+ All Categories
Home > Documents > Comparatie Umts Hdspa

Comparatie Umts Hdspa

Date post: 19-Dec-2015
Category:
Upload: ionu-bacau
View: 257 times
Download: 7 times
Share this document with a friend
Description:
comparatie
46
UPB, Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei Comparaţie între performanţele UMTS/HSDPA/HSUPA Profesor: Roxana Zoican Studenţi: Apostol Viorel-Flavius Enache Ancuţa 1
Transcript

UPB, Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei

Comparaţie între performanţele UMTS/HSDPA/HSUPA

Profesor: Roxana Zoican

Studenţi: Apostol Viorel-Flavius

Enache Ancuţa

Păsărelu Andreea

Grupa 443D

1

1.Prezentare generală

Sistemele mobile de comunicaţii au revoluţionat modul de interactionare între oameni, făcând o asociere între termenul de “comunicaţie” şi cel de “mobilitate”. Primele sisteme mobile au fost cele analogice şi oferau doar serviciul de voce. Specificaţiile pentru cea de-a “Două generaţie” (Second Generation-2G) cunoscute că GSM (“Global System for Mobile Communications” – Sistem Global de Comunicatii Mobile), au fost publicate în anul 1990 de către Institutul European de Standarde ale Telecomunicaţiilor (“European Telecommunications Standards Institute”-ETSI). În anul 1991 primul sistem GSM a fost lansat în Finlandia. În zilele noastre, telefonia mobilă este prezenta până în 80 % în unele ţări, depăşind chiar numărul de reţele de telefonie fixă.

GSM reprezintă un sistem digital bazat pe Accesul Multiplu cu Diviziune în Timp (Time Division Multiple Access-TDMA) creat pentru a oferi comunicaţie de tip voce şi permite în acelaşi timp comunicaţii de date la o rată de transmisiune mică (14.4 kbps – de exemplu SMS-Short Message Service), având astfel un success foarte mare şi fiind folosit de milioane de utilizatori.

Datorită creşterii interesului pentru comunicaţiile de date şi a servicilor multimedia, s-au dezvoltat sistemele GPRS (“General Packet Radio System”) şi mai târziu EDGE (“Enhanced Data Rates for GSM Evolution”). Obiectivul acestora a fost dezvoltarea comunicaţiilor de date, în principal prin creşterea ratei de transfer a pachetelor de date prin aer, cu o rată a datelor de până la 472.6 kbps. Pentru GPRS, rata de transfer a datelor (reală) este în jur de 30-40 kbps, iar pentru EGPRS (“Enhanced EGPRS”) în jur de 120-160 kbps. EDGE a introdus o îmbunătăţire a comutaţiei de date prin circuite (“Enhanced Circuit Switch Data”-ECSD) prin comutatie de circuite (“Circuit Switching”-CS) şi EGPRS prin pachetele de date, cea din urmă având un success mai mare, datorită interesului sporit în datorat comutaţiei de pachete (“Pachet Switching”-PS).

Atat GPRS cat si EDGE sunt actualizari ale unui sistem care a fost folosit initial doar pentru serviciul de voce, importante pentru aplicatii cu rata de transfer mica a datelor (de exemplu: jocurile online, circa 600 ms pentru GPRS si sub 300 ms pentru EDGE). Apare nevoia de a dezvolta un sistem cu posibilitatea de a oferi servicii multimedia si comunicatie de tip “persoana-la-persoana” imbunatatit, cu acces la internet de capacitate si rata de transfer ridicate.

GSM a atins limita de 2 miliarde de utilizatori în anul 2006, fiind folosit de către operatori în mai mult de 200 de ţări. În figura de mai jos este prezentată evoluţia numărului de abonaţi mobili comparativ cu cel al telefoniei fixe.

În 1999 Parteneriatul pentru a treia generaţie (3rd Generation Partnership Project-3GPP) a lansat Sistemul de Telecomunicaţii Mobile Universal (UMTS- “Universal Mobile Telecommunication System”), o prima lansare a generaţiei 3 (3G), deşi EDGE fusese deja acceptat de către Uniunea Internaţională de Telecomunicaţii (“Internaţional Telecommunication Union”-UIT), că parte a Telecomunicaţiilor Internaţionale

2

Mobile - 2000 (IMT-2000), o familie de standarde 3G, deoarece o rată a datelor maximă de peste de 384 kbps (definiţie 3G ITU). UMTS utilizează WCDMA (“Wideband Code Division Multiple Access” – Accesul Multiplu al Diviziunii in Cod de Banda Larga) ca tehnică de acces, şi a fost proiectat de la început pentru a oferi aplicaţii multi-serviciu, spre deosebire de sistemele 2G anterioare, destinate iniţial comunicaţiilor de voce. Rata biţilor variabilă şi diversitatea de trafic pe interfate reprezintă noi oportunităţi atât pentru operatori cât şi pentru utilizatori, precum cele de streaming şi de voce peste IP (VoIP-“Voice over IP”). Noi provocări în planificarea şi optimizarea reţelei, precum întârzierile mai mari, duc la introducerea calitatea serviciilor (“Quality of Service”-QoS). WCDMA are, faţă de GPRS / EGPRS eficientă spectrală şi hardware mai mare, şi în acelaşi timp, o amprenta redusă. Creşterea exponenţială a comunicaţiilor de date pentru telefoane mobile a forţat o dezvoltare continuă a sistemelor care vor fi capabile să ofere o capacitate mai mare de transfer şi servicii multimedia îmbunătăţite, la dispoziţia consumatorilor "oriunde, oricând".

Acces de mare viteză pentru descărcarea pachetelor (High Speed Downlink Packet Access-HSDPA) a fost stabilit că standard în 3GPP Varianta 5 cu primele specificaţiile puse la dispoziţie în martie 2002. Rata iniţială a datelor a fost de 1,8 Mbps şi a crescut la 3,6 Mbps în cursul anului 2006. Până la sfârşitul anului 2007, 7,2 Mbps, cu rata maximă a datelor de 14,4 Mbps propusă pentru viitoarele versiuni.

