Loading article…
高速パケットアクセス( HSPA ) [ 1 ]は、高速ダウンリンクパケットアクセス (HSDPA) と高速アップリンクパケットアクセス (HSUPA) という2 つのモバイルプロトコルを組み合わせたもので、 WCDMAプロトコルを使用する既存の3Gモバイル通信ネットワークの性能を拡張および向上させます。さらに改良された3GPP標準であるEvolved High Speed Packet Access (HSPA+ とも呼ばれる) は 2008 年後半にリリースされ、その後 2010 年に世界中で採用が開始されました。この新しい標準では、ダウンリンクで最大 337 Mbit/s、アップリンクで最大 34 Mbit/s のビットレートを実現できますが、これらの速度は実際にはほとんど達成されていません。[ 2 ]
最初のHSPA規格では、 下り最大14Mbit/s、 上り最大5.76Mbit/sのピークデータレートに対応しました。また、レイテンシを低減し、従来のWCDMAプロトコルと比較して、下り最大5倍、上り最大2倍のシステム容量を実現しました。
高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA）は、高速パケットアクセス（HSPA）ファミリーに属する、第3世代（3G ）モバイル通信プロトコルの拡張版です。HSDPAは3.5Gや3G+とも呼ばれ、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（UMTS）をベースとしたネットワークにおいて、より高速なデータ通信速度と容量を実現します。また、HSDPAはレイテンシを低減し、アプリケーションの往復時間を短縮します。
HSDPAは3GPPリリース5で導入されました。アップリンクの改良に伴い、384 kbit/sの新しいベアラが実現しました（以前の最大ベアラは128 kbit/sでした）。3GPPリリース7で導入された進化型高速パケットアクセス（HSPA+）は、64QAM変調、 MIMO、デュアルキャリアHSDPA動作を追加することで、データレートをさらに向上させました。3GPPリリース11では、さらに高速な最大337.5 Mbit/sの速度が可能になりました。[ 3 ]
HSDPA の最初のフェーズは 3GPP リリース 5 で規定されました。このフェーズでは新しい基本機能が導入され、 レイテンシを大幅に削減しながらピークデータレート 14.0 Mbit/s を達成することが目標とされました。速度とレイテンシの改善により、ビットあたりのコストが削減され、高性能パケットデータアプリケーションのサポートが強化されました。HSDPA は共有チャネル伝送に基づいており、その主な特徴は共有チャネルとマルチコード伝送、高次変調、短い伝送時間間隔(TTI)、高速リンク適応とスケジューリング、および高速ハイブリッド自動再送要求(HARQ) です。その他の新機能には、高速ダウンリンク共有チャネル (HS-DSCH)、直交位相シフトキーイング、16直交振幅変調、および基地局における高速メディアアクセスプロトコル (MAC-hs) が含まれます。
HSDPAへのアップグレードは、多くの場合、WCDMAネットワークのソフトウェアアップデートに過ぎません。HSDPAでは、通常、データ転送よりも音声通話が優先されます。
次の表は、3GPP TS 25.306 [ 4 ]リリース 11 の表 5.1a から派生したもので、異なるデバイス クラスの最大データ レートと、それがどのような機能の組み合わせによって達成されるかを示しています。セルごと、ストリームごとのデータ レートは、「HS-DSCH TTI 内で受信される HS-DSCH トランスポート ブロックの最大ビット数」と「最小インター TTI 間隔」によって制限されます。TTI は 2 ミリ秒です。したがって、たとえばカテゴリ10 は 27,952ビット / 2 ms = 13.976 Mbit/s をデコードできます(よく誤って主張される 14.4 Mbit/s ではありません)。カテゴリ 1～4 および 11 はインター TTI 間隔が 2 または 3 であるため、最大データ レートはその係数だけ減少します。デュアルセルとMIMO 2x2は、それぞれ異なるキャリアまたは空間ストリームを介して複数の独立した伝送ブロックが送信されるため、最大データレートが2倍になります。表に示されているデータレートは、小数点以下第1位に四捨五入されています。
3GGPリリース7以降、UEカテゴリは進化型HSPA（HSPA+）として定義され、進化型HSDPA UEカテゴリに記載されています。
2009年8月28日現在 250のHSDPAネットワークが109カ国でモバイルブロードバンドサービスを商用展開していた。169のHSDPAネットワークは3.6 Mbit/sのピークダウンリンクデータスループットをサポートしており、 ピーク21 Mbit/sのダウンリンクデータを提供するネットワークも増加傾向にあった。
