La tecnología hsdpa
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La tecnología hsdpa La tecnología hsdpa Document Transcript

  • La tecnología HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) es la optimización de la tecnología espectral UMTS/WCDMA, incluida en las especificaciones de 3GPP release 5 y consiste en un nuevo canal compartido en el enlace descendente (downlink) que mejora significativamente la capacidad máxima de transferencia de información pudiéndose alcanzar tasas de hasta 14 Mbps. Soporta tasas de throughput promedio cercanas a 1 Mbps.[ HYPERLINK " http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Verificabilidad" o " Wikipedia:Verificabilidad" cita requerida]<br />Es la evolución de la tercera generación (3G) de tecnología móvil, llamada 3.5G, y se considera el paso previo antes de la cuarta generación (4G), la futura integración de redes. Actualmente se está desarrollando la especificación 3.9G antes del lanzamiento de 4G.<br />Tecnología<br />HSDPA lleva a las redes WCDMA a su máximo potencial en la prestación de servicios de banda ancha, mediante un aumento en la capacidad de datos celulares, con throughput más elevado. De la misma manera en que UMTS incrementa la eficiencia espectral en comparación con GPRS, HSDPA incrementa la eficiencia espectral en comparación con WCDMA. La eficiencia espectral y las velocidades aumentadas no sólo habilitan nuevas clases de aplicaciones, sino que además permite que la red sea utilizada simultáneamente por un número mayor de usuarios; HSDPA provee de tres a cuatro veces más capacidad que WCDMA. En cuanto a la interfaz de las aplicaciones en tiempo real tales como videoconferencia y juegos entre múltiples jugadores, actualiza a la tecnología WCDMA al acortar la latencia de la red (se prevén menos de 100 ms), brindando así mejores tiempos de respuesta.<br />Alcanza sus elevadas tasas de velocidad gracias al agregado de modulación de mayor orden (Modulación de Amplitud en Cuadratura 16 - 16 QAM), codificación variable de errores y redundancia incremental, así como la introducción de nuevas y potentes técnicas tales como programación rápida. Además, HSDPA emplea un eficiente mecanismo de programación para determinar qué usuario obtendrá recursos. Están programadas varias optimizaciones para HSDPA que aumentarán aún más las capacidades de UMTS/HSDPA, comenzando con un enlace ascendente optimizado (HSUPA), receptores avanzados y antenas inteligentes/MIMO.<br />Finalmente, comparte sus canales de alta velocidad entre los usuarios del mismo dominio de tiempo, lo que representa el enfoque más eficiente.<br />Implementación<br />La mayoría de los operadores de 3G ofrecen esta tecnología en su red. La principal utilidad del servicio es acceso a internet con mayor ancho de banda y menor latencia. Esto permite navegar, hacer descargas de correo electrónico, música y vídeo a mayor velocidad. Los operadores han enfocado el servicio como un acceso móvil a Internet de banda ancha para ordenadores portátiles.<br />El principal objetivo de HSDPA es el de conseguir un ancho de banda mayor. La compatibilidad es crítica, así que los diseñadores de HSDPA utilizaron una filosofía evolutiva. HSDPA básicamente es igual a la versión 99 de UMTS (R99), con la adición de una entidad de repetition/scheduling dentro del Nodo-B que reside debajo de la capa de control de acceso al medio R99 (MAC). Las técnicas R99 se pueden soportar en una red HSDPA, puesto que los terminales móviles de HSDPA (llamados User Equipment o UE’s) se diseñan para coexistir con R99 UE’s.<br />Técnicamente, los principios operativos básicos de HSDPA son fáciles de entender. El RNC encamina los paquetes de datos destinados para un UE particular al Nodo-B apropiado. El Nodo-B toma los paquetes de datos y programa su transmisión al terminal móvil emparejando la prioridad del usuario y el ambiente de funcionamiento estimado del canal con un esquema apropiadamente elegido de codificación y de modulación (es decir, el 16QAM).