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Die Herausforderung „3G“ #####
Fortsetzung des Artikels von Teil 4
Die Herausforderung „3G“
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Details zu den neuen Funktechnologien: HSDPA
HSDPA stellt ein System zur aktiven Kanalüberwachung und zum Reporting dar. Diese werden als „CQI-Reports“ bezeichnet und stellen Messungen der Funkverbindungsqualität dar, die in ms-Intervallen durch das Handy durchgeführt und dann an das Netzwerk zurückgesandt werden. Auf Grundlage dieser Messungen wählt das Netzwerk das optimale Modulationsformat, um so die Übersendung des nächsten Datenpakets auf möglichst effiziente Weise freizugeben. Diese Entscheidungen werden für jedes Datenpaket, für jeden individuellen Teilnehmer auf einer Paket-für-Paket- Basis getroffen. Man nennt diesen Prozess „Adaptive Modulation und Codierung“ (AMC – wählt die Größe des Transportblocks, die Multi-Codeund QPSK/16QAM-Eigenschaften der Modulation). Das unterscheidet sich von Release99, bei dem zu Beginn der Datensitzung ein einziges Modulationsformat (tatsächlich die Datenrate) gewählt und dann für die gesamte Sitzung ohne Rücksicht auf die Funkverbindungsbedingungen beibehalten wird.
Nach dem Versenden jedes Datenpakets findet ein zweiter neuer Prozess Anwendung, der als Hybrid Acknowledge ReQuest (HARQ) und Stop And Wait (SAW) bezeichnet wird. Der SAW-Prozess bedeutet, dass dieser spezielle Datenstrom zu diesem Teilnehmer nach dem Senden jedes Pakets anhält und wartet, bis der User bestätigt, dass er die Daten korrekt empfangen hat. Diese „Bestätigung“ ist die ARQMeldung. Die Technologie setzt eine „hybride“ ARQ ein, weil dann, wenn die Daten wegen eines Datenfehlers nicht bestätigt werden (NACK – Not Acknowledged), intelligente Methoden zur Wahl stehen, wie man die Daten mit minimaler Verzögerung, Bandbreite und Maximierung der bereits gesandten Daten neu übertragen kann, so dass jede Daten-Retransmission so effizient wie möglich ist. Mit HARQ- und SAWProzess lassen sich Daten zuverlässig und schnell versenden bei gleichzeitig geringstmöglichem Ressourcen-Einsatz. Diese Technologie erlaubt es dem Netzwerkbetreiber, das Funknetz auf Belastungs- und Kapazitäts-Zwangsbedingungen (+ Teilnehmer-Abonnements etc.) zu optimieren. Sie wurde zur Anlieferung von IP-basierten Daten entwickelt, zum Beispiel Web-Streaming (Video, Musik), wobei ein asymmetrisches Modell der Webnutzung angenommen wird (überwiegend das Herunterladen von Daten). Die verfügbare Datenrate kann zwischen 384 kbit/s und 14,4 Mbit/s (volle Kapazität von BTS) schwanken. Bild 1 zeigt hierzu das Modulations- und Codierungskonzept in HSDPA.
Die Netzwerke verwenden im Allgemeinen einen bevorzugten Fehlerpegel in der Datenverbindung, ungefähr 10 %. Dies deshalb, weil bei diesem Fehlerpegel die Retransmissionen die beschädigten Daten rasch neu versenden können, wonach die Daten dann erfolgreich empfangen werden. Liegt die Fehlerrate wesentlich höher, dann sind mehr Neu-Versendungen als neue Daten vorhanden, und die gesamte Durchsatzrate ist geringer. Ist die Fehlerrate niedriger (d.h. nahe Null), dann wird die Signalqualität als „zu gut“ eingestuft, und es werden Ressourcen vergeudet. Um dies zu erreichen, werden die CQI-Reports zusammen mit den ACK/NACK-Meldungen dazu verwendet, ein „Target S/R“ (angepeiltes Signal/Rausch-Verhältnis) festzulegen. Anschließend gleicht das Netzwerk die Leistungspegel zu/von jeder Teilnehmereinrichtung (UE) ab, um dieses Ziel zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt ist das gesamte HSDPANetzwerk „abgeglichen“, und jeder User erhält den besten verfügbaren Durchsatz. Dieser Abgleich muss dann entsprechend den Bedingungen in jedem Übertragungszeitraum (10 ms) neu berechnet werden. Die proprietären Algorithmen jedes Netzanbieters werden auf unterschiedliche Methoden des Abgleichs der Anforderungen aller Netzwerkteilnehmer optimiert.
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