HSPA es una tecnología de acceso inalámbrico que mejora la capacidad y velocidad de conexión a Internet desde dispositivos móviles 3G. Se han desarrollado incrementos de velocidad como HSDPA y HSUPA para permitir hasta 42 Mbps de bajada y 11 Mbps de subida. HSPA se ha implantado en más de 170 redes en 76 países y se espera que alcance los 700 millones de usuarios en 2012.

1. HSPA HIGH SPEED PACKET ACCESS Diana Bri Molinero Júlia Gens Fernández

2. Definición Desarrollo cronológico Características y capacidades técnicas HSDPA HSUPA Nodo B Utilidades Implantación Implantación en España Futuro Bibliografía ÍNDICE

3. Definición HSPA es una tecnología de acceso inalámbrica pensada para aumentar la capacidad de conectividad a Internet desde terminales móviles 3G Mejoras: Capacidad Latencia Implantación sobre UMTS misma portadora misma infraestructura de red Estándar de 3GPP Release 5 - 7

4. 11 Mbps 28 – 42 Mbps 14.4 Mbps Telstra (Australia) 5.76 Mbps Sk Telecom (Corea del Sur) Capacidades Latencia 25 ms ~ 60 ms El oído humano es capaz de detectar latencias entre 200 y 250 ms VoIP: 150 ms Definición

5. UMTS (Rel 99) WCDMA Release 5 (03/2002) HSDPA Release 6 (12/2004) HSUPA Release 7 (12/2006) HSPA+ UMTS : DL: 384 kbps UL: 384 kbps HSDPA : 3.5G DL: 14.4 Mbps UL: 384 kbps Uso más eficiente del espectro Ofrecer servicios más fácilmente Satisfacer a más usuarios Reduce costes a los operadores Compatible con GSM, EDGE, UMTS Desarrollo Cronológico

6. UMTS (Rel 99) WCDMA Release 5 (03/2002) HSDPA Release 6 (12/2004) HSUPA Release 7 (12/2006) HSPA+ HSUPA : 3.75G DL: 14.4 Mbps UL: 5.76 Mbps Compatible con tecnologías anteriores HSPA+ : DL: 42 Mbps UL: 11 Mbps Compatible con tecnologías anteriores Mejora de la eficiencia de HSPA Aprovechamiento de todo el potencial de un enfoque CDMA antes de pasar a una plataforma OFDM en 3GPP LTE Desarrollo Cronológico

7. Tabla comparativa de tecnologías Tecnología Velocidad Bajada Velocidad Subida GPRS 60 kbps 40 kbps EDGE 177.6 kbps 118.4 kbps UMTS 384 kbps 384 kbps HSDPA 14.4 Mbps 384 kbps HSUPA 14.4 Mbps 5.76 Mbps HSPA+ 42 Mbps 11 Mbps LTE 100 Mbps 50 Mbps

8. HSDPA HSUPA Nodo B Características y Capacidades Técnicas

9. HSDPA HSDPA añade un nuevo canal de transporte a WCDMA  The High Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH). Las transmisiones HSDPA facilitan nuevas características y soportarlas implica un impacto mínimo sobre el interface radio existente. Minimizar los cambios en la arquitectura permite modernizar la redes fácilmente para incorporar HSDPA, y asegura la funcionalidad de HSDPA en medios donde no todas las celdas incorporan HSDPA. Características y Capacidades Técnicas

10. HSDPA HSDPA se interpreta como una gran tubería (fat-pipe) y sus características claves son: Transmisión por canal compartido y multi-código Modulación de alto orden adaptativa Intervalo de Tiempo de Transmisión corto (TTI) Adaptación rápida del enlace Planificación rápida (fast scheduling) Fast Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ) Características y Capacidades Técnicas

11. HSDPA Transmisión por canal compartido y multi-código Tanto los códigos de canal como la potencia de transmisión en una celda son vistas como una fuente común para los usuarios. La transmisión por canal compartido resulta más eficiente en el uso de los códigos disponibles y las fuentes de potencia, comparado con el uso de un canal dedicado. La fuente de código compartido, sobre la cual el canal HS-DSCH está mapeado, puede contener hasta 15 códigos. El número actual empleado depende del número de códigos soportado por el Terminal o el sistema, ajustes del operador y capacidad del sistema. Características y Capacidades Técnicas

12. Estructura de tiempo y código

13. HSDPA Modulación de alto orden adaptativa WCDMA 3GPP Release 99 utiliza modulación QPSK para la transmisión de bajada. Además de QPSK, HSDPA puede también utilizar 16QAM para proporcionar tasas de datos más altas. Esquemas de modulación utilizados con HSDPA. Características y Capacidades Técnicas

14. HSDPA Intervalo de tiempo de transmisión corto (TTI) WCDMA 3GPP Release 99 utiliza un TTI de 10 ms, 20 ms o 40 ms en la bajada. Con HSDPA, el TTI es reducido a 2 ms en la bajada. Un TTI corto reduce el round-trip time (rtt) y la latencia de la red y permite realizar un rápido scheduling entre diferentes usuarios. Características y Capacidades Técnicas

