Vorwärts-Fehlerkorrektur und intelligente Rekonstruktion
Ein wichtiges Grundprinzip ist deshalb, dass die höherwertigen Codier-Schemata vom Netz nur solchen Endgeräten zugewiesen werden, die sich in geringer Entfernung vom Node B befinden und somit eine gute Signalqualität empfangen. Jeder Teilnehmer empfängt genau die Datenrate, die nach seinen aktuellen Empfangsbedingungen realisierbar ist. Das Endgerät informiert die Basisstation über die aktuelle Empfangsqualität. Je besser die Funkqualität, desto mehr Daten werden übertragen. Dies stellt sicher, dass sich mehr Daten fehlerfrei übertragen lassen. Aufwendige Fehlerkorrekturmaßnahmen können so in vielen Fällen ganz vermieden werden.
Erkennt das Funknetz jedoch, dass die Empfangsqualität sinkt, fügt es den Nutzdaten redundante Daten hinzu. Mit ihrer Hilfe kann das Endgerät auch fehlerhaft empfangene Datenblocks selbstständig rekonstruieren. Die bei schlechten Funkverbindungen verwendete Codier-Rate von 1/4 bedeutet, dass ein Viertel der übertragenen Daten Nutzdaten sind - drei Viertel also für die Fehlerkorrektur benötigt werden. Im Gegensatz dazu kann bei optimalem Funkkontakt auf die Fehlerkorrektur verzichtet werden. Dann kommt eine Codier-Rate von 4/4 zum Einsatz - und somit die maximal mögliche Datenrate.
Die folgende Tabelle zeigt die möglichen Kombinationen von Modulation, Codier-Rate und Anzahl parallel genutzter Übertragungs-"Kanäle":
Modulation | Codier-Rate | 5 Kanäle | 10 Kanäle | 15 Kanäle |
QPSK | 1/4 | 0,6 Mbit/s | 1,2 Mbit/s | 1,8 Mbit/s |
2/4 | 1,2 Mbit/s | 2,4 Mbit/s | 3,6 Mbit/s | |
3/4 | 1,8 Mbit/s | 3,6 Mbit/s | 5,4 Mbit/s | |
16-QAM | 2/4 | 2,4 Mbit/s | 4,8 Mbit/s | 7,2 Mbit/s |
3/4 | 3,6 Mbit/s | 7,2 Mbit/s | 10,7 Mbit/s | |
4/4 | 4,8 Mbit/s | 9,6 Mbit/s | 14,4 Mbit/s |
Das im HSPA-Standard vorgesehene AMC ("Adaptive Modulation and Coding") sorgt dafür, dass sich Basisstation und Endgerät je nach Signalqualität und Netzbelastung bei laufender Verbindung auf das jeweils am besten geeignete Codierungsschema einigen.
Die bei HSUPA eingesetzte BPSK-Codierung (Binary Phase Shift Keying) kann bei der W-CDMA-Codierung einen, zwei, vier oder sechs Codes pro Teilnehmer nutzen. Daraus ergeben sich folgende maximal mögliche Datenraten:
Modulation | Codier-Rate | 1 Code | 2 Codes | 4 Codes | 6 Codes |
BPSK | 2/4 | 0,64 Mbit/s | 1,28 Mbit/s | 2,56 Mbit/s | 3,84 Mbit/s |
3/4 | 0,72 Mbit/s | 1,44 Mbit/s | 2,88 Mbit/s | 4,32 Mbit/s | |
4/4 | 0,96 Mbit/s | 1,92 Mbit/s | 3,84 Mbit/s | 5,76 Mbit/s |
Die angegebene Codier-Rate von 4/4 kommt wieder nur bei glasklaren Funkverbindungen zum Einsatz, die auf jede Fehlerkorrektur verzichten können. In der Alltagspraxis lassen sich daher eher die bei der Codier-Rate "3/4" angegeben Datenraten erreichen