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.