<br />El UE es responsable de reconocer la llegada de los paquetes de datos y de proporcionar al Nodo-B información sobre el canal, control de energía, etc. Una vez que envíe el paquete de datos al UE, el Nodo-B espera un asentimiento. Si no recibe uno dentro de un tiempo prescrito, asume que el paquete de datos fue perdido y lo retransmite.<br />La base que procesa el chasis (CPC) es la piedra angular del Nodo-B. Contiene el transmisor-receptor de RF, el combinador, la tarjeta del interfaz de red y el control del sistema, la tarjeta de timming, la tarjeta del canal y la placa base. De estos elementos de CPC, solamente la tarjeta del canal necesita ser modificada para apoyar HSDPA.<br />La tarjeta típica del canal de UMTS abarca un procesador de uso general que maneja las tareas de control. En cambio para soportar HSDPA, se deben realizar dos cambios a la tarjeta del canal. Primero, la capacidad de chip del enlace descendente (downlink chip-rate ASIC, o ASSP) se debe modificar para apoyar los nuevos esquemas de la modulación 16QAM y los nuevos formatos de la ranura del enlace descendente asociados a HSDPA.<br />El siguiente cambio requiere una nueva sección de proceso, llamada el MAC-hs, que se debe agregar a la tarjeta del canal para apoyar el procesado, el buffer, la transmisión y la retransmisión de los bloques de datos que se reciben del RNC. Éste es el cambio más significativo a la tarjeta del canal porque requiere la introducción de una entidad de procesador programable junto con un buffer para retransmitir.<br />Finalmente, hay que añadir en la RNC un bloque denominado Mac-d, que establece la comunicación con el Nodo-B..<br />High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) es una tecnología móvil conocida como 3.5G que viene a ser una mejora de la tecnología UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) de tercera generación (3G). <br />Esencialmente esta tecnología provee velocidades altas en el canal de bajada (downlink), en teoría hasta 14.4 Mbps (y 20 Mbps con antenas MIMO – multiple input multiple output), superando altamente a los 384 kbps de UMTS, y aumentando así su eficiencia espectral, lo que permite brindar mejores tiempos de respuesta en aplicaciones en tiempo real como videoconferencia y juegos.<br />HSDPA <br />El concepto de HSDPA ha sido diseñado para incrementar el rendimiento de los paquetes de datos en el enlace de bajada por medio de una combinación de transmisión y retransmisión de una capa 1 rápida, así como una adaptación rápida de enlace controlada por el nodo B (BTS Base Transceiver Station).<br />CONCEPTO DE HSDPA <br />La idea clave del concepto de HSDPA es el de incrementar el rendimiento de los paquetes de datos con métodos ya conocidos desde los estándares GSM/EDGE, incluyendo la adaptación del enlace y combinación de retransmisión rápida de la capa física. La manipulación de la retransmisión de la capa física crea grandes retardos inherentes del controlador de la red de radio existente basado en una consulta repetida automática (ARQ) que resulta en cantidades irreales de memoria en el lado del terminal. <br />Así, los cambios estructurales son necesarios para llegar a requerimientos de memoria factibles, así como brindar un control para la adaptación del enlace que se encuentre más cerca de la interfaz de aire. <br />El canal de transporte que lleva los datos del usuario con la operación de HSDPA es llamado como High Speed Downlink-Shared Channel (HS-DSCH). Una comparación de los componentes y las propiedades básicas de HS-DSCH y DCH se muestran a continuación. <br /> <br />El nodo B estima la calidad del canal de cada usuario HSDPA activo en base a, por ejemplo, control de potencia, la relación reconocimientos / reconocimientos negativos (ACK/NACK) y la retroalimentación especifica HSDPA de usuario. <br />La organización y la adaptación del enlace son entonces conducidas a un ritmo rápido dependiendo del algoritmo de organización activo y del esquema de prioridad del usuario. <br />Con HSDPA, 2 de las características más fundamentales de WCDMA, Factor de esparcimiento variable y control de potencia rápido, son deshabilitados y reemplazados por Codificación y Modulación