Technologie WCDMA / HSPA / HSPA+

Aperçu de la technologie

Les réseaux UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) reposent sur l'accès multiple par répartition en code à bande élargie (WCDMA). Ils ont été déployés mondialement comme systèmes de communication mobile de 3ème génération. L'UMTS représente une évolution évidente vers l'accès par paquets haut débit (HSPA). La technologie HSPA correspond à la combinaison d'un accès par paquets en liaison descendante haut débit (HSDPA) et d'un accès par paquets en liaison montante haut débit (HSUPA). La technologie HSDPA autorise des débits de données allant jusqu'à 14,4 Mbit/s dans la liaison descendante. La technologie HSUPA autorise des débits de données en liaison montante de 5,76 Mbit/s. La technologie HSPA rehausse également la capacité dans les réseaux UMTS et réduit considérablement la latence.

Afin d'exploiter tout le potentiel du fonctionnement à 5 MHz du WCDMA, la performance des réseaux radio basés sur le HSPA a été encore améliorée en termes d'efficacité du spectre, de débits de données de pointe et de latence. Le HSPA+ tel que spécifié dans la version 7 du 3GPP comporte le fonctionnement en MIMO en liaison descendante, la modulation d'ordre supérieur (liaison descendante 64QAM, liaison montante 16QAM) et des perfectionnements du protocole qui permettent spécifiquement un nombre élevé d'utilisateurs « toujours activés » pris en charge dans le réseau. Les débits de données de pointe atteignent 28 Mbit/s en liaison descendante et 11,5 Mbit/s en liaison montante, avec des temps de propagation aller-retour inférieurs à 50 ms.

La version 8 du 3GPP spécifie d'autres améliorations pour le HSPA+, par exemple le fonctionnement à porteuse double en liaison descendante et la combinaison du MIMO et de la modulation 64QAM. Les deux fonctions permettent un débit de données maximal de 42,2 Mbit/s en liaison descendante. En outre, la fonction circuit-switched voice over HSPA fournit une assistance optimisée pour les services de voix dans un réseau d'accès radioélectrique à commutation de paquets HSPA. De plus, la latence est encore améliorée en attribuant des ressources E-DCH communes à l'état CELL_FACH et en augmentant les performances de la couche 2 dans la liaison montante.

La version 9 du 3GPP continue d'améliorer principalement les capacités de débit de données. La fonction HSUPA Dual cell utilise deux fréquences porteuses dans le sens montant, ce qui obtient des débits de données en liaison montante de 23 Mbit/s. En outre, dans le sens descendant, le fonctionnement sur deux porteuses peut être associé à la fonctionnalité MIMO pour atteindre des débits de données allant jusqu'à 84,4 Mbit/s. La flexibilité du spectre a également été augmentée car la fonctionnalité HSDPA double bande double cellule permet d'attribuer des ressources sur deux fréquences porteuses dans différentes bandes de fréquence. Les spécifications de la toute dernière version 10 du 3GPP comprennent la technologie HSDPA à quatre porteuses, qui permet d'agréger quatre fréquences porteuses pour un seul appareil utilisateur, et de couvrir ainsi une largeur de bande de 20 MHz.

L'UMTS WCDMA/HSPA/HSPA+ est en cours de spécification dans le projet 3GPP (3rd Generation Partnership Project). La version 99 du 3GPP contient les premières spécifications pour le WCDMA. Les technologies HSDPA et HSUPA ont été introduites respectivement dans les versions 5 et 6 du 3GPP. La technologie HSPA+ fait partie des versions 7, 8, 9 et 10 du 3GPP.

Scénario de déploiement

L'avantage des technologies HSPA et HSPA+ est leur excellente intégration dans l'architecture UMTS. Les technologies HSPA et HSPA+ opèrent également sur les bandes de fréquences UMTS déjà existantes. Tous les réseaux UMTS du monde prennent en charge la technologie HSDPA. HSPA et HSPA+ profiteront à toutes les applications dans lesquelles de grands volumes de données sont transmis dans les deux sens de liaison. Par ailleurs, l'UMTS fournit une prise en charge extrêmement efficace des services CS voice.

WCDMA / HSPA / HSPA+ par Rohde & Schwarz

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