Was sind die physischen Kanäle in HSDPA?

High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) ist eine Weiterentwicklung des Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) der 3. Generation (3G), die die Downlink-Datenraten und die Gesamtleistung von Mobilfunknetzen erheblich verbessert. Bei HSDPA werden mehrere physikalische Kanäle verwendet, um eine effiziente Datenübertragung zu ermöglichen. Schauen wir uns die Details dieser physischen Kanäle in HSDPA genauer an:

1. Gemeinsamer Hochgeschwindigkeits-Downlink-Kanal (HS-DSCH):

Der High-Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH) ist der zentrale physische Kanal in HSDPA und wurde speziell für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung vom Netzwerk zum Benutzergerät (UE) entwickelt. Hier sind einige wichtige Aspekte von HS-DSCH:

Den Daten gewidmet: HS-DSCH dient in erster Linie der Übertragung von Benutzerdaten und sein Hauptzweck besteht darin, UEs hohe Datenraten bereitzustellen.
Adaptive Modulation und Codierung: HS-DSCH verwendet adaptive Modulations- und Codierungsschemata (AMC), was bedeutet, dass die Modulationsreihenfolge und die Codierungsrate basierend auf den Kanalbedingungen angepasst werden können. Diese Optimierung trägt dazu bei, die Datenraten zu maximieren und gleichzeitig eine zuverlässige Kommunikation aufrechtzuerhalten.
Gemeinsame Ressource: Es handelt sich um eine gemeinsam genutzte Ressource mehrerer UEs in der Zelle. Verschiedenen UEs werden innerhalb des HS-DSCH entsprechend ihren Anforderungen und Kanalbedingungen unterschiedliche Zeitschlitze und Coderessourcen zugewiesen.

2. Hochgeschwindigkeits-Physical-Downlink-Shared-Channel (HS-PDSCH):

Der High-Speed Physical Downlink Shared Channel (HS-PDSCH) ist das Gegenstück der physikalischen Schicht zum HS-DSCH. Es arbeitet im Zeit-Frequenz-Bereich und ist für die Übertragung der Benutzerdaten an das UE verantwortlich. Zu den Hauptmerkmalen von HS-PDSCH gehören:

Zuordnung zu HS-DSCH: HS-PDSCH-Daten werden auf den HS-DSCH abgebildet, was bedeutet, dass sie vom HS-DSCH-Kanal übertragen werden. Die HS-PDSCH-Daten verschiedener UEs können möglicherweise demselben HS-DSCH zugeordnet sein, sie sind jedoch in den Zeit- und Codedomänen getrennt.
Dynamische Ressourcenzuweisung: HS-PDSCH-Ressourcen werden vom Netzwerk basierend auf UE-Anforderungen, Kanalbedingungen und Systemlast dynamisch zugewiesen. Diese dynamische Zuordnung sorgt für eine effiziente Ressourcennutzung.

3. Hochgeschwindigkeits-Steuerkanal (HS-CCCH):

Der High-Speed Control Channel (HS-CCCH) wird zur Übertragung von Steuerinformationen im Zusammenhang mit HS-DSCH und HS-PDSCH verwendet. Es enthält Signalisierungsinformationen, die die UEs benötigen, um ihren Datenempfang auf dem HS-DSCH einzurichten und zu verwalten. Zu den Funktionen des HS-CCCH gehören:

Signalisierung: HS-CCCH ist für die Übermittlung von Informationen wie der Zuweisung von HS-DSCH-Ressourcen, der Bestätigung empfangener Daten und anderen Steuernachrichten verantwortlich.
Dynamische Konfiguration: Wie die Datenkanäle können HS-CCCH-Ressourcen basierend auf Netzwerkanforderungen und UE-Anforderungen dynamisch konfiguriert werden.

4. Hochgeschwindigkeits-dedizierter physikalischer Steuerkanal (HS-DPCCH):

Der High-Speed Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH) wird zur Übertragung dedizierter Steuerinformationen für einzelne UEs verwendet. Es dient mehreren Zwecken:

Hybrid-ARQ-Feedback: HS-DPCCH ist wichtig, um dem Netzwerk Feedback über den Empfangsstatus von HS-DSCH-Übertragungen zu geben, was für Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ)-Prozesse von entscheidender Bedeutung ist, um eine zuverlässige Datenlieferung sicherzustellen.
ACK/NACK-Signalisierung: Wird verwendet, um Bestätigungssignale (ACK) oder negative Bestätigungssignale (NACK) bezüglich empfangener Datenpakete an das Netzwerk zu senden und so bei Bedarf erneute Übertragungen zu ermöglichen.
UE-spezifische Informationen: HS-DPCCH kann auch UE-spezifische Steuerinformationen übertragen, wie z. B. Leistungssteuerbefehle und Planungsanfragen.

5. Hochgeschwindigkeits-Gemeinsamer Steuerkanal (HS-SCCH):

Der High-Speed Shared Control Channel (HS-SCCH) ist für die Übertragung von Steuerinformationen verantwortlich, die von mehreren UEs in einer Zelle gemeinsam genutzt werden. Es enthält Informationen zur Zuweisung von HS-DSCH-Ressourcen und andere allgemeine Steuerinformationen.

Ressourcenzuteilung: HS-SCCH informiert UEs über ihre zugewiesenen Ressourcen auf dem HS-DSCH, sodass sie wissen, wann sie mit ihren Datenübertragungen rechnen müssen.
Gemeinsame Informationen: Da HS-SCCH gemeinsam genutzte Informationen überträgt, können mehrere UEs in der Zelle diesen Kanal überwachen, um ihre geplanten HS-DSCH-Übertragungen zu bestimmen.

Zusammenfassend nutzt HSDPA mehrere physikalische Kanäle, um eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung in 3G-UMTS-Netzwerken zu ermöglichen. Der High-Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH) ist das Herzstück von HSDPA und überträgt Benutzerdaten, während andere Kanäle wie HS-CCCH, HS-DPCCH und HS-SCCH Steuer- und Signalfunktionen übernehmen und eine effiziente und adaptive Kommunikation ermöglichen in HSDPA-Netzen. Diese Kanäle arbeiten harmonisch zusammen, um mobilen Benutzern schnelle und zuverlässige Datendienste bereitzustellen.