(Translated by https://www.hiragana.jp/)
HSPA - Wikipedia コンテンツにスキップ

HSPA

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア(Wikipedia)』
HSPA+から転送てんそう

HSPA (High Speed Packet Access) は、W-CDMA拡張かくちょうした高速こうそくパケット通信つうしん規格きかくである。だい3世代せだい移動いどう通信つうしんシステム (3G) にたいして、だい3.5世代せだい移動いどう通信つうしんシステム (3.5G) と位置いちづけられている[1]

くだりの高速こうそくHSDPA (High-Speed Downlink Packet Access)、のぼりの高速こうそくHSUPA (High-Speed Uplink Packet Access) または EUL とぶ。また、3GPP (Third Generation Partnership Project) Release 7にて、HSPA Evolution としてさらなる高度こうどおこなわれた。

HSDPA[編集へんしゅう]

HSDPAは、3GPP Release 5にて規定きていされている。物理ぶつりチャネル速度そくどとしてセルたりくだ方向ほうこう最大さいだい14.4Mbpsのパケット通信つうしん可能かのうである[2]

3GPP FDDRelease '99規格きかくたいして、物理ぶつりレイヤでは以下いかのチャネルが追加ついかされた。

  • くだ方向ほうこう
    • HS-PDSCH (High Speed Pysical Downlink Shared Channel)
    • HS-SCCH (Shared Control Channel)
  • のぼ方向ほうこう
    • HS-DPCCH (Dedicated Physical Control Channel(uplink) for HS-DSCH)

また、MACレイヤでは以下いか機能きのうゆうするMAC-hs物理ぶつりレイヤと隣接りんせつするかたち新設しんせつされた。

  • 基地きちきょくがわ
    • フロー制御せいぎょ - 上位じょういレイヤにたいして、無線むせんがわ通信つうしん速度そくどおうじた適切てきせつなデータ送出そうしゅつ速度そくど指示しじする機能きのう。ただし、3GPPじょうではほん機能きのう実現じつげんするアルゴリズムは規定きていされず、実装じっそう依存いぞんとなっている。
    • スケジューリングおよび優先ゆうせん制御せいぎょ - 上位じょういノードから通知つうちされた優先ゆうせん情報じょうほう考慮こうりょしつつ、システム全体ぜんたい総合そうごうてき通信つうしん効率こうりつ向上こうじょうさせることを目的もくてきとして、端末たんまつにタイムスロットを配分はいぶんする機能きのう。ただし、3GPPにおいてはほん機能きのう実現じつげんするアルゴリズムは規定きていされず、実装じっそう依存いぞんとなっている。
    • パケット合成ごうせいがたHARQ - Hybrid Automatic Repeat Requestのりゃく受信じゅしんがわ復号ふくごう失敗しっぱいデータが破棄はきされずに再送さいそうデータとわせて復号ふくごうされることを考慮こうりょしたうえで、再送さいそうパターンを決定けっていする。複数ふくすうのHARQプロセスが独立どくりつ動作どうさする。
    • TFRIの選択せんたく - TFRI (Transport Format Resource Index) はタイムスロットにりあてたコードすう変調へんちょう方式ほうしき、データサイズをあらわしており、HS-SCCHをもちいて端末たんまつ送信そうしんされる。端末たんまつから送信そうしんされた品質ひんしつ情報じょうほうもちいて適切てきせつなTFRIを選択せんたくすることで適応てきおう変調へんちょう符号ふごう (AMC: Adaptive Modulation and Coding)を実現じつげんする。ただし、3GPPじょうではほん機能きのう実現じつげんするアルゴリズムは規定きていされず、実装じっそう依存いぞんとなっている。
  • 端末たんまつがわ
    • パケット合成ごうせいがたHARQ - 受信じゅしん失敗しっぱいデータを廃棄はいきせずに再送さいそうデータとわせて復号ふくごうおこなう。複数ふくすうのHARQプロセスが独立どくりつ動作どうさする。復号ふくごう成功せいこうにはACK、復号ふくごう失敗しっぱいにはNACKをHS-DPCCHじょう伝送でんそうする。
    • 順序じゅんじょ制御せいぎょ - 送信そうしんがわのHARQがプロセスごとに独立どくりつ動作どうさするため、初回しょかい送信そうしんとき系列けいれつじゅん受信じゅしん成功せいこうするとはかぎらない。ほん機能きのうでは、初回しょかい送信そうしん順序じゅんじょせい保持ほじしたうえでデータを上位じょういレイヤへわたす。復号ふくごう失敗しっぱい確認かくにん応答おうとう基地きちきょくがわ復号ふくごう成功せいこう誤判ごはんじょうしてしまうなどの理由りゆうで、あるHARQプロセスについてデッドロック発生はっせいすることがある。ほん機能きのうではこのようなデッドロックを回避かいひするために、受信じゅしんされるべきデータの時間じかんTimer T1)が設定せっていされている。時間じかん満了まんりょうすると、端末たんまつ受信じゅしんされたデータは強制きょうせいてき上位じょういレイヤにわたしされる。