Că urmare a succesului protocolului HSDPA, în decembrie 2004, 3GPP Lansare 6 introduce E-DCH (Enhanced-Dedicat Channel), cunoscut sub numele de acces de mare viteză pentru încărcarea pachetelor (High Speed Uplink Packet Access-HSUPA). HSUPA a început să fie implementat la sfârşitul anului 2007, cu rată a datelor maximă de până la 1,45 Mbps şi valori de peste 10 Mbps în versiunile ulterioare. În Figura de mai jos, este prezentată evoluţia ratelor de biţi pentru utilizatori şi timplul dus-întors (Round Trip Time-RTT) ale sistemelor.

HSDPA şi HSUPA implementate împreună sunt denumite acces de mare viteză pentru pachete (High Speed Packet Access-HSPA). HSPA este implementat deasupra(“on top of”) reţelelor 3G, minimizând modificările de echipamente, cu rate ale datelor de peste 2 Mbps în descărcare (DL) şi până la 1 Mbps în încărcare (UL), păstrând latentă sub 100 ms. Aceste caracteristici fac HSPA atractivă pentru aplicaţiile ce necesită date puţine şi latentă scăzută, cum ar fi voce peste IP(VoIP). Această migrare către IP va oblige operatorii de telefonie mobilă să furnizeze o anumită calitate abonaţilor, şi menţinerea în acelaşi timp a controlului resurselor.

La începutul anului 2008, existau mai mult de 200 de operatori de UMTS din 85 de ţări diferite şi aproape 70 de reţele erau planificate sau în faza de implementare. În ceea ce priveşte HSPA, mai mult de 170 de operatori din peste 74 de ţări ofereau HSDPA, şi se planifică lansarea a peste 60 de reţele suplimentare.

3

HSUPA era disponibil la 26 de operatori şi 132 de reţele planificate. Figura de mai jos o prezintă o descriere a noilor servicii puse la dispoziţie de HSPA, precum şi cerinţele noilor servicii.

Viitoarele tehnologii cuprind utilizarea Multiple Input Multiple Output (MIMO), ceea ce va îmbunătăţi capacitatea şi va oferi un debit mai bun în zonele urbane. MIMO dispune de de propagare multidirectionala, şi Multiplexare Cu Divizare în Frecvenţa Ortogonală (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM) îmbinat cu acces la pachete de mare viteză prin OFDM (High Speed OFDM Packet Access-HSOPA), fiind parte a 3GPP evoluţie pe termen lung (Long Term Evolution-LTE). Rata biţilor pentru LTE va fi de 326 Mbps, în DL(downlink), şi până la 86 Mbps în UL(uplink), la 20 Mhz FDD (Frequency Division Duplex), care va îmbunătăţi şi mai mult experienţă utilizatorului.

LTE va utiliza servicii şi capacitate mare de bandă largă mobilă (broadband), oferind o acoperire mai mare la un preţ mai bun. Va permite interoperabilitate între modurile Frequency Division Duplex (FDD) şi Time Division Duplex (TDD), scalabilitatea va face posibilă funcţionarea într-o gama a lăţimii de bandă între 1.4-20 MHz, latentă redusă şi tranziţii de la inactiv la activ. În ianuarie 2008, specificaţiile tehnice LTE au fost aprobate de 3GPP, fiind incluse în Varianta 8.

GENERAŢIA 1 GENERAŢIA 2 GENERAŢIA 2+ GENERAŢIA 3Transport analog Transport digital Transport digital Transport digitalÎn principal voce În principal voce În principal voce Voce şi video

Date in banda vocala Date transmise digital Mai multe date transmise digital

In principal date transmise digital

Transmisie pe circuite comutate

Transmisie pe circuite comutate

Realizează şi transmisii de pachet

In principal pachete comutate

Roaming În sistem local sau regional

Roaming regional şi global

Roaming regional şi global

Roaming regional şi global

4

2.UMTS

Sistem de Telecomunicaţii Mobile Universal -Universal Mobile Telecommunications System

Reprezintă un sistem mobil aparţinând generaţiei a treia mobile bazat pe standardul GSM. Elaborat şi întreţinut de 3GPP, acesta face parte din standardul IMT-2000 la nivel mondial şi se foloseşte de tehnologia de acces radio W-CDMA.

Arhitectura de rețea

După cum se specifică de către 3GPP, există două tipuri de interfete radio pentru UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA): FDD (frequency-division duplexing) şi TDD (time-division duplexing). UMTS în general foloseşte FDD cu W-CDMA pentru acces multiplu şi divizarea frecvenţei pentru duplexare, astfel canalele de descărcare şi încărcare se folosesc de frecvenţe diferite.

Trei module arhitecturale de nivel înalt compun rețeaua UMTS: Echipamente de utilizator (User Equipment-UE), UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network) și Nucleul Rețelei (Core Network-CN). UE interacționează cu utilizatorul. UTRAN este responsabil cu interfața radio și permite conexiuni la CN, care este responsabil pentru interacțiunea cu rețelele externe, cum ar fi Retele Mobile Publice Terestre (Public Land Mobile Networks -PLMN), rețelele telefonice publice de comutatie (Public Switched Telephone Networks-PSTN), Retele Digitale cu Servicii Integrate (Integrated Services Digital Networks-ISDN), și Internet

Structura arhitecturii rețelei este prezentată în figura de mai jos:

5

UE este compus din:

Echipament Mobil (ME)-responsabil pentru comunicatia radio prin interfața Uu, folosind WCDMA

Modul de identificare a abonatului UMTS (UMTS Subscriber Identity Module -USIM), card care stochează identitatea abonatului si cheile de autentificare si criptare.

