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Dual Carrier HSPA: DC-HSPA, DC-HSDPA

Dual Carrier HSPA: DC-HSPA, DC-HSDPA

Mit zunehmender Datennutzung wurden höhere Upgrades auf das HSPA-Upgrade für 3G UMTS eingeführt, um den Datendurchsatz weiter zu erhöhen.

Die Technik hat eine Vielzahl von Namen, einschließlich DC-HSPA, Dual-Carrier-HSPA, Dual-Cell-HSPA und DC-HSDPA, Dual-Cell-HSDPA.

Im Wesentlichen verbessert DC-HSPA die Nutzung der verfügbaren Ressourcen durch Multiplexen von Trägern im CELL DCH-Zustand.

Die DC-HSPA-Konfiguration nutzt die verfügbaren Ressourcen viel besser und bietet eine erheblich verbesserte Leistung unter Bedingungen mit niedrigem Signal, bei denen normalerweise die Datenrate durch Erhöhen der Fehlerkorrektur und Verringern der Modulationsreihenfolge verringert werden müsste.

DC-HSPA / DC-HSDPA-Hintergrund

UMTS / W-CDMA wurde ursprünglich als leitungsvermitteltes System konzipiert und war für den IP-Paket-basierten Datenverkehr nicht gut geeignet. Nach der Veröffentlichung und Bereitstellung des UMTS-Basissystems wurde die Notwendigkeit einer besseren Paketdatenfähigkeit deutlich, insbesondere angesichts des schnell zunehmenden Trends zu Paketdatendiensten im Internetstil, die von Natur aus besonders umfangreich sind.

Die erste Reaktion darauf war die Entwicklung und Einführung von HSDPA, gefolgt von HSUPA für die Bereitstellung des kombinierten HSPA-Dienstes. Diese wurden in 3GPP Release 5 und 6 definiert. Später wurde dies in einigen Bereichen weiterentwickelt und eingesetzt, um noch höhere Datenübertragungsraten als HSPA + zu erzielen, die in Release 7 auftraten.

In einer weiteren Version, Version 8, wurde das Dual-Cell-HSDPA oder HSPA detailliert beschrieben, und dann wird in Version 9 eine Kombination aus DC-HSDPA und MIMO definiert.

DC-HSPA-Grundlagen

Das Konzept hinter DC-HSPA / DC-HSDPA besteht darin, maximale Effizienz und Leistung für Datenübertragungen zu bieten, die von Natur aus sehr schnell sind - und dabei für kurze Zeit hohe Kapazitäten nutzen. Da der größte Teil des Verkehrs in Abwärtsrichtung erfolgt, wird Dual-Carrier-HSPA auf den Downlink angewendet - d. H. HSDPA-Elemente, und daher ist Dual-Carrier-HSPA auch als DC-HSDPA bekannt.

Das Konzept von Paketdaten besteht darin, dass Daten in Pakete mit einem Ziel-Tag aufgeteilt werden und diese über einen gemeinsamen Kanal gesendet werden. Die gemeinsame Nutzung des Kanals, da der Datenverkehr von einer Quelle nicht immer vorhanden ist.

DC-HSDPA versucht, dieses Prinzip auf mehrere Fluggesellschaften anzuwenden, die einem Betreiber zur Verfügung stehen können. Oft werden UMTS-Lizenzen im gepaarten Spektrum von 10-MHz- oder 15-MHz-Blöcken ausgestellt - zwei oder drei Träger für Uplink und Downlink.

Bei Verwendung von UMTS, HSPA oder sogar HSPA + arbeiten diese Träger unabhängig voneinander. Abhängig von der Verwendung kann ein Träger vollständig genutzt werden, während der andere nicht ausreichend genutzt wird. Die Koordination zwischen den Carriern erfolgt nur im Hinblick auf das Verbindungsmanagement, und die dynamische Last ist nicht ausgeglichen. DC-HSDPA / DC-HSPA versucht, Ressourcenzuweisung und -optimierung bereitzustellen.

Diese gemeinsame Ressourcenzuweisung über mehrere Netzbetreiber erfordert eine dynamische Zuweisung von Ressourcen, um die höheren Spitzendatenraten pro HSDPA-Benutzer innerhalb eines einzigen Übertragungszeitintervalls (TTI) zu erzielen und die Terminalfunktionen zu verbessern. Die Verwendung von DC-HSDPA zielt darauf ab, ein konsistentes Leistungsniveau in der gesamten Zelle bereitzustellen, insbesondere an den Rändern, an denen MIMO nicht so effektiv ist.

Kanäle für DC-HSDPA

Bei der Implementierung von DC-HSDPA müssen die im System vorhandenen Kanäle geändert werden, damit das System nach Bedarf arbeiten kann.