以上いじょうのように、HSDPAでは基地きちきょく端末たんまつにMAC-hsを追加ついかすることで機能きのう実現じつげんしているが、ぎゃくえば、そののレイヤにはおおきな変更へんこうくわえられていない。このてんから、すでにR99通信つうしんもう整備せいびしている事業じぎょうしゃにとっては設備せつび大幅おおはばしにHSDPAが導入どうにゅう可能かのうであるとえる。

HSDPAの要素ようそ技術ぎじゅつ基地きちきょくスケジューラ、HARQ, AMCとう)は、auなどがすで商用しょうよう展開てんかいしているEV-DO本質ほんしつてきには同一どういつである。しかし、EV-DOでは占有せんゆう帯域たいいきが1.25MHz (Rel. 0Rev. A場合ばあいRev. Bでは20MHzにまで拡大かくだい予定よてい) であるのにたいし、HSDPAでは5MHzと広帯域こうたいいきであるため、HSDPAシステムのみで帯域たいいき占有せんゆうしてしまうことはこのましくない。よって、HSDPAではEV-DOとことなり、端末たんまつからは受信じゅしん品質ひんしつ対応たいおうしたインデックスであるCQI(Channel Quality Indicator)をHS-DPCCHじょう送信そうしんするのみにまり、実際じっさいにタイムスロット単位たんい送信そうしんされるデータサイズは、送信そうしん使用しよう可能かのう基地きちきょく送信そうしんリソースにもとづいて基地きちきょく決定けっていする方式ほうしき採用さいようされた。これにより、音声おんせいユーザやR99パケットユーザが存在そんざいすることで基地きちきょく送信そうしんリソースが変動へんどうしたとしても、問題もんだいなく通信つうしんおこなうことが可能かのうとなっている。たいしてEV-DOでは、ある帯域たいいきをEV-DOのみで占有せんゆう可能かのうなため基地きちきょく送信そうしんリソースが変動へんどうせず、端末たんまつがわにおいて、所要しょようあやまりつ受信じゅしん可能かのうなデータレートと受信じゅしん品質ひんしつつね対応たいおうすることになる。このため、端末たんまつから所望しょもうのデータレートを直接的ちょくせつてき基地きちきょく通知つうちすることでAMC実現じつげんしている。

端末たんまつカテゴリ[編集へんしゅう]

HSDPAでは受信じゅしん能力のうりょくのカテゴリけをおこなうことで、目的もくてきにあわせた端末たんまつ製造せいぞう可能かのうとしている。

HSDPAにおける初回しょかい送信そうしんデータの符号ふごう手順てじゅんでは、まず符号ふごうまえのデータビットを仮想かそうてきなIRバッファサイズにわせて符号ふごうした (First Rate Matching)。 のちに、再度さいど物理ぶつりチャネルのサイズにおうじたビット系列けいれつあいだき(puncturing)を実施じっしする (Second Rate Matching) 。このような2段階だんかい符号ふごう正確せいかくにはRate Matching)をおこなうことで、再送さいそうデータの符号ふごうりつ柔軟じゅうなん設定せっていすることが可能かのうとなっている。その反面はんめん受信じゅしん能力のうりょくてき上位じょういカテゴリにぞくする端末たんまつだとしても初回しょかい符号ふごうりつことなるため、かならずしも下位かい互換ごかんせいゆうしないことになる。

