 64-QAM + MIMO ), en buenas condiciones de canal con baja correlación entre transmisión. antenas. Aunque las velocidades reales son mucho menores. Además de la ganancia de rendimiento al duplicar el número de celdas que se utilizarán, también se pueden lograr algunas ganancias en diversidad y programación conjunta. [3] La QoS (calidad de servicio) se puede mejorar particularmente para los usuarios finales con mala recepción de radio, donde no pueden beneficiarse de otras mejoras de capacidad WCDMA (MIMO y modulaciones de orden superior) debido a la mala calidad de la señal de radio. En 3GPP se completó un punto de estudio en junio de 2008. El resultado se puede encontrar en el informe técnico 25.825. [4] Un método alternativo para duplicar las velocidades de datos es duplicar el ancho de banda a 10 MHz (es decir, 2 × 5 MHz) utilizando DC-HSDPA.
HSDPA de doble portadora , también conocido como HSDPA de doble celda, es parte de la especificación 3GPP Versión 8. Es la evolución natural de HSPA mediante la agregación de portadoras en el enlace descendente. Las licencias UMTS suelen emitirse como asignaciones de espectro emparejadas de 5, 10 o 20 MHz. La idea básica de la función multiportadora es lograr una mejor utilización de los recursos y eficiencia del espectro mediante la asignación conjunta de recursos y el equilibrio de carga entre las portadoras de enlace descendente. [5]
Se han introducido nuevas categorías de equipos de usuario HSDPA 21-24 que admiten DC-HSDPA. DC-HSDPA puede admitir hasta 42,2 Mbit/s, pero a diferencia de HSPA, no necesita depender de la transmisión MIMO.
El soporte de MIMO en combinación con DC-HSDPA permitirá a los operadores que implementen la versión 7 MIMO beneficiarse de la funcionalidad DC-HSDPA tal como se define en la versión 8. Mientras que en la versión 8, DC-HSDPA solo puede operar en operadores adyacentes, la versión 9 también permite que las células emparejadas pueden funcionar en dos bandas de frecuencia diferentes. Las versiones posteriores permiten el uso de hasta cuatro operadores simultáneamente.
A partir de la versión 9, será posible utilizar DC-HSDPA en combinación con MIMO en ambos operadores. El soporte de MIMO en combinación con DC-HSDPA permitirá a los operadores mejorar aún más la capacidad dentro de su red. Esto permitirá una velocidad teórica de hasta 84,4 Mbit/s. [6] [7]
La siguiente tabla se deriva de la tabla 5.1a de la versión 11 de 3GPP TS 25.306 [8] y muestra las velocidades de datos máximas de diferentes clases de dispositivos y mediante qué combinación de características se logran. La velocidad de datos por celda y por flujo está limitada por el número máximo de bits de un bloque de transporte HS-DSCH recibido dentro de un TTI HS-DSCH y el intervalo mínimo entre TTI . El TTI es de 2 ms. Así, por ejemplo, Cat 10 puede decodificar 27.952 bits/2 ms = 13,976 Mbit/s (y no 14,4 Mbit/s como a menudo se afirma incorrectamente). Las categorías 1-4 y 11 tienen intervalos entre TTI de 2 o 3, lo que reduce la velocidad de datos máxima en ese factor. Dual-Cell y MIMO 2x2 multiplican cada uno la velocidad de datos máxima por 2, porque se transmiten múltiples bloques de transporte independientes a través de diferentes portadoras o flujos espaciales, respectivamente. Las velocidades de datos que figuran en la tabla están redondeadas a un decimal.
Dual-Carrier HSUPA , también conocido como Dual-Cell HSUPA , es un estándar de banda ancha inalámbrica basado en HSPA que se define en 3GPP UMTS versión 9. Dual Cell (DC-)HSUPA es la evolución natural de HSPA mediante agregación de portadoras en el enlace ascendente. [9] Las licencias UMTS suelen concederse como asignaciones de espectro emparejadas de 10 o 15 MHz. La idea básica de la función multiportadora es lograr una mejor utilización de los recursos y eficiencia del espectro mediante la asignación conjunta de recursos y el equilibrio de carga entre las portadoras del enlace ascendente.
Mejoras similares a las introducidas con Dual-Cell HSDPA en el enlace descendente para 3GPP Versión 8 se estandarizaron para el enlace ascendente en 3GPP Versión 9, llamado Dual-Cell HSUPA. La estandarización de la Versión 9 se completó en diciembre de 2009. [10] [11] [12]
La siguiente tabla muestra las velocidades de enlace ascendente para las diferentes categorías de HSUPA evolucionado.
Se ha estudiado la agregación de más de dos operadores y está previsto que la versión 11 del 3GPP incluya HSPA de 4 operadores. Estaba previsto que el estándar estuviera finalizado en el tercer trimestre de 2012 y los primeros conjuntos de chips compatibles con MC-HSPA a finales de 2013. La versión 11 especifica HSPA de 8 operadores permitido en bandas no contiguas con MIMO 4 × 4 que ofrece velocidades de transferencia máximas de hasta 672 Mbit/s.
Los 168 Mbit/s y 22 Mbit/s representan velocidades máximas teóricas. La velocidad real para un usuario será menor. En general, HSPA+ ofrece velocidades de bits más altas solo en muy buenas condiciones de radio (muy cerca de la torre celular) o si tanto el terminal como la red admiten MIMO o HSDPA de doble celda , que efectivamente utilizan dos canales de transmisión paralelos con diferentes implementaciones técnicas.
Las velocidades más altas de 168 Mbit/s se logran utilizando múltiples operadores con HSDPA de doble celda y MIMO de 4 vías juntos simultáneamente. [13] [14]
Una arquitectura totalmente IP aplanada es una opción para la red dentro de HSPA+. En esta arquitectura, las estaciones base se conectan a la red a través de IP (a menudo Ethernet proporciona la transmisión), evitando elementos heredados para las conexiones de datos del usuario. Esto hace que la red sea más rápida y económica de implementar y operar. La arquitectura heredada todavía está permitida con HSPA evolucionado y es probable que exista durante varios años después de la adopción de los otros aspectos de HSPA+ (modulación de orden superior, flujos múltiples, etc.).
Esta 'arquitectura plana' conecta el 'plano de usuario' directamente desde la estación base a la puerta de enlace externa GGSN , utilizando cualquier tecnología de enlace disponible que admita TCP/IP. La definición se puede encontrar en 3GPP TR25.999. El flujo de datos del usuario pasa por alto el Controlador de Red de Radio (RNC) y el SGSN de las versiones anteriores de la arquitectura UMTS 3GPP, simplificando así la arquitectura, reduciendo costos y demoras. Esto es casi idéntico a la arquitectura plana 3GPP Long Term Evolution (LTE) tal como se define en el estándar 3GPP Rel-8. Los cambios permiten tecnologías de capa de enlace modernas y rentables, como xDSL o Ethernet, y estas tecnologías ya no están ligadas a los requisitos más costosos y rígidos del antiguo estándar de infraestructura SONET/SDH y E1/T1.
No hay cambios en el 'plano de control'.
Nokia Siemens Networks Internet HSPA ( I-HSPA ) fue la primera solución comercial que implementó la arquitectura totalmente IP aplanada Evolved HSPA. [15]