15. HSDPA Adaptación rápida del enlace HSDPA conserva una potencia de transmisión constante y ajusta la tasa de datos para compensar las variaciones del canal. Y, como se ha dicho antes, para incrementar las tasas de datos de pico, HSDPA puede utilizar un espectro más eficiente con la modulación 16QAM, siempre que las condiciones del canal lo permitan. Características y Capacidades Técnicas

16. HSDPA Adaptación rápida del enlace Características y Capacidades Técnicas La tasa de datos es ajustada según las condiciones radio

17. HSDPA Planificación rápida (fast scheduling) La característica de fast scheduling se encarga de decidir el equipo de usuario (UE) al que la transmisión de canal compartido debe dirigirse en un momento dado. El objetivo es transmitir a los usuarios con condiciones de radio más favorables. El rápido scheduling de paquetes es controlado por el Control de Acceso al Medio (MAC), a través del protocolo MAC-hs, desde el Nodo B. Características y Capacidades Técnicas

18. HSDPA Planificación rápida (fast scheduling) Características y Capacidades Técnicas

19. HSDPA Planificación rápida (fast scheduling) El scheduler calcula las condiciones de radio instantáneas del canal de bajada hasta el terminal. Cada Terminal que utiliza servicios de alta velocidad transmite informes de calidad del canal regularmente a la estación base (nodo B), y el scheduler determina en conjunto el rendimiento de HSDPA. Para cada TTI, el scheduler decide para que usuario del canal de HS-DSCH se debería trasmitir, y en cooperación cerrada con el mecanismo de adaptación del enlace, decide la modulación y el número de códigos a utilizar. Esto determina la tasa de bits de transmisión. Características y Capacidades Técnicas

20. HSDPA Fast hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ) El equipo de usuario puede rápidamente realizar una petición de retransmisión de datos perdidos y combinar la información de las transmisiones originales con las transmisiones posteriores, antes de intentar decodificar el mensaje. Este enfoque, llamado soft-combining, mejora el rendimiento y proporciona robustez al sistema. Se envía un NACK cuando los datos no se reciben correctamente y se envía un ACK cuando los datos se reciben correctamente. Antes el RNC se encargada de las retransmisiones pero con HSDPA se encarga el nodo B. Características y Capacidades Técnicas

21. HSDPA Fast hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ) Características y Capacidades Técnicas Petición rápida del equipo de usuario de retransmisión de datos perdidos o erróneos

22. HSUPA Introducido en WCDMA 3GPP Release 6, el enlace de subida añade un nuevo canal de transporte a WCDMA, Enhanced Dedicated Channel (E-DCH). Las transmisiones Enhanced Uplink proporcionan nuevas características. Como con HSDPA, introducir estas nuevas características tiene un mínimo impacto sobre el interface de radio existente. Características y Capacidades Técnicas

23. HSUPA Para conseguir estas metas, Enhanced Uplink soporta diversas características: Transmisión multi-código TTI (Short Transmission Time Interval) HARQ (Fast hybrid Automatic Repeat reQuest) Rápido scheduling Características y Capacidades Técnicas

24. HSUPA Transmisión multi-código En contraste con HSDPA, el nuevo canal de subida que es introducido para Enhanced Uplink no está compartido entre los usuarios, está dedicado a un único usuario. Hasta 4 códigos puede ser utilizados para incrementar la tasa de datos de subida. TTI (Short Transmission Time Interval) WCDMA 3GPP Release 99 utiliza un TTI de 10 ms, 20 ms or 40 ms en la subida. Enhanced Uplink opera con un TTI de 2 ms o 10 ms en la subida. Un TTI corto permite una reducción significativa en el total de latencia y es fundamental para que otras características se adapten rápidamente. Características y Capacidades Técnicas

25. HSUPA HARQ (Fast hybrid Automatic Repeat reQuest) El rápido protocolo HARQ utilizado es parecido al de HSDPA. La estación base puede rápidamente requerir retransmisiones de datos recibidos erróneos, lo cual proporciona mayor robustez y menos latencia en las retransmisiones Fast hybrid ARQ con soft combining puede ser explotado no sólo para proporcionar robustez contra interferencias no deseadas, sino también para mejorar la eficiencia del enlace. Características y Capacidades Técnicas

26. HSUPA Rápido scheduling En la subida, la fuente común compartida entre los terminales es la cantidad de interferencias tolerables; es decir, el total de potencia recibida en la estación base. El algoritmo de scheduling no está estandarizado y diferentes estrategias de scheduling pueden ser implementadas. Esta flexibilidad es muy útil, ya que al existir medios y tipos de tráficos diferentes, éstos pueden tener requerimientos diferentes para la estrategia de scheduling Características y Capacidades Técnicas

