wcdma - basic rus
Post on 29-Aug-2014
122 Views
Preview:
TRANSCRIPT
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
www.huawei.ru
Обогащать жизнь
общением
Обзор технологии UMTS (WCDMA)Обзор технологии UMTS (WCDMA)
Основы и особенности функционирования систем скодовым разделением каналов
Алгоритмы функционирования радиоканаловширокополосных систем мобильной связи
Структура радиоинтерфейса
Процедура Handover
Функции UTRAN
СодержаниеСодержание
Global Digital Technology
IMT-2000 (ITU)
UMTS(WCDMA, TD-
SCDMA),CDMA 2000
Global Digital Technology
IMT-2000 (ITU)
UMTS(WCDMA, TD-
SCDMA),CDMA 2000
2G
1990 2000
1G 3G
Цифровые
GSM,CDMA (IS-95),
D-AMPS
Цифровые
GSM,CDMA (IS-95),
D-AMPS
АналоговыеАналоговые
Эволюция технологий
Стандарты CDMA
Замкнутый контур, Открытый контур, 200Hz
Замкнутый контур, Открытый контур, 800Hz
Замкнутый контур, Открытый контур, 1500Hz
Контроль мощности
ПеременноеПеременное (зависит отголосовой активности)
Переменное (зависитот RF условий)
Кодирование
Hard handoverSoft handover,Inter-freq Handover,Handover between IS-95
Soft handover,Inter-freq Handover,Handover between GSM
Handover
QPSKQPSKQPSKМодуляция5ms20ms10msФрейм
СинхроннаяСинхронная (GPS)Асинхронная илисинхроннаяСинхронизация
1.28Mcps1.2288Mcps3.84McpsЧиповая ск-ть (сhip rate)TDDFDDFDDДуплексный режим
TDMA+CDMAcdmacdmaДоступ1.6MHz1.25MHz5MHzШирина полосы
TD-SCDMACdma2000-1XUMTS
RANIMS
3GPP UMTS R4 – March’01
3GPP UMTS R5 – 3Q’02
3GPP UMTS R99 – March’00
Стандартизация WCDMA
CS
PS
R99 ― RAN:базируется на WCDMA― PS:базируется на GPRS― CS:Голосовые сервисы используют
TDM…
R4 ― CS:Разнесённая коммутация,
использование IP― …
R5 ― RAN:HSDPA,IP UTRAN― CN: IMS …
FDD: Дуплексный канал с частотным разделениемTDD: Дуплексный канал с временным разделениемMSS: Мобильная Спутниковая Система
―UL: 1920-1980 MHz―DL: 2110-2170 MHz
TDD FDD uplink MSS TDD1900 1980 2010 20251920
MSSFDD downlink2110 2170 2200
Спектр UMTS
Japan1749.9 – 1784.9 MHz / 1844.9 - 1879.9 MHzIX (1700M)
Europe, Asia Pacific, Africa, etc.880 – 915 MHz / 925 – 960 MHzVIII (900M)
2500 – 2570 MHz / 2620 – 2690 MHzVII
Japan830-840 MHz / 875-885 MHzVI (800M)
North America, Latin America, Australia, etc.