CDMA2000 - EVDOネットワークは、当初は性能面で優位に立っていました。特に日本の通信事業者は、このネットワーク規格において非常に優れた実績を上げていました。しかし、その後、世界中でHSDPAを採用する事業者が増えるにつれ、HSDPAが優位に立つようになりました。
2007年、世界中でますます多くの通信事業者がモバイルブロードバンド接続を提供するためにHSDPA USBモデムの販売を開始しました。さらに、HSDPA固定電話代替ボックスの人気が高まりました。これらはイーサネットとWi-Fi経由でHSDPAデータを提供し、従来の固定電話を接続するためのポートも備えていました。一部の製品は、理想的な条件下で「最大7.2 Mbit/s」[ 5 ]の接続速度を謳って販売されていました。しかし、屋内の電波の弱い場所では、これらのサービスは遅くなる可能性がありました。
高速アップリンクパケットアクセス（HSUPA ）は、HSPAファミリーに属する3Gモバイル電話プロトコルです。3GPPリリース6で仕様が定められ、標準化されており、アップリンクデータレートを5.76 Mbit/sに向上させ、容量を拡張し、遅延を低減します。その他の改良と相まって、VoIP（ Voice over Internet Protocol）、画像のアップロード、大容量電子メールの送信 といった新機能を実現します。
HSUPAはUMTSの進化過程における2番目の主要なステップでした。その後、LTE（ 下り150Mbps、上り50Mbps ）やLTE Advanced（下り最大1Gbps以上 ）など、より高速な転送速度を持つ新しい技術に取って代わられました。
HSUPAはWCDMAに拡張専用チャネル（E-DCH）と呼ばれる新しいトランスポートチャネルを追加します。また、マルチコード伝送、より高速なリンク適応を可能にする短い伝送時間間隔、高速スケジューリング、および再送をより効果的にする増分冗長性を備えた高速ハイブリッド自動再送要求（HARQ）など、HSDPAと同様のいくつかの改良も備えています。HSDPAと同様に、HSUPAは「パケットスケジューラ」を使用しますが、「要求-許可」の原則に基づいて動作します。つまり、ユーザ機器（UE）がデータの送信許可を要求し、スケジューラがいつ、いくつのUEが送信を許可するかを決定します。送信要求には、UEの送信バッファとキューの状態、および使用可能な電力マージンに関するデータが含まれます。ただし、HSDPAとは異なり、アップリンク伝送は互いに直交しません。
この「スケジュール済み」送信モードに加えて、規格ではUE（ユーザー機器）による自己開始型送信モード（「非スケジュール済み」と表記）も認められています。非スケジュール済みモードは、例えば、TTI（送信遅延時間）の短縮やNode Bベースのスケジューラを用いても必要な短い遅延時間と一定の帯域幅を提供できないVoIPサービスなどに利用できます。
各MAC-dフロー（すなわちQoSフロー）は、スケジュールモードまたは非スケジュールモードのいずれかを使用するように構成されます。UEは、スケジュールフローと非スケジュールフローのデータレートを個別に調整します。各非スケジュールフローの最大データレートは、呼設定時に構成され、通常は頻繁に変更されません。スケジュールフローで使用される電力は、絶対許可（実際の値で構成）および相対許可（単一のアップ/ダウンビットで構成）メッセージを介して、ノードBによって動的に制御されます。
物理層において、HSUPAは以下の新しいチャネルを導入します。
以下の表は、HSUPAのさまざまなカテゴリにおけるアップリンク速度を示しています。
3GGPリリース7以降、UEカテゴリは進化型HSPA（HSPA+）として定義され、進化型HSUPA UEカテゴリに記載されています。
Evolved HSPA（HSPA Evolution、HSPA+とも呼ばれる）は、3GPPリリース7のWCDMA仕様で定義された無線ブロードバンド規格です。既存のHSPA定義を拡張したものであり、オリジナルのリリース99 WCDMAネットワークリリースまで下位互換性 があります。Evolved HSPAは、マルチ入力マルチ出力（2x2 MIMO）技術と高次変調（64 QAM）により、ダウンリンクで42.2～56 Mbit/s、 アップリンクで22 Mbit/s（5 MHzキャリアあたり）の データレートを実現します 。デュアルセル技術を使用すると、これらのレートを2倍にすることができます。
2011年以来、HSPA+はWCDMA事業者間で広く展開されており、約200の事業者が導入を約束している。[ 6 ]
{{cite book}}: CS1メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク)