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High Speed Downlink Packet Access

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High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) ist ein Übertragungsverfahren des Mobilfunkstandards UMTS. Er wurde im Rahmen von Release 5 UMTS 3GPP definiert.

Inhaltsverzeichnis

Technik

HSDPA soll Downlink-Datenraten von 14,4 Mbit/s (unter Laborbedingungen), also die schnelle Übertragung großer Datenmengen (Spiele, Filme etc.) zwischen Basisstation und Mobilfunkgerät ermöglichen. Aufgrund der Kanalkodierung zur Fehlerkorrektur mit einer maximalen Rate von 3/4 erreicht die nutzbare Datenrate im Fall von QPSK aber höchstens 3,6 Mbit/s, was annähernd der Verbindungsgeschwindigkeit von DSL im Festnetz entspricht. Im Fall von 16-QAM maximal 13,98 Mbit/s, allerdings nur unter günstigen Funkbedingungen. Zum Erreichen dieser Datenrate werden jedoch 15 von 16 CDMA-Codes der Spreizcodelänge von 16 von der Basisstation verwendet, der benutzte Frequenzblock der Zelle ist somit ausgelastet. Auf Anwenderseite sind HSDPA-Router vorauszusetzen, die eine Download-Geschwindigkeit von 3,6 Mbit/s erreichen. Vereinzelt werden bereits HSDPA-Router angeboten, die den HSDPA Standard von 7,2 Mbit/s unterstützen.[1] Abgesehen davon findet der HSDPA-Standard mit Datenraten von bis zu 1,8 MBit/s, bzw. 3,6 MBit/s bisher vor allem bei Notebook-Einsteckkarten Anwendung. Vereinzelt kommen jedoch auch bereits die ersten HSDPA-Handys auf den Markt. Im Kern läuft das Verfahren – genau wie bei HSUPA (für Uplink) – darauf hinaus, dass ein verbesserter Scheduler in der Basisstation die Datenlast effizient verteilt und je nach Qualität der Verbindung die Kanalkodierung (1/4, 2/4 oder 3/4) und das Modulationsverfahren (QPSK, 16-QAM) angepasst wird.

Die Übertragung der Nutzdaten erfolgt im sogenannten HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel) in Intervallen (Transmission Time Interval, TTI) von drei UMTS-Zeitschlitzen (slots). Ein TTI hat also eine Länge von exakt 2 ms. In dieser Zeit können einem HSDPA-fähigen Endgerät bis zu 15 HSDPA-Codes zugewiesen werden, wobei der praktische Datendurchsatz nicht proportional zur Anzahl der Kanäle steigt, da mit jedem zusätzlichen Kanal die Interferenz zunimmt und sich die Kanalqualität verschlechtert.

Ein HSDPA-fähiges Endgerät sendet im Gegenzug alle 2 ms eine Information über die Kanalqualität (Channel Quality Indicator, CQI). Anhand der empfangenen CQI-Werte verschiedener Endgeräte und unter Berücksichtigung anderer Daten (Pufferfüllstand, Prioritäten etc.) entscheidet die UMTS-Basisstation (der Node B) darüber, welche Endgeräte mit wie viel parallelen Kanälen bedient werden sollen. Weiterhin wird die CQI-Information dazu verwendet, die Kanalkodierung, das Modulationsverfahren und die verwendete Node-B-Ausgangsleistung auszuwählen. Die Wahl von Kanalcodierung und Modulationsverfahren in Abhängigkeit von der Übertragungsqualität wird auch unter der Bezeichnung "Adaptives Modulations- und Kodierungsverfahren" AMC zusammengefasst.

Im Gegensatz zu anderen UMTS-Datenübertragungsverfahren gibt es bei HSDPA keinen Soft Handover. Jedes Endgerät empfängt die HSDPA-Kanäle zu jedem Zeitpunkt immer nur von einer einzigen Basisstation. Ein Wechsel von Zellen wird mittels der Prozedur HSDPA serving cell change durchgeführt, welches einem Handover mit kurzer Unterbrechung gleichkommt.

Durch die im Vergleich zu UMTS bei HSDPA (idealerweise mit HSUPA kombiniert) geringeren Round-Trip-Zeiten sind viele interaktive Anwendungen erst sinnvoll möglich.

Für die Implementation von HSDPA in bestehende UMTS-Netze hinein ist es bei den meisten Systemtechnik-Herstellern ausreichend, neue Software in die Basisstationen einzuspielen. Dadurch wird es Betreibern relativ schnell möglich, den neuen Dienst anzubieten.

Nutzungskosten und Verbreitung

Ähnlich der Einführung der Videotelefonie planen die deutschen Mobilfunkanbieter den Dienst zunächst ohne Aufpreis anzubieten. Dadurch soll die Verbreitung von Endgeräten und die Akzeptanz des Dienstes gesteigert werden. Später ist davon auszugehen, dass für HSDPA ein höheres Entgelt als für die normale UMTS-Nutzung verlangt werden wird.

T-Mobile Deutschland hat laut eigenen Angaben das gesamte UMTS-Netz mit HSDPA ausgerüstet. HSDPA ist auch beim deutschen Mobilfunkbetreiber Vodafone und bei O2 teilweise verfügbar (Stand 10/2006). E-Plus wartet derzeit noch ab, wie sich HSDPA im Markt etabliert (Stand 10/2006).

T-Mobile Österreich hat ebenfalls das gesamte UMTS-Netz mit HSDPA ausgerüstet. Eine flächendeckende HSDPA-Einführung ist beim österreichischen Marktführer Mobilkom Austria (A1) in Vorbereitung, bei 3 bzw. One ist es bereits in Verwendung.

In der Schweiz haben Swisscom Mobile, sunrise und Orange bereits HSDPA-Netze in den größten Städten in Betrieb. Bei den drei Mobilfunkbetreibern ist der Ausbau des UMTS-Netzes mit HSDPA wie folgt geplant:

  • Swisscom Mobile: Mittelfristige Erweiterung des gesamten UMTS-Netzes (90% Abdeckung) mit HSDPA
  • sunrise: Erweiterung des gesamten UMTS-Netzes (62% Abdeckung) mit HSDPA bis Mitte 2007
  • Orange: HSDPA in den 7 größten Städten bis Ende 2007

Weltweit gab es im August 2006 insgesamt 52 HSDPA-Netze in 35 Ländern. Auf die Europäische Union entfielen davon 17 Netze. Bis Ende 2006 schätzt man, dass es bereits 80 HSDPA-Netze geben wird.[2]

Siehe auch

Quellen

  1. ↑ presseportal.de „4G Systems zeigt auf der 3GSM nächste Generation von HSDPA-Endgeräten“ (8. Februar 2007)
  2. ↑ GSA „GSA - The Global mobile Suppliers Association“

Literatur

Weblinks

Wikipedia
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