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HSDPA - HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS
High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) ist ein Übertragungsverfahren des Mobilfunkstandards UMTS. Er wurde im Rahmen von Release 5 UMTS 3GPP definiert.
HSDPA Technik
HSDPA soll Downlink-Datenraten von 14,6 Mbit/s (unter Laborbedingungen), also die schnelle Übertragung großer Datenmengen (Spiele, Filme etc.) zwischen Basisstation und Mobilfunkgerät ermöglichen. Aufgrund der Kanalkodierung zur Fehlerkorrektur mit einer maximalen Rate von 3/4 erreicht die nutzbare Datenrate im Fall von QPSK aber höchstens 3,6 Mbit/s, was annähernd der Verbindungsgeschwindigkeit von
DSL im Festnetz entspricht. Im Fall von 16-QAM maximal 13,98 Mbit/s, allerdings nur unter günstigen Funkbedingungen. Zum Erreichen dieser Datenrate werden jedoch 15 von 16 CDMA-Codes der Spreizcodelänge der Basisstation verwendet, der benutzte Codeblock der Zelle ist somit ausgelastet. Auf Anwenderseite sind HSDPA-Router vorauszusetzen, die eine Download-Geschwindigkeit von 3,6 Mbit/s erreichen. Vereinzelt werden bereits HSDPA-Router angeboten, die den HSDPA Standard von 7,2 Mbit/s unterstützen.[1] Abgesehen davon findet der HSDPA-Standard mit Datenraten von bis zu 1,8 MBit/s, bzw. 3,6 MBit/s bisher vor allem bei Notebook-Einsteckkarten Anwendung. Vereinzelt kommen jedoch auch bereits die ersten HSDPA-Handys auf den Markt. Im Kern läuft das Verfahren – genau wie bei HSUPA (für Uplink) – darauf hinaus, dass ein verbesserter Scheduler in der Basisstation die Datenlast effizient verteilt und je nach Qualität der Verbindung die Kanalkodierung (1/4, 2/4 oder 3/4) und das Modulationsverfahren (QPSK, 16-QAM) angepasst wird.
HSDPA Übertragung
Die Übertragung der Nutzdaten erfolgt im sogenannten HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel) in Intervallen (Transmission Time Interval, TTI) von drei UMTS-Zeitschlitzen (slots). Ein TTI hat also eine Länge von exakt 2 ms. In dieser Zeit können einem HSDPA-fähigen Endgerät bis zu 15 HSDPA-Codes zugewiesen werden, wobei der praktische Datendurchsatz nicht proportional zur Anzahl der Kanäle steigt, da mit jedem zusätzlichen Kanal die Interferenz zunimmt und sich die Kanalqualität verschlechtert.
HSDPA Endgeräte
Ein HSDPA-fähiges Endgerät sendet im Gegenzug alle 2 ms eine Information über die Kanalqualität (Channel Quality Indicator, CQI). Anhand der empfangenen CQI-Werte verschiedener Endgeräte und unter Berücksichtigung anderer Daten (Pufferfüllstand, Prioritäten etc.) entscheidet die UMTS-Basisstation (der Node B) darüber, welche Endgeräte mit wie viel parallelen Kanälen bedient werden sollen. Weiterhin wird die CQI-Information dazu verwendet, die Kanalkodierung, das Modulationsverfahren und die verwendete Node-B-Ausgangsleistung auszuwählen. Die Wahl von Kanalcodierung und Modulationsverfahren in Abhängigkeit von der Übertragungsqualität wird auch unter der Bezeichnung "Adaptives Modulations- und Kodierungsverfahren" AMC zusammengefasst.
Im Gegensatz zu anderen UMTS-Datenübertragungsverfahren gibt es bei HSDPA keinen Soft Handover. Jedes Endgerät empfängt die HSDPA-Kanäle zu jedem Zeitpunkt immer nur von einer einzigen Basisstation. Ein Wechsel von Zellen wird mittels der Prozedur HSDPA serving cell change durchgeführt, welches einem Handover mit kurzer Unterbrechung gleichkommt.
Durch die im Vergleich zu UMTS bei HSDPA (idealerweise mit HSUPA kombiniert) geringeren Round-Trip-Zeiten sind viele interaktive Anwendungen erst sinnvoll möglich.
Für die Implementation von HSDPA in bestehende UMTS-Netze hinein ist es bei den meisten Systemtechnik-Herstellern ausreichend, neue Software in die Basisstationen einzuspielen. Dadurch wird es Betreibern relativ schnell möglich, den neuen Dienst anzubieten.
HSDPA Nutzungskosten und Verbreitung
Ähnlich der Einführung der Videotelefonie planen die deutschen Mobilfunkanbieter den Dienst zunächst ohne Aufpreis anzubieten. Dadurch soll die Verbreitung von Endgeräten und die Akzeptanz des Dienstes gesteigert werden. Später ist davon auszugehen, dass für HSDPA ein höheres Entgelt als für die normale UMTS-Nutzung verlangt werden wird.
HSDPA in Deutschland
T-Mobile Deutschland hat laut eigenen Angaben das gesamte UMTS-Netz mit HSDPA ausgerüstet. HSDPA ist auch beim deutschen Mobilfunkbetreiber Vodafone und bei O2 teilweise verfügbar (Stand 10/2006) - Vodafone möchte bis Mitte des Jahres 2007 auf 7,2 MBit aufrüsten. E-Plus wird voraussichtlich Januar 2008 mit dem HSDPA-Netzausbau beginnen (Stand 10/2007). T-Mobile Österreich hat ebenfalls das gesamte UMTS-Netz mit HSDPA ausgerüstet. Eine flächendeckende HSDPA-Einführung ist beim österreichischen Marktführer Mobilkom Austria (A1) in Vorbereitung, bei 3 bzw. One ist es bereits in Verwendung.
HSDPA in der Schweiz
In der Schweiz hat der Mobilfunkbetreiber Sunrise bereits das gesamte UMTS-Netz mit HSDPA ausgerüstet. Dieses deckt momentan 67 % der Bevölkerung ab. Die beiden anderen Betreiber Swisscom Mobile und Orange haben HSDPA-Netze in den größten Städten in Betrieb. Swisscom Mobile plant, das gesamte UMTS-Netz (90 % Abdeckung) mittelfristig mit HSDPA zu erweitern. Orange will bis Ende 2007 HSDPA in den 7 größten Städten anbieten.
Weltweit gab es im August 2006 insgesamt 52 HSDPA-Netze in 35 Ländern. Auf die Europäische Union entfielen davon 17 Netze. Bis Ende 2006 schätzt man, dass es bereits 80 HSDPA-Netze geben wird.
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