HSDPAのタイムスロットは2msであるため、下表かひょうタイムスロットたりに受信じゅしん可能かのうなビットすう最大さいだい連続れんぞく受信じゅしん可能かのうなタイムスロット間隔かんかく最小さいしょう除算じょざんし、さらに、2000で除算じょざんすると通信つうしん速度そくど最大さいだい(Mbps)がられる。ただし、ほん通信つうしん速度そくど上記じょうきべたMAC-hsレイヤでの通信つうしん速度そくどであり、実際じっさいにユーザがわ体感たいかん可能かのう通信つうしん速度そくどとはことなることに注意ちゅういすべきである。たとえば、3GPP規定きていされたCommon test environments for User Equipment (UE) conformance testingの6.10.2.4.5.1.2.1.1.1せつ記載きさいされたパラメータを参照さんしょうすると、NTTドコモにおいて2006ねんにサービスが開始かいしされたカテゴリ6のさい高速度こうそくどは3.65Mbpsとなる。

受信じゅしん能力のうりょくのカテゴリ
カテゴリ 同時どうじ受信じゅしん可能かのう
コードすう最大さいだい
連続れんぞく受信じゅしん可能かのう
タイムスロット間隔かんかく最小さいしょう
変調へんちょう方式ほうしき タイムスロットたりに受信じゅしん可能かのう
ビットすう最大さいだい (bit)
IRバッファサイズ(kbit) 通信つうしん速度そくど(Mbps)
1 5 3 QPSK/16QAM 7298 19.2 1.22
2 5 3 QPSK/16QAM 7298 28.8 1.22
3 5 2 QPSK/16QAM 7298 28.8 1.82
4 5 2 QPSK/16QAM 7298 38.4 1.82
5 5 1 QPSK/16QAM 7298 57.6 3.65
6 5 1 QPSK/16QAM 7298 67.2 3.65
7 10 1 QPSK/16QAM 14411 115.2 7.21
8 10 1 QPSK/16QAM 14411 134.4 7.21
9 15 1 QPSK/16QAM 20251 172.8 10.13
10 15 1 QPSK/16QAM 27952 172.8 13.98
11 5 2 QPSK 3630 14.4 0.91
12 5 1 QPSK 3630 28.8 1.82

HSUPA[編集へんしゅう]

HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) は、3GPP Release 6で2006ねん規定きていされたのぼ方向ほうこう高速こうそくおこなうパケット通信つうしん規格きかくである。3GPPではHSDPAとの混乱こんらんけるため、EUL (Enhanced UpLink) とばれており、新規しんき追加ついかされた物理ぶつりチャネルやMACについてもE-DPDCHMAC-eといったように"e"が修辞しゅうじとしてもちいられている。端末たんまつあたり最高さいこう速度そくどが0.7~5.7Mbpsに向上こうじょうするが、最高さいこう速度そくどはばがあるのはHSDPAと同様どうよう送信そうしん能力のうりょくおうじてはしまつカテゴリけされているためである。HSDPAとはことなり、カテゴリごと使用しよう可能かのうなタイムスロットちょうことなる。奇数きすうカテゴリはタイムスロットちょうとして10msのみ使用しよう可能かのうであり、偶数ぐうすうカテゴリでは10msのほかに2msも使用しよう可能かのうである。最高さいこう速度そくど5.7Mbpsは、カテゴリ6をタイムスロットちょう2msで運用うんようした場合ばあいにのみ達成たっせいされる。タイムスロットちょう10msのさい高速度こうそくどは2Mbpsであり、カテゴリ4~6でサポートされている。

また、HSDPAのような2段階だんかい符号ふごうおこなっていないため、タイムスロットちょうのぞけば上位じょういカテゴリが下位かいカテゴリを包含ほうがんすることになる。

カテゴリ 最大さいだい送信そうしん速度そくど
1 0.73 Mbit/s
2 1.46 Mbit/s
3 1.46 Mbit/s
4 2.93 Mbit/s
5 2.00 Mbit/s
6 5.742 Mbit/s
7 (3GPP Rel7) 11.5 Mbit/s

HSPA Evolution / HSPA+[編集へんしゅう]

