Hsdpa

High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), auch als 3.5G, 3G+ und UMTS-Broadband vermarktet, ist ein Übertragungsverfahren des Mobilfunkstandards UMTS (auch als 3G für Dritte Generation bezeichnet). Er wurde im Rahmen von Release 5 UMTS 3GPP definiert.

Das Verfahren ermöglicht DSL-ähnliche Übertragungsgeschwindigkeiten im Mobilfunknetz (abhängig von der Qualität der Funkverbindung 3,6 bis 13,98 MBit/s) und macht damit den Download von großen Datenmengen (etwa Spielen, Filmen, etc.) ohne Kabel- oder WLAN-Verbindung möglich.

UMTS mit HSDPA wird inzwischen von mehreren Netzbetreibern (Vodafone, T-Mobile, O₂) in Deutschland zur Verfügung gestellt.

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. 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.

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.

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.

Auf Anwenderseite werden mittlerweile HSDPA-Modems als USB-Sticks und Datenkarten angeboten, die den HSDPA-Standard mit 3,6 bzw. 7,2 MBit/s unterstützen. Die neuesten Produkte unterstützen auch HSUPA für einen schnelleren Upload bis 1,45 MBit/s. HSDPA wird auch in viele aktuelle Smartphones und Mobiltelefone integriert, welche auch als Modem verwendet werden können und somit HSDPA der breiteren Masse zugänglich machen.

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.

Verbreitung

Seit Ende 2008 herrscht ein massiv verschärfter Wettbewerb durch den Markteintritt vieler Wiederverkäufer, die den Preis für reine Datentarife verglichen mit dem Vorjahr um bis zu 50% unterbieten.

Deutschland

• Vodafone vermarktet HSDPA als UMTS-Broadband. Es war im November 2007 für 80% der Bevölkerung verfügbar. An ausgewählten Orten bietet Vodafone 7,2 MBit/s HSDPA an, im restlichen Netz 3,6 MBit/s.^[1]
• T-Mobile Deutschland hat laut eigenen Angaben das gesamte UMTS-Netz mit 3,6 MBit/s HSDPA ausgerüstet und deckte damit im Februar 2007 über 60% der Bevölkerung ab.^[2][3] Außerdem werden mittlerweile einzelne Netzteile mit 7,2 MBit/s HSDPA versorgt.(Stand 03/2008)
• O₂ bietet HSDPA seit Ende 2006 in Berlin, Braunschweig, Düsseldorf, Frankfurt, Hamburg, Köln und München an.^[4] Der bundesweite Ausbau erfolgt seit Ende 2007 und soll bis Ende 2008 abgeschlossen sein. Bereits jetzt sind 75 % des UMTS-Netzes von O₂ ausgebaut.^[5]

Österreich

• 3 hat Mitte 2008 eine Bevölkerungsabdeckung mit HSDPA von über 94%.^[6]
• Mobilkom Austria (A1) plante bis Ende 2007 eine Abdeckung von 85% der Bevölkerung mit HSDPA und HSUPA.^[7]
• T-Mobile Österreich hatte bereits im März 2006 das gesamte UMTS-Netz mit HSDPA ausgerüstet, und erreicht damit im Dezember 2007 über 75% der Bevölkerung.^[8][9]
• Orange deckt mit HSDPA rund 70% der österreichischen Bevölkerung ab.^[10]

Schweiz

• Sunrise hat bereits das gesamte UMTS-Netz mit HSDPA ausgerüstet. Dieses deckt momentan 67 % der Bevölkerung ab.
• Swisscom hat HSDPA-Netze in den größten Städten in Betrieb und plant das gesamte UMTS-Netz (90 % Abdeckung) mittelfristig mit HSDPA zu erweitern.
• Orange hat in den größten Städten HSDPA-Netze in Betrieb. Bis Ende 2007 plante Orange HSDPA in den 7 größten Städten anzubieten.

Weltweit gab es im Dezember 2007 insgesamt 150 HSDPA-Netze in 72 Ländern. Auf die Europäische Union entfielen davon 34 Netze.^[11]

Siehe auch

• High Speed Uplink Packet Access (HSUPA)
• High Speed OFDM Packet Access (HSOPA)

Einzelnachweise

1. ↑ Vodafone Deutschland: Vodafone startet HSUPA und beschleunigt den mobilen Versand großer Datenmengen auf bis zu 1,45 MBit/s, 21.11.2007
2. ↑ T-Mobile Deutschland: T-Mobile Deutschland startet Ausbau von HSDPA, 31.05.2007
3. ↑ T-Mobile Deutschland: Modernisierung des Mobilfunknetzes, 15.02.2007
4. ↑ o2_Germany: http://www.de.o2.com/ext/standard/index?page_id=11194,01.12.2006
5. ↑ o2_Germany: http://www.de.o2.com/ext/standard/index?page_id=13514,11.02.2008
6. ↑ Drei Presseaussendung: 3 auf der Futura 2007, 07.08.2007
7. ↑ A1 Presseaussendung: Auftakt ins Jahr der Netzinnovationen - mobilkom austria gibt Startschuss für HSDPA 7,2 und HSUPA, 30.01.2007
8. ↑ T-Mobile Österreich Presseaussendung: T-Mobile - T-Mobile Austria bringt HSDPA ab sofort in ganz Österreich, 02.03.2006
9. ↑ heise.de: Netzzusammenlegung von T-Mobile Austria und tele.ring abgeschlossen, 19.12.2007
10. ↑ Orange Austria Homepage: [1], 7.1.2009
11. ↑ GSMA: HSPA - Networks

Literatur

• Martin Sauter: Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme. Vieweg, 2008, ISBN 978-3-8348-0397-9, http://www.cm-networks.de/
• Holma/Toskala: HSDPA /HSUPA for UMTS. John Wiley & Sons, Mai 2006, ISBN 978-0-470-01884-2
• Holma/Toskala: WCDMA for UMTS Fourth Edition. John Wiley & Sons, September 2007, ISBN 978-0-470-31933-8

Weblinks

• Informationen rund um das Thema HSDPA
• Informationen zu HSDPA und HSUPA
• HSDPA-Verfügbarkeit/HSDPA-Netzabdeckung in Deutschland