Capaian Paket Pindah Turun Berkelajuan Tinggi

Capaian Paket Pindah Turun Berkelajuan Tinggi (Bahasa Inggeris: High-Speed Downlink Packet Access, HSDPA) ialah satu protokol komunikasi telefoni bergerak 3G (generasi ketiga) dalam famili Capaian Paket Berkelajuan Tinggi (HSPA), yang membolehkan rangkaian berdasarkan Sistem Telekomunikasi Mudah Alih Universal (UMTS) menikmati kelajuan dan kemampuan pemindahan data yang lebih tinggi. Penggunaan HSDPA kini menyokong kelajuan pindah turun sebanyak 1.8, 3.6, 7.2 dan 14.4 Mbit/s, lebihan pula peningkatan kelajuan dirancang untuk masa hadapan yang terdekat. Rangkaian-rangkaian berkenaan kemudiannya dinaik taraf ke HSPA Evolved yang membolehkan kelajuan pindah turun sebanyak 42 Mbit/s dalam keluaran pertamanya.

Teknologi

Saluran Sepunya Pindah Turun Berkelajuan Tinggi (HS-DSCH) kekurangan dua ciri-ciri asas yang ada pada saluran W-CDMA lain — faktor penyebaran berubah-ubah dan kawalan kuasa pantas. Sebaliknya, HS-DSCH menyampaikan prestasi pindah turun yang dipertingkat menggunakan modulasi dan pengekodan adaptif (adaptive modulation and coding, AMC), penjadualan paket segera di stesen pangkal, dan penghantaran semula segera dari stesen pangkal, dikenali sebagai permintaan berulang automatik hibrid (hybrid automatic repeat-request, HARQ).

Permintaan berulang automatik hibrid (HARQ)

HARQ menggunakan kaedah lebihan tambahan, yang mana data pengguna dipancarkan banyak kali menggunakan pengekodan berbeza-beza. Apabila paket yang tercemar diterima, peranti pengguna menyimpan paket itu kemudian menggabungkannya dengan penghantaran semula, agar dapat memulihkan paket yang bebas ralat secekap boleh. Sekalipun paket yang dipancarkan semula masih tercemar, kombinasinya boleh membalikkan paket yang bebas ralat.

Penjadualan paket segera

Saluran pindah turun HS-DSCH dikongsi antara pengguna dengan menggunakan penjadualan bersandarkan saluran untuk menggunakan keadaan radio sedia ada dengan sebaiknya. Setiap peranti pengguna secara berkala memancarkan petanda mutu isyarat pindah turun, sekerap 500 kali sesaat. Dengan menggunakan maklumat ini dari semua peranti, stesen pangkal menentukan pengguna yang mana akan dihantar data dalam jangka bingkai 2 ms seterusnya dan berapa banyak data wajar dihantar untuk setiap pengguna. Lebih banyak boleh dihantar kepada pengguna yang melaporkan mutu isyarat pindah turun yang tinggi.
Jumlah pepohon kod penyaluran, dan maka itu lebar jalur rangkaian, yang diperuntukkan kepada pengguna HSDPA ditentukan oleh saluran. Peruntukannya bersifat "separa statik" iaitu boleh diubahsuai ketika rangkaian beroperasi, tetapi bukan secara bingkai demi bingkai. Peruntukan ini melambangkan keseimbangan antara lebar jalur yang diperuntukkan untuk pengguna HSDPA, berbanding yang untuk pengguna suara dan bukan HSDPA. Peruntukkan adalah secara unit-unit kod penyaluran untuk Faktor Penyebaran 16, iaitu 16 wujud dan sehingga 15 boleh diperuntukkan kepada HSDPA.
Ketika menentukan pengguna yang mana akan menerima data dalam bingkai seterusnya, stesen pangkal juga menentukan kod-kod penyaluran mana akan digunakan untuk setiap pengguna. Maklumat ini dihantar ke peranti pengguna melalui satu atau lebih "saluran penjadualan" HSDPA; saluran ini bukan sebahagian peruntukan HSDPA yang disebutkan tadi, sebaliknya diperuntukkan secara berasingan. Oleh itu, untuk bingkai 2 ms yang diberi, data boleh dihantar ke sebilangan pengguna secara serentak, menggunakan kod-kod penyaluran yang berlainan. Bilangan maksimum pengguna yang menerima data dalam bingkai 2 ms yang diberi ditentukan oleh bilangan kod-kod penyaluran yang diperuntukkan, berbanding dengan CDMA2000 1xEV-DO, yang mana data hanya dihantar ke seorang pengguna dalam sekali.

