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HSDPA-Endgeräte im Test

26. September 2008, 0:00 Uhr | Willi Minnerup

Handys und Datenkarten mit hohen HSDPA- Raten (High Speed Downlink Packet Access) werden inzwischen von den meisten Herstellern angeboten. Mit zunehmender Verbreitung werden auch die Reparatur-Dienstleister mit dem Datenturbo konfrontiert. Was brauchen Produktion und Service, um die Qualität der Endgeräte sicherzustellen?

Von Walter Weiß

HSDPA ist eine Erweiterung von UMTS, die höhere Datenraten vom Netz zum Endgerät ermöglicht. Theoretisch sind bis zu 14,4 MBit/s möglich. Dazu wurde UMTS um neue physikalische Kanäle, adaptive Modulation und Kodierung ergänzt. Dadurch wird für jedes Mobiltelefon (User Equipment, UE) ein optimaler Datendurchsatz, abhängig von der jeweiligen Kanalqualität, erreicht. Dieser neue Service ist rückwärtskompatibel. Bestehende UMTS-Netze können damit erweitert werden.

Neue Organisation im Datenkanal

Um eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit zu erreichen, gibt es in HSDPA einen neuen Datenkanal im Downlink: HS-DPSCH (High Speed – Dedicated Physical Schared Channel). Er kann, wie bisherige Kanäle, QPSK- oder 16-QAM-moduliert sein. Das verdoppelt die mögliche Datenrate. 16 QAM benötigt, um die gleiche Empfangsqualität (gemessen als Bitfehlerrate) wie QPSK zu erreichen, 4,5 dB mehr Signal-Rauschabstand. Allerdings wird dieser Kanal immer mit Faktor 16 gespreizt. Das ermöglicht einen Prozessgewinn von 12 dB.

Im Gegensatz dazu wird der Standard- UMTS-Datenkanal bei höchster Datenrate nur noch mit Faktor 4 gespreizt. Das entspricht einem Prozessgewinn von 6 dB. Den Datenkanal teilen sich alle Mobiltelefone in der Zelle. Für welches Mobiltelefon die Daten bestimmt sind, wie sie kodiert und moduliert wurden, wird den Mobiltelefonen im HS-SCCH (High Speed – Shared Control Channel) mitgeteilt. Dieser Kanal wird mit Faktor 128 gespreizt und ist immer QPSK-moduliert.

Das Mobiltelefon sendet als Antwort den HS-DPCCH (High Speed – Dedicated Physical Control Channel). Dieser Kanal enthält eine positive oder negative Quittung (ACK/NACK) und eine Schätzung der Kanalqualität (Channel Quality Indicator, CQI). Dieser Kanal wird mit Faktor 256 gespreizt und wird, wie alle Kanäle im Uplink, BPSK-moduliert.

Um einen optimalen Datendurchsatz zu gewährleisten, wurde ein Teil des MAC (Medium Access Control) in Richtung Physical Layer verschoben. Dieser MAC-HS ermöglicht kürzere Sende-Intervalle (Transmission Time Interval, TTI) von 2 ms anstelle von mindestens 10 ms beim Standard-UMTS. Das verkürzt die Latenzzeit. Durch die enthaltenen HARQ-Prozesse (Hybrid Automatic Repeat Request) wird im Falle einer negativen Quittung das Datenpaket erneut gesendet, allerdings mit einer anderen Redundanzversion kodiert.

Dieses erneut gesendete Datenpaket wird im Mobiltelefon mit dem bereits empfangenen Paket zusammengesetzt (Soft Combining), bis es vollständig korrekt übertragen wurde. Durch die Schätzung der Kanalqualität durch das Mobiltelefon ist die Basisstation in der Lage, Kodierung und Modulation innerhalb von 2 ms adaptiv den Bedingungen auf der Funkstrecke anzupassen (Adaptive Modulation and Coding, AMC). Dies wird durch den TFCS-Prozess (Transport Format Combination Selection) erreicht.