Adaptativa (adaptative modulation and coding (AMC)), operación multi código extensiva y una estrategia de retransmisión rápida y eficiente espectralmente. <br />Con HSDPA, esta propiedad es ahora utilizada por la función de adaptación de enlace y la AMC para seleccionar una combinación de codificación y modulación que asegure la mejor tasa de datos con una probabilidad baja de error para ciertas condiciones de canal, obviamente las mejores tasas serán obtenidas por los usuarios que se encuentren cercanos al nodo B, debido a que su codificación necesaria contra errores será mínima. Para permitir un rango dinámico grande de adaptación de enlace HSDPA y mantener una buena eficiencia espectral, un usuario puede simultáneamente utilizar hasta 15 multi códigos en paralelo. El uso de codificación más robusta, HARQ rápido y operación de multi código elimina la necesidad de un factor de esparcimiento variable. <br />Para permitir al sistema beneficiarse con variaciones en corto termino, las decisiones de organización son hechas en el nodo B. La idea en HSDPA es permitir una organización tal que, deseamos que casi toda la capacidad de la célula sea asignada a un usuario en un periodo de tiempo corto, cuando las condiciones son favorables. <br />Otro dibujo<br />Ue1,ue2<br />Estructura de la capa física de HSDPA <br />El HSDPA es operado de manera similar a DSCH junto con DCH, pero este se transportan los servicios con mayores restricciones de retardo, para implementar las características de HSDPA, 3 nuevo canales son introducidos en las especificaciones de la capa física: <br />• <br />High speed downlink shared channel (HS-DSCH) transporta los datos del usuario en la dirección del enlace de bajada, con una tasa pico que alcanza hasta 10 Mbps con modulación 16 QAM. <br />• <br />High speed shared control channel (HS-SCCH) transporta la información de control necesaria de la capa física para permitir la decodificación de los datos en el HS DSCH y para llevar acabo la posible combinación de la capa física de los datos enviados en el HS-DSCH en caso de retransmisiones o paquetes erróneos. <br />• <br />Uplink high speed dedicated physical control channel (HS-DPCCH) transporta la información de control necesaria en el enlace de subida, nombrado reconocimientos ARQ y la información de retroalimentación de la calidad del enlace de bajada. <br />La modulación 16 QAM es introducida en HSDPA, esta dobla las tasas de datos picos compradas con QPSK (usada en WCDMA) y permite tasas de datos pico de hasta 10 Mbps con 15 códigos con SF 16. <br />DSPA además, consigue esto, empleando la misma infraestructura y espectro radio que UMTS, por lo cual no requiere de inversiones significativas por parte de las operadoras para su puesta en marcha.<br />or su parte, HDSPA, con unas velocidades de entre 14 y 3,6 Mbps, permitiría disfrutar de unas velocidades de hasta 384 kbps a unos cuarenta usuarios por celda, o a más de cien personas con tasas de 100 kbps.<br />Esta mejora del rendimiento de HDSPA se basa en el incremento de la inteligencia de los nodos preexistentes de la red UMTS mediante: nuevas técnicas para la adaptación del enlace, una programación de la transmisión de datos más rápida y una estructura del canal de radiofrecuencia más eficiente.<br />Estructura del canal<br />HSDPA introduce un nuevo tipo de canal de transporte, denominado HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel) que hace un uso muy eficiente de los recursos de radiofrecuencia y que tiene en cuenta los tráficos de datos a ráfagas. Este nuevo canal de transporte comparte los múltiples códigos de acceso, la potencia de transmisión y la infraestructura hardware entre diversos usuarios. Los recursos de la red radio pueden ser empleados eficientemente entre un largo número de usuarios que no están transmitiendo de forma continua. De este modo, varios usuarios pueden ser multiplexados en el tiempo de forma que durante los períodos en los que no transmiten cada uno de ellos, los recursos están disponibles para otros.<br />FALTA TIPO DE ANTENAS<br />FALTA CAPAS DEL MODELO OSI<br />