HSPA Evolutionは、HSPAを高速こうそくしたもの。HSPA+Enhanced HSPAeHSPAEvolved HSPAともばれる。くだ最大さいだい21Mbps、のぼ最大さいだい11.5Mbpsを実現じつげんする。

日本にっぽんでは、2009ねん7がつ24にちより、イーアクセス(当時とうじ)が、くだ最大さいだい21Mbps・のぼ最大さいだい5.8Mbpsによる、HSPA+サービスを提供ていきょう開始かいししている。2010ねん9月現在げんざい対応たいおう端末たんまつは、データはしまつ(D31HWD32HWひとし)のみで、音声おんせい端末たんまつでのデータ通信つうしんでは提供ていきょうされていなかった(のちに、音声おんせい端末たんまつとして、GS03投入とうにゅうされた)。

音声おんせい端末たんまつでは、2011ねんふゆモデルより、ソフトバンクモバイル(当時とうじ)がULTRA PHONEとして、スマートフォン4機種きしゅ投入とうにゅう参入さんにゅうしている(ドコモのXiあるいはKDDIの+WiMAXによるデュアル端末たんまつ対抗たいこうしたもの)。

また、2012ねん7がつ25にちから、ソフトバンクモバイルは(当時とうじ)、900MHzたいプラチナバンド5MHz×2を使つかってHSPA+をはじめた。どう時期じき既存きそん2GHzたいW-CDMAきょく一部いちぶをHSPA+対応たいおう更新こうしんちゅうでもある。

3.5Gに相当そうとうする HSPA+ などもマーケティングてきに「4G」と呼称こしょうされることがある。そのため ITU は市場いちば混乱こんらんけることを名目めいもく2010ねん12月6にちに LTE や WiMAX 、さらには HSPA+ などの3Gを発展はってんさせた規格きかくも「4Gと呼称こしょうしてよい」とする声明せいめい発表はっぴょうした[3]

DC-HSDPA[編集へんしゅう]

DC-HSDPA (Dual Cell High Speed Downlink Packet Access) とは、複数ふくすう周波数しゅうはすうたい日本にっぽんでは、おもに5MHzはば×2)の利用りようにより、2ばい以上いじょう速度そくど実現じつげんする高速こうそく規格きかくひとつ。くだ最大さいだい42Mbps。

2010ねん12月3にちより、イー・モバイルが、周波数しゅうはすう帯域たいいきを5MHz×2ぶく既存きそんの5MHzはば新規しんき獲得かくとくの10MHzはばのうち5MHzはばによって実現じつげんとしている)を利用りようし、くだ最大さいだい21Mbps(HSPA+)を2つたばねるかたちでの最大さいだい42Mbps(あやま訂正ていせい符号ふごう除外じょがいすると35Mbps[4])のサービスを開始かいししている。サービスブランドは、EMOBILE G4どうブランドは、DC-HSDPA開始かいし同時どうじに、HSPA+が包括ほうかつされた。対応たいおう端末たんまつは、サービス開始かいし時点じてんD41HWのみとなっていたが、GP02GD01のち追加ついかされている。2011ねん11月時点じてんで、音声おんせい端末たんまつでHSPA+以上いじょう高速こうそく通信つうしん対応たいおうした端末たんまつかった(のちGS03がHSPA+対応たいおう発売はつばい)。2012ねん3がつ予定よていされる、LTEサービス開始かいしともない、DC-HSDPAに対応たいおうしていない基地きちきょく運用うんようについては、当初とうしょからの5MHzはばぶんをHSPA+用途ようととして、のこり10MHzはばぶんをLTE用途ようと運用うんようする方針ほうしんのため、当該とうがいエリアでのDC-HSDPAサービスはけられない可能かのうせいがある。なお、すでにDC-HSDPA運用うんようおこなっている基地きちきょくは、LTEは5MHzはばぶんのみ提供ていきょうおこなうため、くだ最大さいだい37.5Mbpsサービスとなるとしている。ただし、2013ねん8がつ中旬ちゅうじゅん以降いこう順次じゅんじ、DC-HSDPAのエリアを削減さくげんし、当該とうがいエリアをEMOBILE LTEの75Mbps対応たいおうエリアに転換てんかんする方針ほうしんあきらかにしており、そのは、HSPA+のエリアとしてのみ利用りよう可能かのう状態じょうたいとなる。なお、2018ねん3がつまつもって、どう帯域たいいきでの3Gネットワークが完全かんぜんとまなみされたためきゅうイー・アクセス契約けいやく音声おんせい通話つうわ利用りようしゃ強制きょうせい解約かいやくとなった(きゅうイー・アクセス契約けいやくのデータサービスで、LTEが使用しようできないユーザーで、アップグレードを希望きぼうする利用りようしゃ無償むしょうで607HWに交換こうかんされた)。

