نسخه پیشرفته فناوری 3G ( HSPA+ ) چیست ؟

نسخه پیشرفته فناوری 3G ( HSPA+ ) چیست ؟

HSPA+ مخفف عبارت «دسترسی به بسته‎ های پرسرعت» و نسخه پیشرفته فناوری 3G است. این فناوری ترکیبی از دسترسی سریع به بسته دریافتی (HSDPA) و دسترسی سریع به بسته ارسالی (HSPUA) است که موجب بهبود و گسترش عملکرد شبکه‎ های ارتباطی 3G که از پروتکل‎های WCDMA استفاده می‎کنند، می‎شود. 

HSPA+ نسخه پیشرفت ه‎ای است که مدولاسیون مرتبه بالاتر مثل مدولاسیون 16QAM و 64QAM را به‎ ترتیب در دریافت و ارسال اطلاعات برای جایگزینی کلیدزنی تغییر فاز ربعی استاندارد QPSK که مدولاسیون استاندارد W-CDMA است، معرفی می‎کند.    

در حالی‌که W-CDMA می‎تواند به سرعت انتقال داده در محدوده 384 کیلوبیت در ثانیه تا 2 مگابیت در ثانیه دست یابد، HSPA+ در برخی از موارد می‎تواند به سرعت 14، 21 و حتی 42 مگابیت در ثانیه برسد. این سرعت‎ها با تکنولوژی نسل چهارم فرگشت بلندمدت یا LTE مقایسه می‎شوند و توانایی شرکت‎ های مخابراتی تلفن همراه را در ارائه خدمات به مشتریان افزایش می‎دهند.  

تاریخچه 

از ابتدای قرن بیستم اپراتورها از یک اصل برای برنامه ‎ریزی شبکه استفاده می‎کردند و آن پیش‎بینی تعداد کاربران شبکه ارتباط از راه دور در یک زمان واحد و پشتیبانی از آنها بود. تا زمانی که شبکه‎ ها عمدتا برای تماس‎ های صوتی استفاده می‎شد، همان اصول در شبکه ‎های تلفن همراه نیز به‎ کار می‎رفت؛ البته در نقاطی که کاربران بیشتری وجود داشتند، ظرفیت سلولی بالاتر بود. 

در دهه 1990 و با روی کار آمدن کامپیوترهای شخصی و لپ‎تاپ، تغییر بزرگی در تقاضا ایجاد شد. مودم‎ های خط ثابت با سرعت 56 کیلوبیت بر ثانیه و مودم‌های تلفن همراه GPRS با سرعت 28 کیلوبیت در ثانیه، پاسخگوی نیاز کاربران نبودند و اپراتورها را با چالش جدیدی مواجه کردند.  

در آن زمان سه راه برای رفع نیاز کاربران ایجاد شد: استفاده از مودم ‎ DOCSIS، مودم ADSL و استفاده از نسل سوم شبکه تلفن همراه یا 3G. با این تفاسیر امروزه امکان به‎اشتراک‎گذاری اطلاعات برای کاربران بیشتری فراهم شده. با کوچک شدن اندازه سلول‎ها و بالا رفتن پهنای باند کاربران می‎توانند همه جا با استفاده از تلفن همراه اطلاعات صوتی و داده‎ها را منتقل کنند؛ به‎ علاوه پیشرفت تکنولوژی، بالاتر رفتن ظرفیت سلولی و افزایش نرخ انتقال داده‎ها از 384 کیلوبیت در ثانیه از طریق HSDPA و  HSUPA و تکامل HSPA+ و LTE موجب سهولت کار برای کاربران شده است.  

 

انواع سرعت انتقال داده در تلفن همراه 

• UMTS (3G) 

بعد از تکنولوژی‎های GPRS، 2G GSM و EDGE نسل سوم شبکه تلفن‎های همراه با UMTS راه‎اندازی شد. این تکنولوژی به‎ صورت 3G در تلفن‎ های همراه نمایش داده می‎شود و حداکثر سرعت دریافت داده تا 2 مگاهرتز را دارد.  

• HSPA 

با پیشرفت تکنولوژی و تلفن‎ های همراه، نیاز به افزایش سرعت انتقال اطلاعات نیز بیشتر شد؛ بنابراین HSDPA با سرعت بالا در دریافت اطلاعات و بعد از آن HSUPA با سرعت بالا در ارسال اطلاعات به‎ وجود آمد. این تکنولوژی‎ها به‎ نام HSPA شناخته می‎شوند.  

HSPA، در تلفن همراه به‎ صورت H نمایش داده می‎شود و دارای حداکثر سرعت دریافت اطلاعات تا 14.4 مگاهرتز و ارسال اطلاعات تا 5.76 مگاهرتز است. این فناوری سرعت بیشتری نسبت به 3G دارد و می‎توانید کارهای روزمره خود را در خارج از منزل با آن انجام دهید.  

