DC-HSDPA, Peak Rate up to 42 Mbps

Sebelum UMTS Release 8, hanya setiap carrier yang dapat digunakan untuk HSDPA untuk setiap UE, atau sering disebut Single Carrier HSDPA (SC-HSDPA). Untuk Multi Carrier HSPA (MC-HSPA) ada pada 3GPP Release 8 dengan menggunakan 2 carrier pada arah downlink untuk mengirimkan data pada satu pengguna yang dinamakan Dual Carrier HSDPA (DC-HSDPA). Untuk Release 9 terdapat lebih banyak carrier yang digunakan untuk setiap pengguna tunggal tanpa adanya pembataran penggunaan frekuensi yang sama.

Kebutuhan untuk mendukung DC-HSDPA

Item	Requirement
UE	The UE can monitor a maximum of six HS-SCCHs in the two cells of DC-HSDPA. In each cell, the UE can monitor a maximum of three HS-SCCHs at the same time. In 3GPP Release 8, HS-DSCH categories  21, 22, 23, and 24 of the UE are added to support DC-HSDPA. In later 3GPP release, more HS-DSCH categories may support DC-HSDPA.
NodeB	DC-HSDPA requires NodeB to support MAC-ehs. A single MAC-ehs entity supports HS-DSCH transmission in more than one cell served by the same Node-B (FDD only).
RNC	The RNC needs to support downlink enhanced L2. The RNC provides the radio bear er scheme for DC-HSDPA.
CN	The CN needs to support the downlink peak  rate of 42 Mbit/s provided by downlink DC-HSDPA with 64QAM.

DC-HSDPA dapat digunakan oleh UE untuk melakukan koneksi HSDPA dengan dua frekuensi yang singkron pada cell yang memiliki coverage yang sama. Pada arah downlink, UE dapat  menerima paket data melalui HS-DSCH yang berbeda dari dua cell secara simultan. Namun pada arah uplink UE hanya mengirimkan data melewati cell utama atau primary cell.

Penggunaa 2 carrier atau frekuensi ini akan membentuk dua cell yang memiliki coverage yang sama, primary dan secondary cell DC-HSDPA akan mengikuti aturan sebagai berikut

• Dua cell memiliki sektor yang sama dari Node B dan frekuensi yang berbeda pada coverage yang sama
• Dua cell tersebut memiliki resource yang sama pada NodeB
• Dua cell bekerja dengan frekuensi yang berbeda dengan jarak antar frekuensi kurang dari atau sama dengan 5MHz pada band frekuensi yang sama
• Dua cell memiliki timing yang sama
• Dua cell mendukung HSDPA dan enhanced L2
• Dua cell harus pada operator yang sama 

Untuk Uplink dari DC-HSDPA, UE hanya dapat menggunakan primary cell, dan tidak dapat menggunakan secondary cell.

DC-HSDPA ini berfungsi untuk meningkatkan throughput ddan QoS untuk setiap UE pada cell coverage. Secara teoritis DC-HSDPA dengan 64 QAM dapat mencapai kecepatan hingga 42 Mbps pada arah downlink, dua kali dari kecepatan maksimal 64 QAM.

Cell Configuration

DC-HSDPA cell terdiri dari dua cell, primary dan secondary

• Primary cell atau achor cell membawa semua channel untuk UE, dan setiap UE memiliki primary cell. 
• Secondary cell atau supplementary cell hanya membawa tiga tipe Downlink channel untuk UE, dan setiap UE hanya memiliki satu secondary cell. Tiga downlink channel tersebut adalah 
• High speed shared control channel (HS-SCCH)
• High speed downlink shared channel (HS-PDSCH)
• Primary common pilot channel (P-CPICH)

Kedua cell tersebut dapat bekerja sebagai primary atau secondary cell, karena dua cell tersebut memiliki konfigurasi yang sama. 

Namun pada pengimplementasiannya, yang dipilih sebagai primary atau secondary cell akan ditentukan oleh RNC berdasarkan trafik jaringan dan radio bearer scheme. Kedua cell juga dapat bekerja secara terpisah untuk UE yang tidak menggunakan DC-HSDPA.

Channel Mapping

UE DC_HSDPA  menerima dua channel HS-DSCH transport channel dari dua cell pada satu Node B dan setiap HS-DSCH akan dimapingkan pada satu HS-SCCH dan beberapa channel fisik HS-PDSCH.

Channel uplink DCH atau E-DCH dari DC-HSDPA akan dibawa oleh carrier primary cell. 

Semua dedicated physical control channels DPCCH dan DPCH/F-DPCH pada uplink dan downlink akan dibawa pada primary cell.
HS-SCCH

Sebelum Release 8, setiap UE dapat memonitor maximal 4 HS-SCCH pada saat yang bersamaan, seperti yang dijelaskan pada 3GPP TS 25.331. Pada group DC-HSDPA cell, HS-SCCH pada cell primary terpisah dengan secondary cell. Setiap UE dapat memonitor maximal 6 HS-SCCH pada saat yang bersamaan, dan pada setiap cell, UE dapat memonitor 3 HS-SCCH pada waktu yang bersamaan.