UTRAN este format din unul sau mai multe RNS-uri (subsisteme ale retelei radio-“Radio Network Subsystems”) care la randul lor sunt formate din urmatoarele elemente:

Nodul B- efectuează conversia fluxurilor de date din interfața radio Uu la interfața logica Iub, și participa la Managementul Resurselor Radio (Radio Resource Management -RRM); Acesta poate controla una sau mai multe celule dar de obicei acestea sunt in numar de trei cu o deschidere de 1200. Aria de acoperire este impartita in mai multe celule de dimensiuni mai mici cu frecvente diferite pentru a evita interferenta, dar aceasta duce la limitarea capacitatii celulei din cauza limitarii spectrului de frecvente :

6

Controler pentru reţeaua radio (Radio Network Controller-RNC) care controlează Nodurile B şi efectuează RRM, cum ar fi alocarea de cod, controlul exterior de putere în buclă, programarea transmisiei pachetelor, criptarea datelor înainte de transmisie către utilizator şi predarea controlului (handover control). RNC poate avea 3 roluri: RNC aflat în control (Control-RNC) dirijaza resursele logice ale punctelor de acces UTRAN, RNC subordonat (Serving-RNC) din capătul interfetelor Iub şi Iu, şi Drift RNC (DRNC), care este oricare alt RNC, altele decât SNRC, controlând celulele utilizate de cătreterminalul mobil, fiind capabil de a efectua divizare macro şi despicare. Interfaţă Iu permite transfer uşor (soft handover-SHO) între nodurile B aparţinând diferitelor RNC-uri.

CN a fost adaptat de la bine-cunoscutul GSM. În UMTS, are urmatoarele elemente:

Registrul de locatie local (Home Location Register-HLR) - bază de date care stochează informații despre utilizatori, cum ar fi serviciile permise, locație pentru apeluri de rutare, și preferințele. Fiecare utilizator al unei rețele trebuie să fie înregistrat la HLR-ul retelei;

Centrul de comutatie mobila (Mobile Switching Centre-MSC)/ (Visitor Location Register-VLR) - este un element de rețea cu două funcții: este responsabil pentru comutarea conexiunii de voce și de date în domeniul CS (Comutatie de circuite - Circuit Switched), VLR fiind o bază de date care conține toți utilizatorii activi din rețea, precum și o locație mai exactă a UE;

Gateway MSC (GMSC)-este un comutator pentru interacţiunea cu rețelele externe domeniului CS;

Nod de suport pentru serviciul GPRS (Serving GPRS Support Node-SGSN)- este un comutator cu aceleași funcții ca și MSC/VLR, dar pentru conexiuni din domeniul PS (Comutație de pachete-Packet Switched);

Gateway GPRS Support Node (GGSN)-echivalent cu GMSC dar pentru domeniul PS.

Interfaţă Radio

UMTS foloseşte WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), o Interfaţă cu spectrul împrăştiat de bandă largă cu secvenţă-directă şi acces multiplu cu diviziune în cod (DS-CDMA), cu o viteză de chip de 3.84 Mbps , rezultând un canal radio de 4.4 MHz şi separare de 5MHz. Frecventele în Europa pentru bandă UTRA/FDD sunt: [1920,1980] MHz pentru încărcare (Upload) şi [2110,2170] MHz pentru descărcare (Download). Capabilităţile WCDMA: rate mari de biţi, întârziere scăzută, mobilitate bună pentru pachete de date şi de voce, posibilitatea de voce în timp real (Real Timp-RT) şi inter-lucru cu reţelele GPRS/GSM existente.

Controlul puterii, soft şi softer handover şi sunt caracteristici cheie în interfaţă WCDMA. Fără control al puterii, un singur MT ar putea bloca o întreagă celulă. WCDMA aplică două tipuri de control al puterii: buclă închisă, pentru a evita folosirea puterii excesive, şi prin urmare, o creştere de interferenţă, şi buclă exterioară, pentru a regla raportul semnal la interferenţă (ŞIR) din fiecare conexiune individuală.

Softer handover se petrece atunci când MT este în aria de acoperire comună a două sectoare din acelaşi nod B, având două canale diferite ale interfatei. În soft handover (SHO), cele două sectoare sunt asociate cu diferite noduri B. În softer handover combinarea se face la Nodul B, în timp ce în SHO se face la RNC. Datele din straturile superioare sunt redirecţionate în canalele de transport, care sunt mapate pe diferite

7

canale fizice. Sunt definite două tipuri de canale de transport: canale dedicate, fiecare rezervat pentru un singur utilizator, şi canale comune, partajate între toţi utilizatorii din interiorul celulei.

În specificaţiile UTRA există doar un singur canal de transport dedicat, numit Canalul Dedicat (Dedicated Channel DCH), un canal UL sau DL responsabil cu transportul datelor tuturor utilizatorilor, ce include datele pentru serviciul cerut, precum şi datele de control, şi de asemenea informaţii din nivelele superioare.

DCH suportă controlul rapid al puterii, schimbări rapide ale ratei de date pentru transmitere cadru-cu-cadru, utilizarea antenelor adaptive, şi SHO, fiind mapate pe canal fizic de date dedicat (Dedicated Physical Data Channel-DPDCH) pentru datele utilizatorului, şi pe canal fizic de control dedicat (Dedicated Physical Control Channel-DPCCH) pentru informaţii de control. În ceea ce priveşte canalele comune, în DL are canalului de broadcast (CCB), canalul de redirecţionare (Forward Access Channel-FACH), canalul de paginare (Paging Channel-PCH) şi canalul de descărcare comun (Downlink Shared Channel-DSCH).

BCH este utilizat pentru a trimite informaţii specifice pentru sistem şi celulă, cum ar fi codurile de acces aleatoriu disponibile. Se transmite cu putere mare şi debit scăzut de date, deoarece trebuie să fie decodificat de către toate terminalele mobile din aria de acoperire a nodului B. BCH este legat la canalul comun fizic primar de control (Primary Common Control Physical Channel-PCCPCH).