2011ねん2がつ25にちより、ソフトバンクモバイル(げんソフトバンクSoftBankブランド)が開始かいししたサービスは、ULTRA SPEEDというブランドでなされ、2010ねん4がつさい獲得かくとくした1.5GHzたいの10MHzはばすべてをもちいて実現じつげんされる。当初とうしょタ通信たつうしん端末たんまつのみの提供ていきょうであったが、のちにスマートフォンでも対応たいおう機種きしゅた。また、MVNOとしてウィルコムWILLCOM CORE 3Gへも法人ほうじんけおよび、条件じょうけんたした個人こじんけに、HX008ZTひとし提供ていきょうしている。しかし、2015ねん11月3にち新規しんきけが終了しゅうりょうされ、2017ねん3月31にち午前ごぜんで、1.5GHzたいでの3Gネットワークがとまなみしたため日本にっぽん国内こくないでのDC-HSDPAサービスは終了しゅうりょうした[5]

DC-HSPA[編集へんしゅう]

DC-HSPA (Dual Cell High Speed Packet Access) とは、複数ふくすう基地きちきょく周波数しゅうはすうたい帯域たいいきはばひろ利用りようすることにより、のぼくだりともにDC-HSDPA以上いじょう速度そくど実現じつげんする高速こうそく規格きかくひとつ。現時点げんじてんでは、くだ最大さいだい84Mbps・168Mbpsが規格きかくされている。

日本にっぽん国内こくないでの商用しょうようサービスの提供ていきょうは、DC-HSDPAの展開てんかい終了しゅうりょうやLTEサービスへの帯域たいいき使用しようなどの理由りゆうにより、事実じじつうえ不可ふかとなっている。

次世代じせだい通信つうしん技術ぎじゅつへの移行いこう[編集へんしゅう]

HSPAを標準ひょうじゅん技術ぎじゅつとするだい3.5世代せだい移動いどう通信つうしんシステムとLTE(Long Term Evolution)を標準ひょうじゅん技術ぎじゅつとするだい3.9世代せだい移動いどう通信つうしんシステムだい3世代せだい移動いどう通信つうしんシステムからだい4世代せだい移動いどう通信つうしんシステムへの過渡かとてき技術ぎじゅつ位置いちづけられる[6]

日本にっぽん状況じょうきょう[編集へんしゅう]