HS-DPCCH

UE akan memberikan umpan balik pada CQI dan HARQ ACK/NACK sekitar 2 cell pada channel HS-DPCCH cell primary. HS-DPCCH menggunakan format frame yang baru untuk membawa informasi CQI dan HARQ ACK/NACK pada dua cell dalam satu TTI.

Katagori UE
Pada 3GPP Realease 8, untuk mendukung DC-HSDPA terdapat kategori UE untuk HS-DSCH yaitu 21,22,23,24

HS-DSCH Category	Maximum Number of HS-DSCH Codes Received	Minimum Inter-TTI Interval	Maximum Number of Bits of an HS-DSCH Transport Block Received Within an HS-SCH TTI	Total Number of Soft Channel Bits	Supported Modulations Without MIMO Operation or Dual Cell Operation	Supported Modulations Simultaneous with MIMO Operation and Without Dual Cell Operation		Supported Modulations with Dual Cell Operation
Category 21	15	1	23370	345600				QPSK,16QAM
Category 22	15	1	27952	345600
Category 23	15	1	35280	518400				QPSK,16QAM,64QAM
Category 24	15	1	42192	518400

Untuk kebutuhan DC-HSDPA yang tidak dikonfigurasi, maka HS-DSCH akan menggunakan kategory yang berbeda untuk setiap UE.

• UE HS-DSCH category 21 diperlukan untuk mendukung setidaknya 1 HS-DSCH kategori 9, 10, 13, 14, 15, 16, 17, 18
• UE HS-DSCH category 22 diperlukan untuk mendukung setidaknya 1 HS-DSCH kategori 10, 14, 16, 18
• UE HS-DSCH category 23 diperlukan untuk mendukung setidaknya 1 HS-DSCH kategori 13, 14, 17, 18, 19, 20
• UE HS-DSCH category 24 diperlukan untuk mendukung setidaknya 1 HS-DSCH kategori 14, 18, 20

Kecepatan maksimum yang dapat dicapai adalah 42.192 Mbps pada layer MAC dengan CN

Peak Rate = 2 x TB_Size/TTI = 2 x 42192/2 = 42.192 Mbps

Node B Mac-ehs

Untuk dapat menggunakan DC-HSDPA maka disisi hardware harus mendukung MAC-ehs.  Setiap MAC-ehs mendukung transmisi HS-DSCH pada cell - cell di Node B yang sama (FDD). Penjadwalan pada NodeB mengatur antrian data transmisi pada kedua cell. Transmisi DC-HSDPA dianggap sebagai transmisi yang terpisah melalui dua channel HS-DSCH. HARQ dipisahkan per channel HS-DSCH, yaitu satu proses HARQ per TTI untuk single carrier dan dua proses HARQ per TTI untuk dual carrier. 

Pada NodeB dua MAC-ehs PDUs dapat dijadwalakan pada waktu yang bersamaan.

Interface untuk HC-HSDPA

Untuk mendukung DC-HSDPA pada signalling message ditambahkan Information Elements (IEs). UEs dan Cell akan melaporkan kapasitas DC-HSDPA ke RNC melalui interface IuB dan Uu. RNC akan memberikan perintah untuk mengkonfigurasi ulang radio links pada cell dengan DC-HSDPA melalui IuB interface. Kemudia RNC juga akan meminta untuk UE mekonfigurasi ulang radio bearer dengan DC-HSDPA melalui interface Uu. 

Impact on Iub

Ketika cell menerima pesan Audit Request atau kemampuan cell berubah, NodeB akan mengirimkan informasi cell ke RNC melalui pesan Audit Response atau Resource State Indication. 

• Jika cell mendukung DC-HSDPA, nodeB mengatur Multi Cell Capability Info IE ke Cell Capable untuk cell Audit Response dan mengirimkannya ke RNC
• Jika cell adalah primary cell, semua kemungkinan secondary cell pada sektor yang sama harus dicatat pada Possible Secondary Cell List IE. 

RNC akan memerintahkan cell untuk mengatur radio link dengan DC-HSDPA, dan informasi pada secondary cell akan ditambahkan pada Radio Link Setup prosedur atau Radio Link Addition prosedur.
Impact on Uu
Pada RRC CONNECTION REQUEST, Multi cell yang mendukung IE akan ditambahkan untuk mengindikasikan bahwa UE memiliki kemampuan untuk multiple cell. Physical Channel Capability IE akan bertambah untuk mengindikasikan bahwa UE mendukung DC-HSDPA pada RRC COnnection Setup Complete dan UE Capability Information message. 
Parameter signaling message pada secondary cell yang memberikan informasi FDD IE adalah

•  RRC CONNECTION SETUP
•  ACTIVE SET UPDATE
•  CELL UPDATE CONFIRM
•  PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION
•  TRANSPORT CHANNEL RECONFIGURATION
•  RADIO BEARER RECONFIGURATION
•  RADIO BEARER RELEASE
•  RADIO BEARER SETUP