FACH conţine informaţii de control pentru terminalele mobile din zona de acoperire a celulei, şi poate fi de asemenea utilizat pentru comunicaţii de date sub formă de pachete. Se transmite cu debit scăzut de date, astfel încât să poată fi recepţionat de către toate terminalele mobile din aria celulei, şi nu utilizează controlul rapid al puterii. Se conectează la canalul comun fizic secundar de control (Secondary Common Control Physical Channel-SCCPCH).

PCH transporta date necesare pentru procedura de paginare, de exemplu, atunci când reţeaua intenţionează să iniţieze o comunicare cu un anumit utilizator. Este întotdeauna transmis pe celulele în care utilizatorul este de aşteptat să fie. La fel că şi FACH, PCH este de asemenea mapat pe SCCPCH.

DSCH este folosit pentru a transporta datele dedicate ale utilizatorului şi informaţiile de control, fiind împărţit de mai mulţi utilizatori. Această suportă controlul rapid de putere şi o rată variabilă de date pentru transmisiune cadru-cu-cadru, fiind mereu asociat cu un DL DCH. Contrar celorlalte canale comune de transport, DSCH nu trebuie obligatoriu să fie recepţionat în întreaga celulă. Se mapează pe canalul fizic comun de descărcare (Physical Downlink Shared Channel-PDSCH).

În UL, există două canale de transport comune: canalului de acces aleatoriu (Random Access Channel-RACH) şi canalul comun de pachete (Common Packet Channel-CPCH) utilizat pentru a transporta pachete de date ale utilizator. RACH este utilizat pentru a transporta informaţie de control de la MT la reţea, cum ar fi solicitările de a crea conexiuni, şi poate fi de asemenea utilizat pentru a transmite pachete mici de date. Se transmite cu ajutorul controlului puterii în buclă deschisă, şi este legat la canal fizic cu acces aleatoriu (Physical Random Access Channel-PRACH). Se transmite folosind control rapid de putere, şi foloseşte tehnici de prevenire a coliziunilor atunci când alţi utilizatori fac de asemenea conexiuni bazate pe pachete.

Din cele şase canale comune prezentate,decât BCH, RACH, FACH and PCH sunt obligatorii pentru funcţionarea de baza a reţelei, DSCH şi CPCH fiind opţională. Când CPCH este prezent, alte patru canale fizice, canalul de indicare a stării (Status Indication Channel-CSICH), canalul de indicare a coliziunii (Collision Detection Indicator Channel-CD-ICH), canalul de indicare a asignării canalului (Channel Assignment Indicator Channel-CA-HIC) şi canalul de atribuire a accesului preambul (Access Preamble Acquisition Channel-AP-Aich) sunt necesare pentru procedurile de acces CPCH.

8

Există, de asemenea alte canale fizice, precum canalul de sincronizare (SCH), canalul comun pilot (Common Pilot Channel-CPICH), canal de indicare a paginării (Paging Indication Channel-PICH) şi canalul de indicare a atribuirii (Acquisition Indicator Channel-AICH), care nu conduc nici un canal de transport. Aceste canale transporta informaţii relevante pentru procedurile de la nivelul fizic. Este necesar SCH pentru procedurile de căutare a celulelor, CPICH ajută estimarea canalului la nivelul terminalului mobil, PICH oferă modul de repaus (sleep) pentru MT, fiind operat împreună cu PCH, iar AICH indică terminalului mobil unei secvenţe aleatoare de acces.

Interferenţă şi capacitatea în UMTS

Acestea sunt semnificativ diferite de cele asociate GSM-ului, deoarece, în UMTS, interferența și capacitatea sunt dependente de utilizator. La WCDMA este prezenta o reutilizare a frecvenței de 1, ceea ce înseamnă că sistemul este, de obicei, cu interferenta limitată.

Există 3 parametri principali de limitare a capacităţii: numărul de coduri disponibile în DL, încărcarea sistemului (atât UL și DL) şi puterea partajată de transmisie pentru DL. Numărul de coduri de canal disponibile limitează numărul de utilizatori activi simultan în cadrul sectorului de celule. Pe măsură ce crește rata datelor, factorul de împrăștiere (Spreading Factor-SF) trebuie să scadă pentru a permite rate mai mari, ceea ce duce la o scădere a utilizatorilor permişi în rețea. Cu un SF4, rata maximă teoretică a datelor ar fi 936 kbps și doar 3 utilizatori ar putea fi serviti, deoarece cel puțin o ramură a arborelui codor cu factor de imprastiere ortogonal variabil (Orthogonal Variable Spreading Factor-OVSF) este rezervată pentru informații de control a rețelei, în cazul în care sunt transmise mai multe canale de control cu SF inferior. Nu se recomandă utilizarea de coduri aleatoare în acelaşi sector, pentru că ar scădea ortogonalitatea canalelor de DL, și, prin urmare, ar duce la creșterea interferenței. Valoarea maximă pentru SF este limitată pentru a asigura un minim QoS, deoarece valorile ridicate ale SF ar crește valoarea interferentei.