  • HS-SCCH: Der HS-SCCH wird sowohl auf dem Anker oder dem primären Träger als auch auf dem zusätzlichen Träger übertragen, und das UE muss bis zu vier HS-SCCH-Codes auf jedem Träger überwachen. Das UE muss jedoch nur bis zu einem HS-SCCH in der Dienst- oder Hauptzelle und einem HS-SCCH in der Sekundärzelle empfangen können.
  • HS-DPCCH: Während es möglich gewesen wäre, zwei HS-DPCCHs zu verwenden, einen auf jedem Träger, wird nur einer verwendet - die Rückkopplungsinformationen werden auf den einzelnen Kanal abgebildet. Es werden entweder 5 oder 10 CQI-Kanal-Qualitätsindikatorbits verwendet. Fünf werden verwendet, wenn nur ein Kanal verwendet wird, und zehn, wenn zwei verwendet werden. Der zusammengesetzte CQI besteht aus zwei unabhängigen CQIs: einem für jeden Kanal. Für das gesamte HARQ-Feedback-Format werden neue Kanalcodierungsschemata definiert.

DC-HSDPA-Signalisierung und -Planung

Einer der Schlüsselprozesse, die innerhalb von DC-HSDPA erforderlich sind, ist das Planen der zu übertragenden Daten, da dies zwischen den beiden Trägern erreicht werden muss. Die Planungsalgorithmen mussten auf eine Weise entwickelt werden, die Abwärtskompatibilität für Einzelträgerübertragungen bietet und gleichzeitig die Durchsatzgeschwindigkeit für die Doppelträgerszenarien verbessert.

Die Warteschlangen für zu übertragende Daten werden gemeinsam betrieben, um die optimale Flexibilität im Betrieb zu gewährleisten. Dadurch kann der Träger mit der geringsten Verkehrswarteschlange verwendet werden (nicht alle UEs verfügen über die Dual-Carrier-Einrichtung, und daher kann ein Carrier geladen werden schwerer als die anderen, etc ..)

Ein Bereich, für den eine Adressierung erforderlich war, war der Betrieb der MAC-ehs-Entität innerhalb des Node-B-Stapels. Innerhalb von HSPA wurde dies entwickelt, um den HS-DSCH-Betrieb in mehr als einer Zelle zu unterstützen, die von demselben Knoten-B bedient wird, und daher erforderte die Erweiterung dieses Betriebs für den Dual-Carrier-Betrieb nur geringfügige Änderungen.

Für jeden HS-DSCH sind separate HARQ-Entitäten erforderlich. Auf diese Weise besteht die Übertragung effektiv aus zwei getrennten Übertragungen über zwei getrennte HS-DSCHs - jede hat ihre eigene Aufwärts- und Abwärtssignalisierung.

Jeder Träger verfügt über einen Transportblock, der eine Transportformat-Ressourcenkombination (TFRC) verwendet, die auf dem über den Uplink-HS-DPCCH gesendeten HARQ- und CQI-Feedback basiert. Alle von HARQ geforderten Neuübertragungen verwenden dasselbe Modulationscodierungsschema wie die erste Übertragung.

UE-Kategorien für DC-HSPA

UE-Kategorien wurden entwickelt, damit die Basisstationen die Fähigkeiten verschiedener UEs schnell bestimmen können. Die erforderlichen Nummern gelten für HSPA + und DC-HSPA / DC-HSDPA.


DC HSPA UE Kategorien
UE-Kategorie3GPP-VersionMax. Anzahl der HS-DSCH-CodesModulationMaximale RohdatenrateBemerkungen
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 und Multicarrier HSPA

Die Konzepte hinter DC-HSDPA können in einer Reihe von Bereichen weiterentwickelt werden, um die Leistung des gesamten HSPA + -Systems weiter zu verbessern.

Die erste davon besteht darin, ein ähnliches Doppelträgersystem für die Aufwärtsverbindung zu verwenden. Die Verwendung von Dual-Carrier-HSUPA, DC-HSUPA, würde ähnliche Gewinne im Uplink liefern, wie DC-HSDPA für den Downlink bereitstellt. Die breite Umsetzung wäre ebenfalls ähnlich.

Eine andere Möglichkeit, die Leistung des Systems weiter zu steigern, besteht darin, mehrere Träger zu verwenden, die über die beiden in DC-HSPA verwendeten hinausgehen. Durch die Aggregation weiterer Träger können die mit DC-HSPA erzielten Verbesserungen entlang höherer Datenraten mit noch Spitzenwerten weiter verbessert werden.

Dual-Carrier DC-HSPA lieferte einige signifikante Verbesserungen für HSPA. Dies war eine der letzten wesentlichen Verbesserungen von 3G UMTS HSPA, bevor die Betreiber auf 4G LTE umgestiegen sind. Dies ermöglichte es, mit vergleichsweise geringen Betreiberinvestitionen ein sehr hohes Leistungsniveau zu erreichen, da die Infrastruktur bereits vorhanden war.

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