Nozioni fondamentali di WCDMA / HSPA / HSPA+

Reti del sistema mobile universale di telecomunicazioni (UMTS) basate sull’accesso multiplo a divisione di codice a banda larga (WCDMA) sono state dislocate in tutto il mondo come sistemi di comunicazioni mobili di 3a generazione. L’UMTS fornisce un chiaro percorso evolutivo verso l’accesso ai pacchetti ad alta velocità (HSPA = High-Speed Packet Access). L'HSPA si riferisce alla combinazione dell’accesso ai pacchetti ad alta velocità in downlink (HSDPA) e dell’accesso ai pacchetti ad alta velocità in uplink (HSUPA). L’HSDPA permette velocità di trasferimento dati fino a 14,4 Mbit/s in downlink. L’HSUPA rende possibili velocità di trasferimento dati in uplink di 5,76 Mbit/s. L’HSPA aumenta anche la capacità delle reti UMTS e fornisce una significativa riduzione della latenza.

Al fine di sfruttare appieno le potenzialità di funzionamento WCDMA a 5 MHz, le prestazioni delle reti radio basate su HSPA sono state ulteriormente migliorate in termini di efficienza dello spettro, di velocità di picco di trasferimento dati e di latenza. L’HSPA+, come specificato nella versione 7 del 3GPP, include funzionamento MIMO in downlink, modulazione di ordine superiore (downlink 64QAM, uplink 16QAM) e miglioramenti di protocollo che, in particolare, consentono a un elevato numero di utenti “sempre in linea" di essere supportati nella rete. Le velocità di picco del trasferimento dati raggiungono 28 Mbit/s in downlink e 11,5 Mbit/s in uplink, con tempi di andata e ritorno al di sotto di 50 ms.

La versione 8 del 3GPP stabilisce ulteriori miglioramenti per l’HSPA+, come il funzionamento in downlink a doppia portante e la combinazione di MIMO e modulazione 64QAM. Entrambe le caratteristiche consentono una velocità di trasmissione dati massima di 42,2 Mbit/s in downlink. Inoltre, il voice over HSPA a commutazione di circuito fornisce il supporto dei servizi voce ottimizzato in una rete HSPA ad accesso radio a commutazione di pacchetto. A ciò si aggiunge l'ulteriore miglioramento della latenza con l'assegnazione di risorse E-DCH comuni nello stato CELL_FACH e l'applicazione di miglioramenti sullo strato 2 in uplink.

La versione 9 del 3GPP continua a migliorare, in primo luogo, le capacità di trasmissione dati. La funzione di doppia cella HSUPA supporta due frequenze portanti in uplink che consentono velocità di trasferimento dati in uplink a 23 Mbit/s. Inoltre, il funzionamento a doppia portante in downlink può essere combinato con la funzionalità MIMO per raggiungere velocità di trasferimento dati fino a 84,4 Mbit/s. Anche la flessibilità dello spettro è stata aumentata perché la funzionalità HSDPA a doppia cella con banda doppia permette di allocare risorse su due frequenze portanti in diverse bande di frequenza. Le specifiche dell’ultima versione 10 del 3GPP includono HSDPA a quattro portanti, e ciò consente di mettere in comune quattro frequenze portanti per un singolo dispositivo utente finale e, quindi, di coprire la larghezza di banda di 20 MHz.

L’UMTS WCDMA / HSPA / HSPA+ è specificato nel progetto di partenariato di 3a generazione (3GPP = 3rd Generation Partnership Project). La versione 99 del 3GPP contiene le prime specifiche del WCDMA. HSDPA e HSUPA sono stati introdotti rispettivamente nella versione 5 e nella versione 6 del 3GPP. L’HSPA+ fa parte delle versioni 7, 8, 9 e 10 del 3GPP.

Scenario d’implementazione

Il vantaggio dell’HSPA e dell’HSPA+ è la loro eccellente integrazione nell'architettura UMTS. HSPA e HSPA+ operano anche sulle bande di frequenza UMTS esistenti. Tutte le reti UMTS in tutto il mondo supportano l’HSDPA. Tutte le applicazioni in cui vengono trasmessi grandi volumi di dati in entrambe le direzioni di collegamento beneficeranno dell’HSPA e dell’HSPA+. Inoltre, l’UMTS fornisce un supporto altamente efficiente per i servizi vocali CS.

WCDMA / HSPA / HSPA+ in Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz offre un portafoglio completo di prodotti per WCDMA / HSPA / HSPA+: standard digitali su apparecchiature di uso generale, come generatori di segnali vettoriali e analizzatori di segnale e di spettro; tester di comunicazione dedicati e sistemi completi di test della conformità. Scanner di rete potenti in combinazione con software di collaudo completano il portafoglio di test e misure di Rohde & Schwarz per WCDMA/HSPA/HSPA+. Le implementazioni future rifletteranno i più recenti miglioramenti del 3GPP.

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