În ceea ce privește încărcarea sistemului, este necesar să se diferențieze UL de la DL, deoarece acesta din urmă are o limită a puterii de transmisie, iar fluxul de trafic nu este simetric între UL și DL. Pe măsură ce crește sarcina în UL, este nevoie de o marjă de interferența mai mare, ceea ce duce la o scădere a ariei de acoperire a celulei. Factorul de încărcare UL poate fi definit ca:

ηUL=(1+ i)∑j=1

Nu 1

a+GP j

EbN0

∗ν j

Unde:

νj=factor de activitate al utilizatorului j (de obicei 0.67 pentru voce si 1.0 pentru date)

Eb=energie pe bit

GPj=gain pentru utilizatorul j definit drept Rc/Rbj

I=raportul de interferenţei pentru intra-celular

N0=puterea zgomotului

Nu=numarul de utilizatori per celula

9

Rbj= rata de biţi pentru utilizatorul j

Rc= WCDMA chip rate

Pentru DL factorul de încărcare este:

ηDL=∑j=1

Nu

ν j

EbN 0

GP j

[( 1−α j )+i j]

Unde:

αj = ortogonalitatea canalului DL pentru utilizatorul j (între 0.4 şi 0.9 in canale multiple)

ij= raportul de interferenţă inter la intra celular pentru utilizatorul j

Principala diferenţa dintre factorii de încărcare UL şi DL este că în acesta din urmă puterea de transmisie maximă nu variază cu numărul de utilizatori activi, fiind împărţită de către toţi utilizatorii, în timp ce la UL, fiecare MT are propriul transmiţător. Acoperirea în mediul rural depinde mai mult de factorul de încărcare UL şi de puterea de transmisie limitată a terminalului mobil. Pentru celule micro sau pico urbane, destinate livrării unor rate de date superioare, capacitate este limitată de factorul de încărcare al DL.

Creşterea zgomotului este definit prin relaţia de mai jos şi ar trebui să fie egală cu marja de interferenţă pentru link-ul respectiv. Când ηUL sau ηDL se apropie de 1, sistemul ajunge la capacitatea sa maximă şi creşterea zgomotului tinde la infinit. Ar trebui să se utilizeze ecuaţiile de încărcare de mai sus pentru a anticipa capacitatea celulelor, precum şi creşterea zgomotului în faza de planificare, pentru a evita apariţia de zone neacoperite.

M I ULDL

[dB ]=−10 log (1−ηUL

DL

)

Puterea de transmisie a DL este de asemenea un factor de limitare a capacității de celulă. Prin urmare, este necesar să se calculeze puterea de transmisie totală a Nodului B, care poate fi exprimată ca:

PT [W ]=N rf Rc∑

j=1

Nu

ν j

(EbN 0

) j

GP j

∗Lpj

1−ηDL

Unde:

ηDL = valoarea medie a factorului de încărcare DL din celulă

Lpj= pierderile pe legătură dintre nodul B şi utilizatorul j

Nrf= densitatea spectrală a zgomotului pentru receptorul MT (între -169 şi -165 dBm)

Creșterea puterii emițătorului din Nodul B, cu scopul de a crește capacitatea celulei, nu este o tehnică eficientă. Divizarea puterii emițătorului in mai multe frecvențe este o abordare adecvată pentru a crește capacitatea, deși este posibilă decat atunci când mai mult de 1 frecvenţa poate fi alocată per celulă.

10

Admitere unui apel și controlul incarcarii (load) în RRM sunt principalii algoritmi responsabili de menţinerea parametrilor într-un interval ce garantează o operare stabilă a reţelei.

Servicii şi aplicaţii

UMTS a fost conceput pentru a oferi servicii flexibile, în locul sistemelor 2G, care au fost concepute pentru o livrare eficientă a vocii. Servicii noi pot apărea fără o anumită optimizare a reţelei. Adoptarea de multimedia sub-sistem IP (IMS), alături de protocolul de initializare a sesiunii (Session Initiation Protocol-ŞIP) permite introducerea rapidă a noilor servicii bazate pe aplicaţii şi protocoale de Internet, comasarea internetului cu lumea mobilă.

Serviciile oferite de reţelele UMTS au fost împărţiţi în patru clase de trafic, cu cerinţe diferite QoS,şi anume, cea de conversaţii (Conversational), Streaming, Interactivă (Interactive) şi fundal (Background). Aceste patru clase se disting, de fapt, prin sensibilitatea lor la întârziere: clasa de conversaţie este destinată pentru traficul de voce, fiind cea mai sensibilă la întârziere, în timp ce clasa de fundal este destinată pentru schimbul de informaţii, date, fiind cea mai toleranţă la întârziere. Tabelul de jos ilustrează clasele de UMTS QoS. Aceste clase de trafic nu sunt obligatorii; de exemplu, o aplicaţie interactivă de obicei, se poate folosi de clasa pentru conversaţii, în cazul în care are cerinţe de întârziere severe.

Clasa de trafic De conversaţie Streaming Interactiva Fundal

Caracteristici fundamentale

Păstrarea relaţiei (variaţiei) de timp între entităţile informationale din stream

Model de conversaţie (riguros şi cu întârziere mică)

Păstrarea relaţiei (variaţiei) de timp între entităţile informationale din stream

Model cu cerere a răspunsului

Protejarea conţinutului transportat

Destintatia nu aşteaptă sosirea datelor într-un anumit interval de timp

Protejarea conţinutului transportat

Timp real DA DA NU NUsimetrie DA NU NU NU

Comutare CS CS PS PSRată garantată DA DA NU NU

Întârziere Minimă şi fixă Minimă şi variabilă

Moderată şi variabilă

Foarte variabilă

Exemplu de aplicaţie

Voce Streaming Video

Navigare internet

E-mail

Clasa de conversaţie include voce, deoarece această este clasa cu cerinţele de întârziere stricte, cum ar fi păstrarea relaţiilor de timp în fluxurile de date şi întârzierea redusă (mai puţin de 400 ms) pentru a asigura o calitate bună a vocii. Codec-ul de voce utilizat în UMTS este Adaptive Multirate (AMR), cu opt surse de

11

date. Acesta utilizează Transmisie Discontinuă (Discontinuous Transmission-DTX) pentru a reduce rata biţilor, ceea ce duce la scăderea interferenţei şi în consecinţă creşterea capacităţii. Un alt codec este, de asemenea implementat, cel de bandă largă AMR (Wideband-AMR-WB), cu îmbunătăţiri de calitate faţă de cel standard AMR sau chiar linia telefonică fixă, din cauza unei lăţimi de bandă audio între 50 şi 7000 Hz. O altă aplicaţie care se întâlneşte în clasa de conversaţie este VoIP, care, aşa cum sugerează şi numele, este o aplicaţie care rulează pe IP, folosind PS, ce necesită comprimare de antet IP şi diferenţiere QoS pentru a satisface cerinţă de întârziere minimă necesar pentru clasa de conversaţie. Telefonia video se potriveşte, de asemenea în clasa de conversaţie, deoarece are cerinţe similare pentru întârziere că şi cele de voce, şi chiar mai stricte din punct de vedere al ratei de eroare pe bit (Bit Error Rate-BER), din cauza compresiei video. Telefonia video pot fi transmisă în CS sau PS.