NTTドコモ
2006ねん8がつ31にち、サービス名称めいしょうFOMAハイスピード」でHSDPA規格きかく対応たいおう2008ねん4がつ1にち最大さいだい受信じゅしん通信つうしん速度そくど7.2Mbps(カテゴリ8)のHSDPA通信つうしんサービス開始かいし2009ねん1がつ人口じんこうカバーりつ100%を達成たっせい[7]。2009ねん6がつHSUPA規格きかく対応たいおう[8]2011ねん6月13にちにHSDPAの14Mbpsサービスを開始かいしした。HSPA+、DC-HSDPAの展開てんかいについて言及げんきゅうはないが、わりにLTEサービスXi(クロッシィ)提供ていきょうしている。
ソフトバンクモバイル(きゅう・ボーダフォン日本にっぽん法人ほうじん
2006ねん10月1にち、サービス名称めいしょう3G ハイスピード」でHSDPA対応たいおう開始かいしSoftBank 6-2とまなみさい獲得かくとくした1.5GHzたいもちい、2011ねん2がつ25にちより、ULTRA SPEEDのブランドめいにてHSPA+、DC-HSDPAサービス開始かいしした。どう周波数しゅうはすうたい利用りようした音声おんせい端末たんまつ先行せんこうして2009ねんふゆ2010ねんはるモデルよりハイスペックモデル一部いちぶ順次じゅんじ発表はっぴょうされているが、ULTRA SPEEDには対応たいおうせずHSPAまでであった。2011ねんふゆモデルでは1.5GHzたいのHSPA+に対応たいおうしたスマートフォンをULTRA PHONEとして用意よういされ、2012ねん5月29にちにはDC-HSDPAに対応たいおうする106SH101F発売はつばい発表はっぴょうされた。2012ねん7がつに900MHzたいでのHSPA+サービスが開始かいしされるがULTRA SPEEDとしてはあつかわれず、3Gハイスピード(HSPA+対応たいおう)というあつかいになる。なお、2017ねん3月31にち午前ごぜん2をもって、1.5GHzたいにおける3Gネットワークがとまなみされ、DC-HSDPAのサービスは終了しゅうりょうとなり、以降いこうの3Gサービスは、2GHzたい900MHzたいによる、HSPA+のサービスとなる。
イー・アクセスソフトバンクY!mobile部門ぶもん
2007ねん3月31にち、サービス名称めいしょうEMモバイルブロードバンド」でHSDPA規格きかくによるタ通信たつうしんサービス開始かいし。2007ねん12月日本にっぽん携帯けいたい電話でんわ業界ぎょうかいはつ最大さいだい受信じゅしん通信つうしん速度そくど7.2MbpsのHSDPAタ通信たつうしんサービス、2008ねん11月20にち日本にっぽん携帯けいたい電話でんわ業界ぎょうかいはつ最大さいだい送信そうしん通信つうしん速度そくど1.4MbpsのHSUPA通信つうしんサービスを開始かいし2009ねん4がつ17にち東名とうめいばん主要しゅようターミナルえき空港くうこうとうで、最大さいだい送信そうしん通信つうしん速度そくど5.8Mbpsのサービスを開始かいし2009ねん7がつ24にち、HSPA+サービスを開始かいし2010ねん12月3にちより、DC-HSDPAサービスであるEMOBILE G4開始かいし同時どうじに、EMOBILE G4ブランドにHSPA+方式ほうしき包括ほうかつされた)。音声おんせい端末たんまつは2009ねんまつ時点じてんで、HSUPA対応たいおう端末たんまつはなかった(S22HTのみHSDPA7.2Mbps対応たいおう)が、2010ねん2がつ、HSUPA(MAX1.4Mbps)対応たいおう端末たんまつとしてH31IA発売はつばい同年どうねん12がつには同社どうしゃスマートフォンとしてははつのHSUPA(MAX5.8Mbps)対応たいおう端末たんまつとして、S31HT発売はつばい2011ねん12月1にちには、スマートフォンとしてははつとなるHSDPA最大さいだい14Mbps対応たいおうGS02発売はつばい。そして2012ねん6月14にちはつのHSPA+対応たいおうスマートフォンであるGS03発売はつばいした。DC-HSDPA対応たいおうのスマートフォンについては、発売はつばいされないまま、DC-HSDPAに利用りようされている帯域たいいき半分はんぶんを2013ねん8がつ中旬ちゅうじゅん以降いこう順次じゅんじLTEネットワークの帯域たいいき転換てんかんするため、以降いこうはDC-HSDPAの利用りようはできなくなるため、はつのLTEスマートフォンとなったGL07Sにも、UMTS系統けいとうでは、速度そくどがHSPA+までの対応たいおうにとどまっている。LTE対応たいおうのDC-HSDPAに対応たいおうするデータ端末たんまつについても、りを順次じゅんじ実施じっしする計画けいかく予定よてい。さらに、2018ねん1がつ31にちもって、3Gネットワークがとまなみされたため、イー・モバイルおよびイー・アクセス由来ゆらいの3Gネットワークが終了しゅうりょうされ、きゅうイー・アクセス契約けいやく音声おんせい端末たんまつやLTE対応たいおうのデータ端末たんまつおよY!mobileブランドのタイプ2契約けいやくのスマートフォンは使用しよう不可ふかになった。

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

関連かんれん項目こうもく[編集へんしゅう]