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Die Herausforderung „3G“
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Die Herausforderung „3G“
Im NodeB befinden sich Datenpuffer, welche die ankommenden Daten (die an die User gesandt werden sollen) in acht verschiedene „Warteschlangen“ sortieren. Danach werden die Daten von jeder Warteschlange zur Übertragung auf einem der nächsten freien Datenschlitze terminiert. Werden Daten durch das UE nicht bestätigt (also NACK), müssen sie sich wieder in die Warteschlangen zur Retransmission einreihen. Das kann entweder am Beginn oder am Ende der Warteschlange sein, und jede Warteschlange hat eine unterschiedliche Priorität (es gibt also Warteschlangensätze „erster Klasse“ und solche der „Touristenklasse“). Diese Datenpuffer halten die Daten im NodeB zur Übertragung bereit, so dass die Gesamtmenge der Daten, die den NodeB verlässt, mit der Gesamtkapazität des NodeB übereinstimmt. Ist ein Überlauf vorhanden, muss dies dem Kernnetzwerk zurücksignalisiert werden (RNC). Die neuen MAC-hs-Instanzen für HSDPA sind (Bild 2):
- Im Teilnehmerendgerät UE: Eine neue MAC-Instanz (MAC-hs) wird dem UE zugefügt. Die MAC-hs ist verantwortlich für die Funktionen HARQ (sie verarbeitet alle Aufgaben, die für das Hybride ARQ benötigt werden, und ist beispielsweise für die Generierung von ACKs und NACKs verantwortlich) und die Neuklassierung (organisiert empfangene Datenblöcke entsprechend der empfangenen Transmission Sequence Number, TSN. Datenblöcke mit aufeinander folgenden TSNs werden nach Empfang an höhere Schichten geliefert. Ein Timer legt die Lieferung nicht aufeinander folgender Datenblöcke an höhere Schichten fest. Dieser verarbeitet die neu übertragenen Datenblöcke und stellt eine korrekte Reihenfolge von Daten, die dem 3G-Protokollstack entstammen, sicher).
- Im NodeB: Die MAC-hs ist hier verantwortlich für die Verarbeitung der auf dem HS-DSCH (dem HSDPA-Datenübertragungskanal, High Speed-Downlink Shared Channel) übertragenen Daten. Die MAC-hs setzt sich aus vier verschiedenen Funktionsinstanzen zusammen: Flusssteuerung, Ablaufplanung/Prioritätsverarbeitung, HARQ und TFRIAuswahl (Wahl eines geeigneten Transportformats und einer Ressourcen-Kombination für die auf dem HS-DSCH übertragenen Daten).
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Die geringe Latenz- und die kurze Ansprechzeit werden durch zwei neue Verarbeitungs-Instanzen in der 3G-Architektur im MAC-Funktionalitätsbereich (Medium Access Control) verwaltet. MAC ist verantwortlich für den Datenfluss und für die Konfiguration des Übertragungsmediums (der Datenkanäle) zur Datenübertragung. Deshalb wird MAC die richtige Art von Funkübertragung festlegen (z.B. Datenrate von Codierung, Modulation etc.), die verwendet werden soll. In R99-Netzen befindet sich MAC im Funknetzcontroller (RNC, Radio Network Controller). Er wählt die geeigneten Übertragungscharakteristika (Datenrate, Modulationsformat etc.) zu Beginn der Datensitzung, und diese Information wird an den NodeB (Basisstation) gesandt, damit dieser die Daten korrekt übertragen kann. Die neuen MAC-Instanzen in HSPA befinden sich direkt im NodeB und deshalb treffen sie jetzt schnelle, lokale Entscheidungen, wie die Datenübertragung bei jedem Datenpaket zu formatieren ist. Diese grundsätzliche Änderung, die Entscheidungsfindung in den NodeB zu verlagern und es zuzulassen, dass die Entscheidungen auf Basis individueller Pakete verändert werden können, ist die Grundlage von HSDPA/HSUPA-Netzen.
HSDPA-basierte Netwerke weisen keinen Uplink auf, der Video-Push mit „Echtzeit“-Raten liefern kann, um multimedia-basiertes PoC (Push-to-Talk über das Mobilnetz) möglich zu machen. HSUPA (richtigerweise als „Enhanced Uplink“ bezeichnet) ist die vorgeschlagene Lösung zur Kombination mit dem Sitzungsinitisalisierungs-Protokoll (SIP) zur Lieferung von Multimedia-PoC, wobei die schnellen Daten und die niedrigen Latenzeigenschaften genutzt werden. HSUPA kann durch eine bessere Optimierung der Kanalbedingungen auch Geschäfts-E-Mail-Services verbessern und dadurch dem Teilnehmerendgerät (UE, User Equipment) wenn möglich bessere Sendedatenraten erlauben.
HSUPA kann eine ausreichende Uplink-Kapazität bieten (in Kombination mit fortschrittlichen Video-Codecs zur Fluss/Fehler-Steuerung), um Video-Übertragungen im paketvermittelten Netz zu ermöglichen. Das ist für Betreiber wesentlich bandbreiten- und kapazitäts-effizienter und könnte es erlauben, die Kosten eines Video-Anrufs beträchtlich zu senken, so dass dieser Dienst sich zu einer standardmäßigen Massenmarkt-Applikation entwickeln kann. Der derzeitige „Video-Calling“-Service ist leitungsvermittelt, und zwar wegen der QoS-Einschränkungen (Dienstgüte) des Netzwerks, zeitsynchronisierte Zweiwegekommunikation in Echtzeit zur Verfügung zu stellen. „Leitungsvermittlung“ ist die alte Technologie und hinsichtlich der Ressourcen sehr ineffizient. Sie fand lediglich deshalb Verwendung, weil die Paketnetze in den „Release99“-Standards eine zu große Verzögerung und eine begrenzte Bandbreite aufwiesen, um Echtzeit-IPVideo zu bieten. Der Übergang zu paket-basiertem Video-Calling wird die Ressourcen-Effizienz in den Netzwerken wesentlich verbessern (und so die Betriebskosten für das Angebot eines Video-Calling-Netzwerks senken). Dadurch können die Betreiber den Endverbrauchern ein attraktives und kostengünstiges Video-Calling anbieten und gleichzeitig sicherstellen, dass es sich um ein profitables Geschäft handelt.
- Die Herausforderung „3G“
- Die Herausforderungen bei der Implementation der neuen Technologien
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