824 – 849 MHz / 869-894 MHzV (850M)
USA1710-1755 MHz / 2110-2155 MHzIV (1700/2100M)
Europe, Asia Pacific, Africa, etc.1710-1785 MHz / 1805-1880 MHzIII (1800M)
North America, Latin America, etc.1850 –1910 MHz / 1930 –1990 MHzII (1900M)
Europe, Asia Pacific, Africa, etc.1920 – 1980 MHz / 2110 –2170 MHzI (2100M)
Regions/Countries UL/DL FrequenciesOperating Band
Спектр UMTS
Основы и особенности функционирования систем скодовым разделением каналов
Алгоритмы функционирования радиоканаловширокополосных систем мобильной связи
Структура радиоинтерфейса
Процедура Handover
Функции UTRAN
СодержаниеСодержание
Технологии множественногодоступа
FDMA Frequency Division Multiple Access
FFrr ee qq uu ee nn ccyy
TTiimm ee
PPoo ww ee rr
OO nn ee UU ssee rr
FF rr ee qq uu ee nn cc yy
TT ii mm ee
PPoo ww ee rr
UU ssee rr
Power
Time
Frequency
One User
Carrier 1 Carrier 2
TDMA Time Division Multiple Access
CDMA Code Division Multiple Access
Теория CDMA
Power spectrum
USER 1
Расширение
Code 1Code 2
Code 3Code 4
Code 5
Составной сигнал
5 MHz
USER 2USER 3
USER 4
USER 5
S1xC1S1xC1
S2XC2S2XC2
WW
S1S1
S2S2
Spreading
De-spreading
(S1xC1)+(S2xC2)(S1xC1)+(S2xC2)
AirAir--IF IF
[S1xC1+S2xC2]xC1[S1xC1+S2xC2]xC1==S1S1
[S1xC1+S2xC2]xC2[S1xC1+S2xC2]xC2==S2S2
NN
SS
C1xC2=0,C1,C2 - ортогональные коды
Spreading (Расширение)
Спектральный анализ Spreading & De-spreadingСпектральный анализ Spreading & De-spreading
Spreading code
Spreading code
Signal Combination
Узкополосный сигналf
P(f)
Широкополосный сигнал
P(f)
f
ШУМ
P(f)
f
Шум+Широкополосный сигналP(f)
f
Восстановленный сигналP(f)
f
Коды Уолша (CDMA 2000) и Голда (WCDMA)• Длина кода: IS-95: 64; W-CDMA: 4 - 256• Длина кода = SF spreading factor = Pg processing gain• Первый код (“C0”) используется для пилотного канала.
+1 +1 +1+1+1+1 --11
Code length 2Code length 2
+1+1
Code length 1Code length 1Code length 1Code length 1+1 +1 +1+1+1 +1 --11
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
--1 1 --11--1 +11 +1
Code length 4Code length 4
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
--1 1 --11--1 +11 +1
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
--1 1 --11--1 +11 +1
--1 1 --11--1 +11 +1
--1 1 --11--1 +11 +1
--1 1 --11--1 +11 +1
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
+1 +1 +1+1+1 +1 --11
--1 1 --11--1 +11 +1
Code length 8Code length 8
C0C0C1C1C2C2C3C3......C4C4C5C5C6C6C7C7
Spreading Коды
f
P
W
Processing Gain
Rb
Despreading
bRWGain Processing =
Коэффициент расширения(Spreading Gain)
Spreading Gain Pg=W/R (W=3.84Mchips/s)- Энергия сигнала может быть намного ниже чем шум- Более низкая скорость сигнала, более лучшеераспространение
1/T bit
Power
T bit-1
+1
f
Power
1/T chip
f
1/T chip
Power
f
+1
T chip
-1
-1
+1
bits
Данные
Код формированияканала(Channelization
Code)
Данные послемодуляцииЦифровая модуляция
QPSK
Код скремблирования
chips
Данные послескремблирования
Данные послерасширения
chips
1
2
3
1
2
3
Spreading&Scrambling
Spreading and ScramblingSpreading and Scrambling
UL: Several millions
DL: 512
Number of codes under onescrambling code= Spreading Factor
Number of codes
Separation of sectors(cells)
Separation of downlinkconnections to different userswithin one cell
DL
Separation of terminalSeparation of physical data(DPDCH) and control channels (DPCCH) from same terminal
UL
Scrambling codesChannelization codes
Chip Rate, Symbol Rate, Data RateChip Rate, Symbol Rate, Data Rate
WCDMA: DL data rate=384kbps, symbol rate=960ksps,chip rate=3.84Mcps
Кодирование
Перемежение
