25/04/2012 19h26 - Atualizado em 25/04/2012 19h26

O que é 3G HSPA+?

Pedro Pisa
por
Para o TechTudo

Recentemente as operadoras Vivo e Claro lançaram as redes HSPA+, denominando-as de Vivo 3G Plus e Claro 3G MAX. Para quem ainda não conhece, a tecnologia HSPA+ (ou Evolved HSPA) é uma evolução natural do antigo padrão, trazendo velocidades maiores ao acesso de conteúdos na internet. Não é necessário fazer mudanças estruturais nas antenas ou nos receptores (os próprios celulares) para que o novo padrão funcione. A principal mudança é basicamente na adoção de uma modulação de maior ordem, que torna a rede capaz de transmitir as informações através de mais de uma antena ou células.

Complicou? Vamos do início...

As tecnologias de rede celular de terceira geração, denominadas comercialmente por "3G", possuem diversos padrões técnicos. O padrão original para redes GSM é o UMTS (Universal Mobile Telecommunications System, ou "Sistema Universal de Telecomunicações Móveis"). No Brasil, o UMTS não foi adotado em larga escala, pois, como as operadoras demoraram para implantar o 3G, as redes celulares já chegaram no Brasil com este novo padrão. Essas melhorias são chamadas de HSPA (High Speed Packet Access, ou "Rede de Acesso de Pacotes em Alta Velocidade"), e você pode conferir seu uso nos celulares quando eles mostram um “H” na barra de status.

Imagem de celular Android conectado com HSPA (Reprodução / OpenAttitude).Imagem de celular Android conectado com HSPA (Reprodução / OpenAttitude).

O padrão HSPA modificou a antiga estrutura do UMTS em alguns aspectos. Dentre eles, pode-se citar a criação de três canais de alta velocidade para o envio de dados, flexibilidade na modulação dos canais, e o escalonamento rápido entre os usuários que recebem as informações. Dos três canais que são criados, dois são para envio de dados (um de ida, e outro de volta) e o terceiro é para sinalização.

Indo a fundo na parte técnica

O canal de sinalização avisa ao dispositivo que serão enviados dados dois slots de tempo à frente. A duração desse 'slot tempo' de cada usuário foi modificada para 2 milissegundos, de forma que a troca fique mais rápida entre os usuários que utilizam este canal. O resultado: uma maior taxa de transmissão quando a rede não está saturada.

Já o mecanismo de modulação flexível dá à tecnologia a capacidade de se adaptar aos diferentes níveis de qualidade do sinal, permitindo uma modulação de maior ordem em locais de alta qualidade de sinal da antena.

  •  
traduzindo
  • A ordem de modulação permite que o sinal da operadora tenha mais qualidade e recupere melhor os dados do receptor, eliminando a probabilidade de erros quando você estiver muito distante da antena.

A ordem da modulação representa quantos bits serão transmitidos por símbolo de rádio. Por exemplo: na modulação QAM (Quadrature Amplified Modulation – Modulação de Amplitude em Quadratura), utilizada no HSPA, a representação dos dados é feita através de modificações na fase e na amplitude do sinal enviado. Uma configuração de fase e amplitude é um símbolo. Assim, quanto maior é a ordem da modulação, mais variações na fase e na amplitude do sinal são usadas. No entanto, quanto maior a quantidade de símbolos, mais bits podem ser representados por um dado símbolo e, por consequência, maior é a taxa de transmissão. Dessa forma, o aumento na ordem da modulação representa maiores taxas de transmissão, mas exige uma qualidade melhor do sinal de rádio, ou seja, requer que o usuário esteja perto da antena e sem muitos obstáculos que gerem perda do sinal. Por simplicidade, na imagem abaixo, mostra-se um diagrama dos símbolos da modulação 8-QAM, no qual o eixo vertical representando a mudança de fase e o eixo horizontal, a amplitude.

Diagrama dos símbolos da modulação 8-QAM (Reprodução / Wikipedia).Diagrama dos símbolos da modulação 8-QAM (Reprodução / Wikipedia).

A adoção da tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output – Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas) permite que a transmissão de informações aconteça através de várias antenas, tanto no transmissor quanto no receptor. Por usar várias antenas, há um aumento significativo na taxa de transmissão, e as operadoras nem precisam aumentar a faixa de frequência, nem aumentar a potência. Esse aumento de eficiência se dá tanto na quantidade de bits transmitidos por unidade de frequência, quanto na robustez do sinal. Por essas vantagens, a tecnologia MIMO está presente em todas os novos padrões de transmissão de dados sem fio, como o padrão 802.11n (Wi-FI), HSPA+, LTE e WiMAX.

Diagrama comparando MIMO com a transmissão tradicional (Reprodução / MicroWaves & RF).Diagrama comparando MIMO com a transmissão
tradicional (Reprodução / MicroWaves & RF).

Transmitir a informação por várias células significa que o telefone celular está conectado em mais de uma célula da rede. Esse fenômeno é comum na telefonia celular, e permite que você se movimente pelas cidades e estados sem perder o sinal. Dependendo da distância das antenas, você pode receber um sinal de qualidade de mais de uma célula, e a operadora pode usar ambas as antenas para enviar informação ao seu celular, aumentando a taxa de transmissão. No HSPA+, a rede permite a conexão de até oito células simultaneamente.

Na tabela abaixo você pode ver as velocidades nominais de cada uma das tecnologias. Em situações normais de uso, essas velocidades não são atingidas, pois as células são compartilhadas entre diversos usuários. Além disso, obstáculos como prédios e morros podem atenuar o sinal recebido pelo usuário.

Tecnologia Máximo Download Nominal Máximo Upload Nominal
UMTS 2 Mb/s 384 Kb/s
HSPA 14,4 Mb/s 5,76 Mb/s
HSPA+ 168 Mb/s 22 Mb/s
LTE 300 Mb/s 75 Mb/s


Com a tecnologia HSPA+, então, as operadoras podem oferecer taxas de transferências maiores para os seus clientes, e por isso essa tecnologia traz a integração de outros serviços, como transmissão de vídeo, videochamadas e rádios via Internet.

Esses novos serviços podem ser oferecidos sem precisar de investimentos altos na infraestrutura da rede, como é imprescindível com a tecnologia LTE, que requer a substituição dos equipamentos ou a instalação de novos. Com o HSPA+, basta que os telefones celulares sejam compatíveis e as operadoras ajustem configurações em seus transmissores HSPA tradicionais.

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  • Uedson Junior
    2013-05-01T10:23:19

    A questão é: como saber se seu aparelho é compatível e como saber se ele pode se tornar compativel, com atualizações em firmwares e afins.

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  • Alexandre Pina
    2012-06-30T10:28:36

    Na prática, imaginemos um celular se comunicando com uma estação rádio base com diversidade (multiplas antenas). Esta tecnologia requer mais processamento para recuperação do sinal mas a probabilidade de se recuperar um determinado sinal se eleva, assim, para maiores taxas de velocidade e ordem de modulação a diversidade é um recurso fundamental. Em tempo: o celular também poderá suportar diversidade tendo várias antenas operando na mesma banda. O conceito de MIMO acima não deve ser confundido com setorização de antenas em 120 graus.

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