Clasa de streaming include partajare audio și video in timp real (RT), și poate fi considerata o nouă aplicatie în sistemele de telecomunicații. Ca si clasa de conversație, este nevoie de conservarea relației de timp între pachete. Acest lucru se realizează prin folosirea bufferelor în aplicații finale.

Clasa interactiva include navigarea pe internet și jocurile multiplayer online. Această clasă se caracterizează prin solicitarea răspunsului și protejarea/conservarea conținutului. Pentru navigarea pe internet, întârzieri mari pot aparea. Pentru a avea o bună experiență, întârzierea ar trebui să fie mai mica de 4-7 s. În jocurile video multiplayer, RTT(Round-Trip Time) este un parametru foarte important, mai ales în jocuri de actiune multiplayer, în care întârzierea capat-la-capat ar trebui să fie mai mică de 100 ms.

Clasa de fundal tolerează cele mai mari întârzieri, deoarece nu există impuneri asupra timpului de intarziere. Ca si in cazul clasei Interactive, această clasă nu tolereaza erori de transmisie. Aplicațiile din această clasă realizeaza transmiterea de resurse atunci când nici una din celelalte clase nu este activ. Schimbul de e-mail-uri, serviciul de mesaje multimedia (MMS) și descărcarea de baze de date sunt aplicații în această clasă.

O data cu trecerea la HSDPA si HSUPA si au facut aparitia si aplicatii mai noi ce se folosesc de performantele sporite ale acestor tehnologii.

3 HSDPA

În această secţiune, principiile esenţiale pentru HSDPA sunt prezentate pe baza. Caracteristicile principale şi noile canale sunt introduse în secţiunile 2.1.1 şi acoperirea şi capacitatea sunt analizate în 2.3.2, în timp ce tehnicile RRM sunt prezentate în subsecţiunea 2.3.3.

Principalele caracteristici

Odată cu necesitatea pentru rate mai mari de date(HIGHER DATĂ RATEŞ), 3GPP au lansat Realese 5 în martie 2002 acoperind primele specificaţii HSDPA cu ratele de date aşteptate după 10 Mbps. HSDPA îmbunătăţeşte capacitatea şi eficientă spectrală fiind la dezvoltate împreună cu Release99 împărţind toate elementele de reţea.Acestea au avut nevoie de un upgrade de soft şi un nou MT pe partea de utilizator. Deşi a fost proiectat pentru traficul non - RT, simulările arată că HSDPA oferă suficientă capacitate pentru rată de biţi scăzută şi aplicaţii cu latentă redusă cum ar fi VoIP.

În timp ce controlul la Release99 se bazează pe RNC, şi Nodul B are numai o funcţionalitate de control al puterii, în HSDPA, planificarea şi legătură rapidă bazată pe retransmisia de nivel fizic au fost mutate la Nodul B, minimizând latentă şi schimbând structura RRM. Cu HSDPA, retransmisia RNC poate fi aplicată

12

pe partea de sus a stratului fizic, folosind Radio Link. ontrolul / Confirmare (RLC / ACK) in caz de esec la nivelul fizic.

O altă modificare importantă este faptul că HSDPA nu acceptă SHO. Rate mai mari de date sunt realizate prin utilizarea unei noi modulaţii de ordin superior, 16 Quadrature Amplitude Modulation (16QAM), cu 4 biţi pe simbol, care pot fi utilizaţi doar în condiţii bune de canal de radio, din cauza limitelor de decizie suplimentare: faza şi estimări de amplitudine. Quaternary Phase Shift Keying (QPSK) este folosită de obicei pentru a maximiza acoperirea şi robusteţea. HSDPA introduce Modularea Adaptivă şi Codificarea (AMC), care adjusteaza modularea şi sistemul de codificare la condiţiile pentru canalul de radio, şi, împreună cu 16QAM, permite rate mai mari de date.

Aşa cum este definit 3GPP Varianta 5, DCH este necesar pentru funcţionarea HSDPA, deoarecea Signal Radio Bearer (SRB)este mutat pe DCH pentru pachete de date, dar nu suportă funcţionalităţile HSDPA DCH, cum ar fi controlul puterii rapid sau SHO. Pentru Release6, fracţionalul - DCH (F - DCH) a fost creat pentru a manevră controlul puterii, atunci când numai serviciile de pachete sunt active, permiţând un număr mai mare de utilizatori cu rate mai mici de date.

Pentru funcţionarea HSDPA, un nou canal de date utilizator, High - Speed Downlink Shared Channel (HS - DSCH) mapat pe High-Speed Downlink Shared Channel (HS - PDSCH) a fost creat. Alte două canale, High-Speed Shared Control Channel (HS-SCCH) în DL, şi High-Speed Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH) în UL, au fost adăugate pentru semnalizare.