(Interleaving )Выравниваниескорости
Расширение
(Spreading)Скремблирование
WCDMA: 3.84Mchips/s
cdma2000: 1.2288Mchips/s
Symbol rateData rate Chip rate
МноголучевостьМноголучевость
时间
Receiving
Signal
Transmitter
Принцип RAKE приемникаПринцип RAKE приемника
Принимаемыйнабор
Correlator 1
Correlator 2
Correlator 3
Searcher correlator Вычислениезадержки имощностисигнала
CombinerКомбинированный
сигнал
tt
s(t) s(t)
RAKE приемник позволяет преодолет эффект затухания при многолучевости ирасширяет возможности системы по приему
TXD(t)
Delay τ0
Delay τ1
C(t-τ0)
(α+β) D(t)
ΣC(t-τ1)
Delay (τ1)
RX
C(t-τn)
Delay (τ0)
Delay (τn)RX
RX
C(t)
τ0
τ1
τn
αD(t)
βD(t)
BTS
RAKE приемник
Основы и особенности функционирования систем скодовым разделением каналов
Алгоритмы функционирования радиоканаловширокополосных систем мобильной связи
Структура радиоинтерфейса
Процедура Handover
Функции UTRAN
СодержаниеСодержание
Каналы
MAC (Medium Access Control)
RLC (Radio Link Control)
Logical Channels
Transport Channels
Транспортный подуровень
Physical Channels
Физический подуровень
PHY(PHYsical Layer)
3 вида каналов определены вUMTS:
• Логические каналы: каждыйтип логического каналаопределяет «какаяинформация» передана
• Транспортные каналы: каждый транспортный каналописывает «как» и с «какимихарактеристиками» данныепереданы по радио-интерфейсу
• Физические каналы: ассоциация между битамитранспортных каналов ифизическими символами(электрическими сигналами)
{XOR}
Transport Channels
(L1 Characteristics Dependent) PCH BCH FACH RACH DCH
S-CCPCHP-CCPCHPhysical
Channels PRACH DPDCH
Logical Channels
(Data Dependent)
PCCH
DCCH
DTCH
DecicatedLogicalChannelCipherOn
BCCH CCCH CTCH
Higher Layer data
PagingPagingSystem
InfoSystemInfo
SignalingSignalingCell
BroadcastServiceCell
BroadcastService
Signalingand
User dataSignaling
andUser data
DTCHDTCH
Channel MappingChannel Mapping
Downlink Physical ChannelDownlink Physical Channel
–Downlink Common Physical Channel•Common Control Physical Channel (CCPCH)•Synchronization Channel (SCH)•Physical Downlink Shared Channel (PDSCH)•Paging Indicator Channel (PICH)•Acquisition Indicator Channel (AICH)•Common Pilot Channel (CPICH)
–Downlink Dedicated Physical Channel–(Downlink DPCH)
Downlink Physical Channel
Uplink Physical ChannelUplink Physical Channel
–Uplink Common Physical Channel•Physical Random Access Channel (PRACH)•Physical Common Packet Channel (PCPCH)
–Uplink Dedicated Physical Channel•Uplink Dedicated Physical Data Channel (Uplink DPDCH)•Uplink Dedicated Physical Control Channel (Uplink DPCCH)
Uplink Physical Channel
Типы транспортных каналовWCDMA
ВыделенныйКанал
Общедоступныйканал
Shared Channel
Типы DCH FACH RACH CPCH DSCHНаправление DL&UL DL UL UL DL
OVSF Dedicated,Variable Dedicated Dedicated Dedicated Shared
Быстрое управлениемощностью Y N N Y Y
Скорость Low - High Low Low Mid Mid
Время доступа Long Short Short Short Short
Общий КаналCommon ChannelDedicated Channel
Ortogonal Variable Spreading Factor
Распределение DL Power
DCH(reserved for
Soft handover)
DCH
Common ChannelPower
P-CPICH
Other Channel
Max Tx Power
Порог
Pcommon = PCPICH + max(PP-CCPCH,PP-SCH + PS-SCH ) + PAICH + PPICH + PS-CCPCH
Покрытие сотызависит от мощностиCPICH
Основной общийКанал управления
СовмещённыйКанал управления
Вспомогательный общийКанал управления
Канал индикаторавызова
Канал индикацииданных
Канал синхронизацииОбщий пилот-канал
NodeB
MS2
MS1
Контроль мощности
WCDMA - самоинтерференционная система с эффектом“далекий-близкий“.
