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3G UMTS HSDPA: accès par paquets en liaison descendante haut débit

3G UMTS HSDPA: accès par paquets en liaison descendante haut débit

L'accès par paquets à liaison descendante 3G HSDPA offre une capacité supplémentaire au système de télécommunications cellulaire 3G UMTS de base.

HSDPA a été la première mise à niveau sur le chemin de HSPA qui a permis de transporter des données à haute vitesse dans les deux sens. Cependant, comme beaucoup plus de données ont été transportées dans le sens de la liaison descendante, HSDPA a été normalisé et mis en œuvre en premier pour fournir le maximum d'avantages dès que possible.

Technologies HSDPA

La mise à niveau 3G HSDPA comprend plusieurs modifications qui sont intégrées à la norme 3GPP UMTS de base. Alors que certaines sont communes aux technologies associées HSUPA ajoutées à la liaison montante, d'autres sont spécifiques à HSDPA High Speed ​​Downlink Packet Access, car les exigences pour chaque direction diffèrent.

  • Chaînes supplémentaires: Afin de pouvoir transporter les données de la manière requise et de fournir la réactivité supplémentaire du système, des canaux supplémentaires ont été ajoutés qui sont décrits plus en détail ci-dessous.
  • Modulation: L'une des clés du fonctionnement du HSDPA est l'utilisation d'une forme supplémentaire de modulation. À l'origine, W-CDMA n'avait utilisé que QPSK comme schéma de modulation, mais sous le nouveau système 16-QAM qui peut transporter un débit de données plus élevé, mais qui est moins résilient au bruit, est également utilisé lorsque la liaison est suffisamment robuste. La robustesse du canal et son aptitude à utiliser 16-QAM au lieu de QPSK sont déterminées en analysant les informations renvoyées sur une variété de paramètres. Celles-ci incluent des détails sur les conditions de la couche physique du canal, le contrôle de la puissance, la qualité de service (QoS) et les informations spécifiques à HSDPA.
  • Amélioration de la planification: D'autres progrès ont été réalisés dans le domaine de la programmation. En déplaçant plus d'intelligence dans la station de base, la planification du trafic de données peut être réalisée de manière plus dynamique. Cela permet de prendre en compte les variations résultant d'un évanouissement rapide et la cellule est même capable d'allouer une grande partie de la capacité de la cellule pendant une courte période de temps à un utilisateur particulier. De cette manière, l'utilisateur peut recevoir les données aussi vite que les conditions le permettent.
  • HARQ rapide: Fast HARQ (requête de répétition automatique hybride) a également été implémenté avec un fonctionnement multi-code, ce qui élimine le besoin d'un facteur d'étalement variable. En utilisant ces approches, tous les utilisateurs, qu'ils soient proches ou éloignés de la station de base, peuvent recevoir le débit de données disponible optimal.

Utilisation HSDPA 16QAM

Le contrôle de débit dans HSDPA est réalisé de manière dynamique en ajustant à la fois la modulation et le codage de canal. 16WAM et QPSK sont tous deux utilisés, la modulation 16QAM d'ordre supérieur étant utilisée pour fournir un débit de données plus élevé, mais elle nécessite également un meilleur Eb / N0 (effectivement rapport signal sur bruit). En conséquence, le format de modulation 16QAM est normalement utilisé dans des conditions de signal élevé, par ex. lorsque le mobile est proche du NodeB et en clair.

Le taux de codage ainsi que la modulation sont alors sélectionnés pour chaque TTI de 2ms par le NodeB en fonction de son évaluation des conditions. De cette manière, le mécanisme de commande de débit peut suivre rapidement les variations qui peuvent se produire.

ARQ hybride et combinaison douce

ARQ hybride ou HARQ est une demande de répétition automatique hybride et il s'agit essentiellement d'une forme de la méthodologie de correction d'erreur ARQ la plus courante. Lorsque le format ARQ de base est utilisé, des bits d'information de détection d'erreur sont ajoutés aux données à transmettre. Une forme de ceci peut être un contrôle de redondance cyclique, CRC. Cependant, lorsque l'ARQ hybride est utilisé, des bits de correction d'erreur directe (FEC) sont également ajoutés aux bits de détection d'erreur existants. La détection d'erreur supplémentaire signifie que l'ARQ hybride fonctionne mieux que l'ARQ ordinaire dans des conditions de signal médiocres, mais la surcharge supplémentaire peut réduire le débit dans de bonnes conditions de signal.

La combinaison de l'ARQ hybride rapide et de la combinaison douce permet au terminal de demander la retransmission de données qui peuvent être reçues par erreur. Cela peut être fait dans le cadre du schéma de modulation adaptative et de codage de canal de sorte que lorsque les taux d'erreur augmentent, la liaison peut être modifiée en conséquence.

L'équipement utilisateur ou le terminal reçoit les données et les décode, rapportant le résultat au NodeB après la réception de chaque bloc, et de cette manière une retransmission rapide de tous les blocs comportant des erreurs peut être entreprise. Cela réduit considérablement les retards, en particulier dans de mauvaises conditions de liaison radio ou lorsque la liaison change rapidement.

La combinaison douce est un processus par lequel l'équipement ou le terminal utilisateur ne rejette pas les informations qu'il ne peut pas décoder. Au lieu de cela, il les conserve pour les combiner avec toutes les données de retransmission afin d'augmenter les chances de succès du décodage des données.

Un processus appelé redondance incrémentale (IR) est également utilisé avec les retransmissions. Ce processus ajoute des bits de parité supplémentaires dans les retransmissions pour rendre la retransmission de données plus robuste.

HSDPA a fourni une amélioration significative des performances pour la 3G. Avec des débits de données utilisateur de pointe d'environ 10 Mbps et des débits de données brutes de pointe de 14,4 Mbps, le système a nettement amélioré ce qui était disponible avec l'UMTS 3G de base. Lorsqu'il est combiné avec HSUPA et d'autres mises à niveau HSPA, le système a pu offrir des performances qui rivalisent avec celles des réseaux de nouvelle génération.

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