HS-DSCH este un canal de transport pentru datele utilizatorului, acceptând nouă modulaţie de 16QAM. Planificarea Node B cu o transmisie a intervalului de timp (TTI) de 2 ms, şi transmiterea rapidă a stratului fizic folosind ARQ hibrid (HARQ), cu două tipuri de retransmisie combinate: retransmisie identică, numită şi Chase (soft), sau retransmisie non-identică, de asemenea, numită şi redundanţa incrementală (IR). Nu există nici un control de putere sau SHO, deoarece există o singură celulă de servire HS-DSCH. Doar o SF16 fixată este utilizată, cu un maxim de 15 coduri pe MT permiţând o rată teoretică maximă de 14,4 Mbps. Doar o codare rapidă este folosită pentru o performanţă mai bună a ratei de date ridicate decât cea convoluţionara.

HS-SCCH transmite informaţie critică pentru ceas, are un slot cu 2 offseturi faţă de HS-DSCH, pentru a permite MT să demoduleze corect codurile. Acesta utilizează modularea QPSK şi un SF128 cu 40 biţi per slot, şi nu are biţi de control al puterii, chiar dacă controlul puterii poate fi utilizat, în funcţie de Channel Quality Information (CQI) sau asociat cu Dedicated Physical Channel (DPCH).

HS-SCCH este impartit in doua parti: prima poarta informatiile necesare pentru dezimprastiere codurile corecte, iar al doilea poarta informatii mai putin importante, cum ar fi Automatic Repeat Request (ARQ. Pentru a utiliza multiplexarea codului, in special in prima etapa de desfasurare cu capacitati limitate MTS, mai mult de un HS-SCCH are nevoie sa fie transmis, cu numarul maxim de HS-SCCH pe MT fiind limitat la 4.

HS - DPCCH este canalul UL necesar pentru startul fizic de feedback pentru a sustine adaptarea legaturii si stratului fizic de retransmisie. Acest canal a fost creat pentru a parasi canalele DCH si Release99 neschimbate. Are un SF256 fixat si o structura cu trei sloturi,primul slot utilizat pentru informatii HARQ, care este transmis intotdeauna atunci când exista o decodificare corecta a HS - SCCH, iar celalalte doua sloturi pentru CQI. CQI este trimis de la MT pentru a consulta rata de date de asteptare a planificatorului Nod B care urmeaza sa fie primite de catre MT in urmatoarea TTI.

Performanta, Capacitate si Acoperire

13

Performanta HSDPA depinde de algoritmii de retea, scenarii de implementare, trafic generat, QoS si performanta receptorului MT si capacitate. Ca un canal partajat folosit, performanta ultimului utilizator este, de asemenea, dependenta de numarul de utilizatori activi. Exista 12 categorii HSDPA MT, cu diferite rate maxime de biti DL, intre 0,9 si 14,4 Mbps, tabelul C.3.

In scopul de a evalua performanta HSDPA, metrica Eb / N0 nu este utilizata, deoarece rata de biti HS- DSCH variaza in fiecare TTI in funtie de utilizarea diferitelor modulatii si scheme de codificare Rata Efectiva de Cod (ECR)si numarul de canale HS - PDSCH. Semnalul de interferenta plus ratia de zgomot (SINR) este folosit in loc de Eb / N0 pentru planificarea legaturii de buget si dimensionarea retelei HSDPA. Media HS - DSCH SINR pentru un receptor Rake cu o singur antena poate fi definit ca :

Unde:

• SF16: HS-PDSCH SF of 16;

• PHS-DSCH: primeste puterea de la HS-DSCH insumand toate codurile active HS-PDSCH;

• Pintra: primeste interferente intra-celula;

• Pinter: primeste interferente inter-celula

• Pnoise: primeste puterea de zgomot.

Pentru analiză performanţelor, măsurarea instantanee HS-DSCH SINR este de obicei folosită,această fiind definită că măsurarea SINR pe canalul HS-DSCH pentru a realiza un specific a Ratei blocului de eroare (BLER) pentru numărul de coduri HS-DPSCH, modulaţie şi sistem de codificare folosit.

În timp ce în 3GPP Varianta 99, pentru a atinge rată de date necesare pentru tipul de serviciu, de voce sau de date, există o cerinţă privind Eb / N0, în HSDPA, datorită utilizării de AMC, rată de date este o funcţie continuă de disponibilitatea HS-DSCH SINR. În Figura 2.2, este prezentată rată medie de date în funcţie de media HS-DSCH SINR, inclusiv efectele de adaptare a legăturii şi HARQ cu urmărire combinate, pentru MTS cu 5, 10 şi 15 coduri HS-PDSCH. Pentru valori mai mici ale SINR, QPSK este folosit, în timp ce pentru valori mai mari ale SINR sunt utilizate condiţiile de canal de radio, 16QAM.

Pentru dimensionarea reţelei, pilot Ec / I0 pentru caluculul energiei per chip la interfata , în funcţie de media de bandă largă Primary-CPICH (P-CPICH),este de asemenea folosit pentru a evalua media debitului unui singur utilizator. Media SINR poate fi exprimată că o funcţie de mediu P-CPICH folosind (2.6) şi debitul mediu poate fi calculat decât utiliutilizand Figura 2.3.

Rată de date efectivă suportată este realizată cu 15 coduri HS-PDSCH şi se apropie de limita teoretică Shannon - fără erori, rată de date maximă care poate fi transmisă de o lăţime de bandă specifică în prezenţa de zgomot şi interferenţă - cu o diferenţa de aproximativ 2 dB.

14

unde:

• PHSDPA: HSDPA transmisia de putere;

• PTx: total Node B transmisia de putere ;

• Ppilot: P-CPICH puterea transmisa;

• ρpilot: P-CPICH Ec/I0cand HSDPA ste activa.

Efectul utilizării modulatiei, QPSK sau 16QAM, în debit este prezentată în figura 2.3, că o funcţie de HS-DSCH SINR pentru două tipuri de canale UIT:” pedestrian-A”, pentru viteză MT scăzută şi mediu de micro-celular, precum şi “vehicular-A”, pentru viteze mari MT şi a mediului macro-celular (“higher delay power profile”). Pentru valori mai mari a SINR imbunatatirea mediului 16QAM este de aproximativ 2 Mbps.