• HSPA+ 

HSPA+، نسخه به‎ روز شده HSPA است و سرعت دریافت و ارسال اطلاعات به‎ وسیله آن با تأخیر کمتری انجام می‎شود. در HSPA+ سرعت دریافت داده 42 مگابیت بر ثانیه و سرعت ارسال اطلاعات 11.5 مگابیت بر ثانیه است. این تکنولوژی در تلفن ‎های همراه به‌صورت H+ نمایش داده می‎شود و به‎ طور متوسط سرعت خوبی برای بارگیری و بارگذاری اطلاعات فراهم می‎آورد. 

• LTE (4G) 

4G از فناوری LTE استفاده می‎کند و در تلفن‎ های همراه به ‎صورت 4G یا LTE نمایش داده می‎شود. سرعت دریافت اطلاعات از طریق 4G، 300 مگابیت بر ثانیه و سرعت ارسال اطلاعات 75 مگابیت در ثانیه است. این سرعت می‎تواند نیاز بسیاری از کاربران را برآورده کرده و به آنها در انجام کارهای اینترنتی کمک کند.  

• LTE  پیشرفته (4G+) 

نوآوری در تلفن‎های همراه هوشمند هرگز تمام نمی‎شود و با پیشرفت در این زمینه، کاربران به سرعت بالاتری برای انتقال اطلاعات نیاز دارند؛ بنابراین LTE پیشرفته در حال حاضر برای پاسخ به نیازهای کاربران ایجاد شده است.  

سرعت دریافت اطلاعات به ‎وسیله LTE پیشرفته معادل 1 گیگابیت بر ثانیه است که این سرعت با LTE Advanced Pro به 300 گیگابیت نیز می‎رسد. LTE پیشرفته به‎ صورت LTE+ یا 4G+ در تلفن‎های همراه نمایش داده می‎شود.  

اکنون HSPA+ یک فناوری 3G پیشرفته محسوب می‎شود و سرعت انتقال اطلاعات را به‎ واسطه افزایش تراکم مدولاسیون به‎ ویژه در گیرنده‎ های دیجیتال، حاصل کرده است. شبکه‎ های HSPA می‎توانند سرعت داده را تا 14 مگابیت بر ثانیه در دریافت و 5.5 مگابیت بر ثانیه در ارسال اطلاعات افزایش دهند. HSPA+ این سرعت را به 21 مگابیت بر ثانیه در دریافت و 11 مگابیت بر ثانیه در ارسال داده ها رسانده است. نسل اول LTE با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه در دریافت و 50 مگابیت در ثانیه در ارسال اطلاعات شروع شد.  

در ادامه ی نسخه پیشرفته فناوری 3G ( HSPA+ ) اگرچه امروزه LTE مورد توجه کاربران است اما بسیاری از اپراتورها HSPA+ را به‎ عنوان یک استراتژی کوتاه‎ مدت و مقرون‎ به ‎صرفه انتخاب می‎کنند. برای افرادی که از 3GPP استفاده می‎کرده‎اند، HSPA، HSPA+ و DC-HSDPA فناوری جدید و پیشرفته محسوب می‎شود. HSPA سرعت کافی را برای مصرف خانگی فراهم می‎کند.  

اهداف اصلی HSPA+ 

اهداف اصلی بر اساس تعریف سازمان استاندارد 3GPP عبارتند از: 

• برای دستیابی به عملکردی همتای LTE در پهنای باند 5 مگاهرتز 
• برای ایجاد تعامل بین LTE و HSPA+ 
• برای دستیابی به همزیستی دو فناوری در یک شبکه 

• برای سازگاری با دستگاه‎های اولیه 
• به‎ منظور انتقال اطلاعات و داده‎ های صوتی 

سیستم‎های W-CDMA فعلی همگی مبتنی بر پهنای باند کانال 5 مگاهرتز هستند که در آنها 3.84 مگاهرتز استفاده می‎شود و باقیمانده آن به‎عنوان باند محافظ بین کانال‎ها عمل می‎کند. نسخه 8 یک حامل دوگانه است که به سیستم امکان می‎دهد تا محتوای دو حامل پیوسته را جمع کند؛ این موجب دو برابر شدن سرعت انتقال داده فورسو و همچنین افزایش توان HSPA برای حفظ جایگاه خود در دنیای پرسرعت امروز شده است.  

سرعت HSPA+ 

• HSPA+ سرعت ارسال داده را به 11.5 مگابیت بر ثانیه افزایش داده است. 

• سرعت دریافت داده در HSPA+، برابر با 21 مگابیت بر ثانیه است. 