― Эффект “далекий-близкий” : абонентский терминал возле Node B будет экранировать более удалённые терминалы
― На рисунке выше рассмотрен случай, когда MS2 работает безконтроля мощности. В этом случае сигнал от MS1 не может бытьполучен.
Цель Контроля мощности― Корректировка передаваемой мощности с абонентских терминалов и с Node B― Уменьшить интерференцию – увеличить пропускную способность системы
Классификация механизмов управлениямощностью
Классификация механизмов управлениямощностью
Power Control
• Open loop power control
• Inner loop power control
• Outer loop power control
Open Loop Power Control для канала DPCHOpen Loop Power Control для канала DPCH
time
power
time
power
Расчет начальноймощности передачи
Снижается интерференция
Без OLPC
C OLPC
Если принимаемый абонентскимтерминалом сигнал “Сильный“ то наNodeB передача идёт с уменьшенноймощностью.
NodeB
NodeB
1
2
1
2
Если принимаемый сигнал«Слабый» то на NodeB передачаидёт с увеличенной мощностью.
Контроль мощности– открытый контур
• NodeB контролирует мощность передачи на абонентскомтерминале базируясь на оценке параметра SIR (signal-to-interference ratio).
• RNC корректирует параметр SIRtarget основываясь наотчётах по измерению SIR
NodeB
...
”Power down”
”Power up”
”Power down”
”Power ...”
SIR estimation
SIR estimation
SIR estimation
SIR estimationRNC SIR target
Контроль мощности– замкнутый контур
Outer Loop
Inner Loop
Основы и особенности функционирования систем скодовым разделением каналов
Алгоритмы функционирования радиоканаловширокополосных систем мобильной связи
Структура радиоинтерфейса
Процедура Handover
Функции UTRAN
СодержаниеСодержание
Типы Handover
NodeB 3
Cell 4
SRNC DRNC
Iub
Iur
NodeB 2
Cell 2
Iub
Cell 3
NodeB 1
Cell 1
UMTS Carrier 1
Iub
BTS 1
Cell 1
BSC
Abis
GSM/GPRS
Softer HO Soft HO Soft HO inter -RNC
2G to 3G HHO
3G to 2G HHO
Softer HandoverSoft Handover intra-RNC2G to 3G HHO (PS)2G to 3G HHO (CS)
Описание
UMTS Carrier xInter-Frequency HHO
Soft Handover inter-RNC3G to 2G HHO (CS – PS separated)3G to 2G HHO (CS – PS simultaneously)Inter-Frequency HHO
Теория Soft HandoverТеория Soft Handover
Объединение сигнала:•UL soft handover в RNC;•UL softer handover в NodeB;•DL soft handover в UE
UE Combined Power
Сигнал получаемыйот каждой соты
Soft Handover
• Повышение качества голоса, понижение интерференции
• Снижение call drop rate, повышение ёмкости и площади покрытия
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A
B
C
A
B
C
Soft Handover MeasurementSoft Handover Measurement
Основы и особенности функционирования систем скодовым разделением каналов
Алгоритмы функционирования радиоканаловширокополосных систем мобильной связи
Структура радиоинтерфейса
Процедура Handover
Функции UTRAN
СодержаниеСодержание
Core Network (CS-Domain & PS-Domain)
Radio Network Subsystem (RNS)
RNC
RNS
RNC
Node B Node B Node B Node B
Iu Iu
Iur
Iub IubIub Iub
UEUu
Архитектура UTRAN
Функции RNC
RAB
QoSParameters
CoreNetwork
RRM
O&M
Traffic Functions
Node B(iBTS)
Packet Switching
Iur
Iub
IuPacketDistribution
Overview
Функции Node B
CodingInterleaving
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
1 2 3 4 5 6 7 8
Demodulation
002
104
017
113
002
104
017
113
Modulation
Q1101
I1000
QPSKPC
Handover
Call control
Cell Management CCH Management DCH management
Measurement
synchronizationTransmission
Baseband Processing
Спасибо за внимание!www.huawei.ru
top related