27. Nodo B Características y Capacidades Técnicas

28. Características y Capacidades Técnicas

29. Características y Capacidades Técnicas

30. Características y Capacidades Técnicas

31. Enfoque: acceso móvil a Internet de banda ancha para ordenadores portátiles. Cliente desea que los dispositivos móviles permitan simular un PC. Utilidades Dispositivos con tecnología HSPA integrada Fuente: http://hspa.gsmworld.com/barcelona/files/03_Ericsson_workshop.pdf

32. Implantación Fuente: http://hspa.gsmworld.com/barcelona/files/02_GSMA.pdf

33. 76 países 174 redes comerciales 220 operadores comprometidos con HSPA 100 operadores ofrecen HSDPA con una capacidad de 3.6 Mbps o más 35 operadores ofrecen HSUPA Más de 400 dispositivos 40 millones de usuarios a finales de 2008 Fuente: http://hspa.gsmworld.com/barcelona/files/02_GSMA.pdf Implantación

34. Expectativas: Finales 2008 40 millones usuarios Finales 2012 700 millones usuarios 5.Implantación Fuente: http://hspa.gsmworld.com/barcelona/files/02_GSMA.pdf

35. Implantación en España Implantación Fuente: http://hspa.gsmworld.com/networks/default.asp Operador Velocidad de bajada Velocidad de subida Telefónica Móviles 7.2Mbps 1.8Mbps Orange 3.6Mbps 1.8Mbps Vodafone 3.6Mbps 1.4Mbps Xfera (Yoigo) Sin datos Sin datos

36. Implantación en España Pruebas preliminares HSDPA Principios 2006 Orange Barcelona Movistar Madrid, Barcelona y Valencia Vodafone Barcelona, Salamanca Inicio despliegue HSDPA 1.8Mbps Orange: 19 junio 2006 Madrid, Barcelona, Zaragoza, Burgos y Pamplona. Vodafone: 21 junio 2006 Madrid, Barcelona, Zaragoza, Valencia, Sevilla, Bilbao, Málaga y Albacete. Telefónica: 12 julio 2006 Capitales de provincia y ciudades de más de 250.000 habitantes Implantación

37. Implantación en España Despliegue HSDPA 3.6 Mbps Finales 2006: Orange 41% Vodafone 68% Telefónica 60% Despliegue HSUPA Agosto 2007: Orange Madrid, Barcelona y Zaragoza Vodafone Madrid, Barcelona, Sevilla, Málaga, Bilbao y Zaragoza Telefónica 20 ciudades Implantación

38. Implantación en España Actualmente HSDPA Orange 78% Vodafone 85% Telefónica 80% (poblaciones de más de 20.000 habitantes) HSUPA Orange 28% Vodafone No hay datos Telefónica Capitales de provincia Pruebas de HSPA+ Implantación

39. LTE: (Long Term Evolution) Release 8 DL: 100 Mbps UL: 50 Mbps Latencia:10 ms OFDM Futuro

40. David Muley, HSPA, Communications Engineer, Volume 5, Issue 1, pp. 38 – 41, February-March 2007. J. Peisa, S. Wager, M. Sågfors, J. Torsner, B. Göransson, T. Fulghum, C. Cozzo and S. Grant, High Speed Packet Access Evolution – Concept and Technologies, Vehicular Technology Conference, 2007. VTC2007-Spring. IEEE 65 th , pp. 819-824, Dublin, 22-25 April 2007. High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) TelecomSpace http://www.telecomspace.com/latesttrends-hsdpa.html About HSPA http://hspa.gsmworld.com/about-hspa/default.asp Harri Holma, Markku Kuusela, Esa Malkamäki, Karri Ranta-aho, Chen Tao, VoIP over HSPA with 3GPP Release 7, Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2006 IEEE 17th International Symposium on, pp. 1-5, Helsinki, September 2006. Stefan W¨anstedt, M°arten Ericson, Kristofer Sandlund, Mats Nordberg and Tomas Frankkila, Realization and performance evaluation of ims multimedia telephony for HSPA, Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2006 IEEE 17th International Symposium on, pp. 1-5, Helsinki, September 2006. 3GPP, http://www.3gpp.org/ http://www.digit-life.com/articles2/mobile/wimax.html Bibliografía

41. 8. Anexo: WiMax vs HSPA “ Guerra abierta” Imposible determinar cuál va a ser la tecnología ganadora Ambas tienen pros y contras Numerosos documentos apoyando a alguna de las dos tecnologías HSPA se ha utilizado antes que WiMax

42. Número de usuarios: HSPA soporta un número mayor de usuarios simultáneos Ancho de banda: Parece que WiMax tiene mayores posibilidades de desarrollo para aumentar la eficiencia espectral Multimedia: Capacidad similar para la transmisión de datos multimedia Seguridad: HSPA no proporciona funciones de seguridad adicionales. WiMax soporta algoritmos de criptografía moderna. Coste: WiMax se postula como una tecnología más económica. HSPA es muy cara de momento 8. Anexo: WiMax vs HSPA