ویژگی‎های HSPA 

3G UMTS ارتباطات از راه دور را قادر می‎سازد که از سیستم‎های صدامحور به سیستم‎های داده ‎محور حرکت کنند؛ اما سرعت کافی برای گشت‎ وگذار در اینترنت و بارگیری ویدئو را ندارد. به‎ منظور افزایش عملکرد 3G، HSPA ایجاد شد که می‎توانست تا حدی نیازهای کاربران را برآورده کند.  

در ابتدا فقط داده ‎های دریافتی از سرعت بالا برخوردار بودند، اما سپس سرعت انتقال داده‎ های ارسالی نیز افزایش یافت. در به‎ روزرسانی بعدی قابلیت انتقال دوگانه و MIMO نیز فراهم شد و سرعت انتقال اطلاعات بسیار فراتر از 3G رفت. HSPA موجب پیشرفت 3G WCDMA/UMTS در تلفن‎های همراه شد و سرعتی بیشتر از 3G ارائه داد.   

مزایای 3G HSPA 

سیستم سلولی UMTS تحت استاندارد 3G Release 99 تعریف شده بود و برای انتقال داده مناسب نبود و نمی‎توانست پاسخگوی نیاز کاربران باشد. بنابراین تغییراتی در آن ایجاد شد و HSPA در شبکه‎های UMTS گنجانده شد که عملکرد بهتری ارائه می‎داد. 3G HSPA سرعت بالاتری در انتقال داده‎ها دارد. دیگر مزایای آن عبارتند از:  

• استفاده از مرتبه بالاتر مدولاسیون: در دریافت اطلاعات از 16QAM به‎جای QPSK استفاده می‎کند تا داده‎ ها با سرعت بیشتری منتقل شوند و سرعتی معادل 14 مگاهرتز را در دریافت اطلاعات فراهم می‎آورد؛ در حالی که سرعت انتقال داده در QPSK معادل 5.5 مگاهرتز است.  
• TTI کوتاه‎تر: زمان رفت و برگشت اطلاعات در این پروتکل، کوتاه‏تر است و امکان سازگاری سریع با تغییرات کانال را فراهم می‎کند. 
• استفاده از کانال انتقال مشترک: به‎ اشتراک‌گذاری منابع موجب افزایش کارایی می‎شود 
• افزایش سرعت و کاهش تأخیر در دریافت اطلاعات: 3G HSPA سرعت بالاتری در دریافت اطلاعات نسبت به 3G دارد و با تأخیر کمتری آنها را منتقل می‎کند. 

• افزایش سرعت در ارسال اطلاعات: 3G HSPA می‎تواند اطلاعات را با سرعتی معادل 5.74 مگاهرتز ارسال کند که این دو برابر ظرفیت ارائه شده توسط Release 99 است. 

ویژگی‎های شبکه‎ های پیشرفته IMT 

• ایجاد روشی مقرون‎ به‎ صرفه برای ارائه خدمات  
• سازگاری خدمات در IMT  
• سازگاری خدمات با شبکه‎های ثابت 

• قابلیت تعامل با سایر سیستم‎های مخابراتی 
• ارائه خدمات باکیفیت در تلفن‎های همراه 
• ایجاد تجهیزات باکیفیت برای استفاده کاربران در سراسر دنیا 
• ارائه برنامه ‎ها، خدمات و امکانات کاربرپسند 
• قابلیت رومینگ در سراسر دنیا 

• افزایش سرعت انتقال داده برای پشتیبانی خدمات و نرم ‎افزارها 

 

انواع شبکه‎ های 4G 

• WiMax 

WiMax، فناوری شبکه بی‎سیم دوربرد است بر اساس استانداردهای IEEE 802.16 ساخته شده است. این تکنولوژی برای اتصال داده‎های تلفن همراه ایجاد شد اما به‎ دلیل محدودیت و سرعت پایین کنار گذاشته شد.  

• 4G HSPA+ 

این تکنولوژی نسل بعدی HSUPA و HSDPA 3G است و سرعتی تقریبا برابر با LTE دارد. بیشتر شبکه‎ های HSPA+ در سراسر دنیا سرعت دانلود معادل 21 مگاهرتز و تعداد معدودی از آنها سرعتی معادل 42 مگابیت در ثانیه و 84 مگابیت در ثانیه دارند. HSPA+ در واقع معادل 3.5G است. 

• LTE 

LTE با شبکه‎های 2G و 3G سازگار نیست و در واقع طراحی مجدد 3G است که با سرعت بالاتر و تأخیر کمتر به بازار عرضه شد.  

• LTE پیشرفته 

LTE پیشرفته دارای سرعت بالا و امکان سازگاری با دستگاه‎های هوشمند جدید است و موجب عملکرد سریع‌تر می‎شود.  

