HSPA - Highspeed Paket Access
HSPA (High Speed Packet Access) ist eine Erweiterung von UMTS. HSPA erzielt höhere Datenraten mittels höherer Packungsdichte (höherwertige Modulationen) und mehreren räumlich getrennten Übertragungsströmen, wie sie auch in WLANs mit der MIMO-Technik angewendet werden.
Ursprünglich waren im UMTS-Mobilfunknetz Übertragungsraten von 384 kBit/s in Downlink-Richtung und 64 kBit/s in Uplink-Richtung vorgesehen. Da diese Datenraten auf mittlere Sicht zu gering waren, sollte die Datenrate deutlich gesteigert werden. Schließlich war UMTS mit dem Versprechen gestartet eine Datenrate von bis zu 2 MBit/s zu ermöglichen. Mit HSPA wird dieses Versprechen endlich eingelöst. Um das zu erreichen, gibt es zwei Protokollzusätze.
- HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) für den Downlink
- HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) für den Uplink
Beide Verfahren können die Datenlast in der Basisstation effektiver verteilen und abhängig von der Qualität der Funkverbindung ein höher verdichtendes Kodierungsverfahren nutzen. Beide Verfahren beschleunigen auch die Antwortzeiten des UMTS-Netzes.
Für HSDPA und HSUPA sind allerdings entsprechende Endgeräte (Handys und Datenkarten) notwendig.
Da der Aufwand und die Kosten erheblich waren, wurde HSPA in mehreren Ausbaustufen umgesetzt.
Hinweis: In der Literatur findet man häufig die Begriffe HSPA und HSDPA. Beides ist nicht das gleiche. HSDPA ist ein Teil von HSPA. Wenn von HSPA die Rede ist, dann ist damit im Grunde genommen HSDPA gemeint. Wird HSPA auf die zweite Ausbaustufe bezogen, dann ist damit HSDPA und HSUPA gemeint.
Der HSPA-Standard umfasst HSDPA und Enhanced Uplink (nicht mit HSUPA zu verwechseln). Damit wurde der WCDMA-Standard um zusätzliche Transport- und Signalisierungskanäle erweitert, die zu einer höheren Systemkapazität führen. Außerdem werden Netzwerkressourcen gebündelt und es kommen besserer Modulationsverfahren zum Einsatz.
In den weiteren Entwicklungsstufen der 3GPP-Spezifikationen folgt HSPA+ und LTE.
Netzarchitektur
Während in einer UMTS-Zelle nur etwa drei bis vier Teilnehmer mit einer vernünftigen Übertragungsrate das Mobilfunknetz gleichzeitig nutzen können, wird durch HSDPA die Kapazität der UMTS-Zelle auf 15 Nutzer erweitert.
Die Erweiterungen durch HSDPA betreffen ausschließlich das UTRAN und das UE. Das Core Network ist davon nicht betroffen. Doch durch die steigende Übertragungsrate muss auch das Core Network und die Anbindung der Basisstationen (Node-B) erweitert werden. Viele Node-B sind mit einer E1-Leitung (2 MBit/s) an das Core Network (Kernnetz) angebunden. Wenn dort wirklich HSDPA umgesetzt wird und wenn wirklich mehrere Teilnehmer annähernd 1,8 MBit/s oder mehr nutzen wollen, dann wäre die Leitung zum Core Network mit nur 2 MBit/s viel zu gering. Die Netzbetreiber müssen also nicht nur die Basisstationen aufrüsten, sondern auch die Verbindungen zum Core Network. Das ist nicht nur eine langwierige, sondern auch teure Angelegenheit. Spätestens wenn HSPDA mit 3,6 MBit/s oder 7,2 MBit/s kommt, dann müssen die Basisstationen optimal versorgt sein.
Geschwindigkeiten der HSPA-Spezifikation
Die folgenden Geschwindigkeitsangaben beziehen sich auf das theoretische Maximum. Die höheren Übertragungsraten entstehen hauptsächlich dadurch, dass pro Hertz und Funkzelle mehr Bit pro Sekunde übertragen wird.
| 3GPP-Norm | HSDPA (Downstream) | HSUPA (Upstream) | Latenz |
|---|---|---|---|
| HSPA | 1,8 MBit/s | 384 kBit/s | 100 ms |
| 3,6 MBit/s | 1,8 MBit/s | 100 ms | |
| 7,2 MBit/s | 3,6 MBit/s | 100 ms |
Übersicht: UMTS-Technik
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