Modulasi dan pengekodan adaptif

Skema modulasi dan pengekodan diubah berasaskan setiap pengguna bergantung pada mutu isyarat dan penggunaan sel. Skema asalnya ialah Penguncian anjakan fasa kuadratur (Quadrature phase-shift keying, QPSK), tetapi dalam keadaan radio bagus modulasi 16QAM menggandakan kadar daya pemprosesan data. Dengan peruntukan 5 Kod, QPSK biasanya memberikan kadar data tertinggi sebanyak 1.8 Mbit/s, sementara 16QAM pula sebanyak 3.6. Kod-kod tambahan (cth. 10, 15) juga boleh digunakan untuk meningkatkan kadar data ini atau extend the network capacity throughput significantly. Secara teori, HSDPA boleh memberikan daya pemprosesan sebanyak 14.4 Mbit/s.

Peningkatan lain

HSDPA adalah sebahagian piawaian UMTS sejak keluaran 5, yang turut mengiringi satu peningkatan pada pindah naik yang menyediakan pembawa baru sebanyak 384 kbit/s. Pembawa maksimum sebelum ini ialah 128 kbit/s.
Selain meningkatkan kadar data, HSDPA juga mengurangkan kependaman dan maka itu begitu juga round trip time untuk aplikasi.
Bersama saluran HS-DSCH, tiga saluran fizikal baru juga diperkenalkan, iaitu: HS-SCCH, HS-DPCCH dan HS-PDSCH. Saluran Kawalan Sepunya Berkelajuan Tinggi (High-Speed Shared Control Channel, HS-SCCH) memaklumkan pengguna bahawa data akan dihantar dalam HS-DSCH 2 slot di hadapan. Saluran Kawalan Fizikal Khas Kelajuan Tinggi Pindah Naik (Uplink High Speed-Dedicated Physical Control Channel, HS-DPCCH) membawa maklumat pengakuan dan petunjuk mutu saluran (CQI) terkini dari pengguna. Niali ini kemudiannya digunakan oleh stesen pangkal untuk mengira barapa banyak data untuk menghantar kepada peranti pengguna pada penghantaran seterusnya. Saluran Sepunya Pindah Turun Fizikal Berkelajuan Tinggi (High Speed-Physical Downlink Shared Channel, HS-PDSCH) adalah saluran yan dipetakan pada saluran pengangkutan HS-DSCH tersebut yang membawa data pengguna sebenar.

Peta jalan

Fasa pertama HSDPA telah ditetapkan dalam keluaran 5 Projek Perkongsian Generasi ke-3 (3GPP). Fasa pertama memperkenalkan fungsi-fungsi asas baru dan bertujuan mencapai kadar data kemuncak sebanyak 14.4 Mbit/s (lihat atas). Turut diperkenalkan termasuk Saluran Kawalan Sepunya Berkelajuan Tinggi (HS-DSCH), modulasi-modulasi QPSK dan 16QAM yang adaptif serta protokol Capaian Perantara Berkelajuan Tinggi (High Speed Medium Access protocol, MAC-hs) di stesen pangkal.
Fasa kedua HSDPA ditetapkan dalam keluaran 7 3GPP akan datang dan bergelar HSPA Evolved, dan boleh mencapai kadar data sehingga 42 Mbit/s. Fasa ini akan memperkenalkan teknologi tatasusunan antena seperti pembentukan alur dan komunikasi input berbilang output berbilang (Multiple-input multiple-output communications, MIMO). Pembentukan alur menumpukan kuasa yang dihantar satu antena dalam satu alur ke arah pengguna. MIMO menggunakan banyak antena di bahagian penghantaran dan penerimaan. Pengaturan dijadualkan bermula pada separuh kedua tahun 2008.
Selepas HSDPA, peta jalan menuju ke HSOPA, satu teknologi yang sedang dimajukan untuk spesifikasi dalam Keluaran 8 3GPP. Projek ini dipanggil inisiatif Evolusi Jangka Masa Panjang. Inisiatif ini bertujuan mencapai kadar data sehingga 200 Mbit/s untuk pindah turun dan 100 Mbit/s untuk pindah naik menggunakan modulasi OFDMA.
Untuk maklumat lanjut, rujuk laman HSPA mobile broadband today.