HSPA+ حامل دوگانه 

نسخه 3G Release 8 امکان دسترسی همزمان دو دستگاه تلفن و انتقال داده را فراهم می‎کند و سرعت دریافت اطلاعات در آن 42 مگابیت بر ثانیه است. عملکرد دوگانه با دستورات HS-SCCH فعال و غیرفعال می‎شود.  

• انتقال و دریافت سیگنال 

هنگام فعالیت در حالت DC-HSDPA، UE می‎تواند انتقال داده HSDPA را از دو سلول دریافت کند. سلول اول به سلول سرویس‎دهنده و سلول دوم به سلول سرویس‎دهنده ثانویه معروف هستند. این دو سلول از طریق فرکانس‎های حامل و نیروی بالقوه سلول‎ها، داده‎ها را منتقل می‎کنند.  

• لایه MAC 

از نظر لایه MAC-esh این دو سلول مانند دو کانال انتقال HS-DSCH عمل کرده و توسط فرایند HARQ کنترل می‎شوند.  

• علامت‎دهی 

از طریق علامت‎دهی، UE نشان می‎دهد که آیا از DC-HSDPA در پیامPRC Connection Setup Request پشتیبانی می‎شود یا خیر. 

تکنولوژی بعد از 4G چیست؟ 

با پیشرفت تکنولوژی و افزایش درخواست کاربران، قطعا گزینه‎های دیگری جایگزین LTE، HSPA+ و 4G می‎شوند. 5G گزینه بعد از 4G خواهد بود که در حال حاضر در برخی از نقاط جهان از آن استفاده می‎شود. این فناوری با سرعت بالا در انتقال داده‎ ها و تأخیر کمتر، نیازهای کاربران را برآورده خواهد کرد.  

گوشی‎های هوشمند، اولین دستگاه‎هایی هستند که از 5G پشتیبانی می‎کنند. 5G نسل پنجم و جایگزینی برای 4G است و به فناوری‎های جدیدی مثل پرتوسازی نیاز دارد. کاربران 5G سرعتی معادل 50 مگابیت در ثانیه را تجربه خواهند کرد و تأخیر انتقال داده‎ها به 10 میلی ثانیه کاهش می‎یابد.  

سخن پایانی 

در پایان نسخه پیشرفته فناوری 3G ( HSPA+ ) امروزه با پیشرفت تکنولوژی و تکامل گوشی‎های همراه هوشمند، کاربران زمان بیشتری را در اینترنت می‎گذرانند؛ استفاده از اپلیکیشن‎های نقشه ‎خوان، دریافت اطلاعات آب و هوا، خواندن اخبار، فعالیت در شبکه‎ های اجتماعی، انجام فعالیت و کارهای روزانه، خرید اینترنتی، دانلود و بارگذاری اطلاعات همگی از طریق اینترنت امکان‎پذیر هستند.  

اغلب افراد از طریق اینترنت و تماس صوتی یا تصویری با دوستان و خانواده خود در ارتباطند یا به‎ صورت آنلاین فیلم تماشا می‎کنند؛ بنابراین دسترسی به اینترنت پرسرعت نیاز کاربران عصر مدرن است. HSPA+ امروزه در دسترس کاربران تلفن‎های هوشمند است و آنها می‎توانند نیازهای خود را از این طریق برآورده کنند.  

LTE نسل بعد از HSPA+ است اما هنوز امکان دسترسی به آن برای همه کاربران فراهم نیست. LTE یا 4G از سرعت بالاتر و تأخیر کمتری در دریافت و ارسال اطلاعات برخوردار بوده و قابلیت تعامل با سایر سیستم‎های مخابراتی را دارد. در واقع HSPA+ فناوری 3G پیشرفته است و سرعتی مابین 3G و 4G دارد.  

در حال حاضر در ایران، اپراتورهای ایرانسل، همراه اول و رایتل خدمات نسل چهارم 4G را ارائه می‎دهند؛ کاربران باید با تهیه سیم کارت از یکی از اپراتورها و بررسی مناطق تحت پوشش به اینترنت پرسرعت دسترسی داشته باشند.  

توجه داشته باشید که گوشی‎های هوشمند جدید از فناوری 4G پشتیبانی می‎کنند. شما می‎توانید با جستجوی مدل گوشی خود در گوگل از این موضوع که آیا گوشی شما از فناوری 4G پشتیبانی می‎کند یا نه، مطلع شوید. البته HSPA+ نیز نیاز کاربران را فراهم می‎کند و شما می‎توانید با استفاده از آن کارهای اینترنتی خود را انجام دهید؛ این فناوری به شکل H+ روی گوشی نمایش داده می‎شود.