In prima faza a HSDPA cu MTs suporta doar 5 coduri HS-PDSCH, HSDPA este de asteptat pentru a oferi un câstig de ordinul a 70% din capactitate, in principiu datorita adaptarii rapide a legaturii, pentru HARQ, si a mai multor utilizatori câstigul de capacitate obtinut cu utilizarea proportionala Proportional Fair (PF) scheduling.

Cu un operator de transport HSDPA dedicat, capacitatea depinde de numarul de coduri HS-PDSCH utilizat, de tipul de scenariu considerat de tipul de serviciu, iar in cazul in care se utilizeaza codul multiplexat (luând in considerare 5 coduri de multiplexare). Cum era de asteptat, cu un numar mai mare de coduri HS-PDSCH, se realizeaza un randament mediu superior. Utilizarea a 5 coduri de multiplexare reduce capacitatea totala, ca urmare a necesitatii de transmitere 2 canale HS-SCCH si a necesitatii de a programa mai mult de un utilizator pe TTI.

15

Considerând VoIP, numărul de utilizatori depinde de întârzierea maximă tolerată. O toleranţă mai mare de întârziere creşte numărul de utilizatori activi. Cu întârzieri de 80, 100 şi 150 ms, capacitatea este de 73, respectiv, 87, şi 105 de utilizatori. Aceste numere de utilizatori pot fi realizate numai în Release99, prin utilizarea “speech codec” AMR cu rate mici sursă??, prin urmare, calitatea mai slabă. Adaptarea Link, HARQ şi codarea-rapidă asigura această creştere a capacităţii.

În ceea ce priveşte aspectele de acoperire, este important să se asigure o viteză minimă de date de la marginea celulei. Din figura 2.3, SINR este determinată de o rată de date specifică. Prin utilizarea (2,7), este posibil să se exprime transmiterea de putere pentru Node B HS-DSCH în funcţie de SINR, şi prin urmare, în funcţie de debitul de date dorit la marginea celulei.

Unde :

G : Factorul de geometrie (raportul de bandă largă de intră la inter- cell plus zgomotul de interferenţă), cu -3 dB fiind o valoare tipică la marginea celulei ; valori mai mari se obţin atunci candMT este mai aproape deNod B.

Ecuaţia (2.7) poate fi utilizat pentru simplificarea planificării de reţea, pentru a asigura un debit de celule minim în toate zonele de acoperire Nod B, şi de asemenea pentru a define celulă conform serviciilor ţintă.

Managementul resurselor radio - Radio Resource Management

Algoritmi PRM folosind stratul fizic HSDPA, creşte capacitatea şi performanţă ultimului utilizator, fiind de asemenea, responsabilă pentru asigurarea stabilităţii reţelei.

16

Pentru Nod B, HS- DSCH are legătură de adaptare pentru adaptarea rată de date la fiecare TTI şi de control al accesului mediu – viteză mare (MAC - hs), planificarea de pachete pentru a controla când şi cum fiecare utilizator HSDPA este servit. Algoritmii pentru Nod B nu sunt standardizaţi, strategiile care urmează să fie utilizate fiind stabilindu-se de către producători şi operatori. În RNC, alocarea resurselor gestionează coduri de putere şi de canal atribuite Nodul B,controlul de admitere fiind folosit pentru a decide dacă un utilizator nou este acceptat în celulă şi dac acesta va fi servit cu ajutorul HSDPA sau DCH (Release 99). În final, managementul mobilităţii decide celulă de deservire HS- DSCH şi gestionează buffer-ul Nodului B pentru a minimiza pierderea de pachete de date, deoarece nu există nici SHO în HSDPA. Mai departe, nodul B, mecanismul RRM şi algoritmii CME sunt explicaţi în detaliu.

Algoritmul de adaptare a legăturii HS - DSCH ajustează rată de transmisie a datelor bazat pe raportul CQI din UL HS - DPCCH. Chiar şi cu putere de transmisie constanţa pe HS - DSCH, există mai mulţi factori care variază în timp, care produc variaţii SINR HS - DSCH, în ceea ce priveşte puterea totală de transmisie de la serviciul celule HS - DSCH, postul de radio DL şi interferenţă între celule la MT. Rapoartele CQI cu valori cuprinse între 0 şi 30, permit MT-uri cu rate mai mari de biţi.

Programarea rapidă a Nodului B se bazează pe feedback-ul de calitate, capacitatea de MT, disponibilitatea resurselor, starea bufferului, QoS şi prioritate. Există mai mulţi algoritmi de programare, dintre care Round Robin (RR), bazat pe "cel mai bun efort" şi PF, oferind diversitate pentru utilizatori multiplii, acesta fiind cel mai reprezentativ. RR planifică toţi utilizatorii HSDPA cu probabilitate egală, fără a ţine cont condiţiile de pe canalul de radio. Programarea PF se bazează pe informaţii de feedback, oferind o împărţire echitabilă a resurselor între toţi utilizatorii. Parametrii PF pot fi aleşi pentru a maximiza tranziţia de celule totală, doar servind utilizatorii cu o calitate de radio bun, sau pentru a garanta corectitudinea, unde utilizatorii cu calitatea de radio mai rea sunt prioritizati în timp. Modificările în planificatorul PF pot fi introduse pentru a oferi aceleaşi rate medii de date HSDPA pentru toţi utilizatorii din celulă. Alţi algoritmi de programare cu QoS diferenţiate, că Rată minina de bîtă(min-MB) sau maximul de întârziere (max-Del), pot fi folosite. Planificatorul MAC-hs la Nodul B este responsabil şi pentru tratarea în curs de retransmisii HARQ.

În faza iniţială. considerând că MTS poate lucra doar cu 5 din cele 15 coduri disponibile, cod de multiplexare ar trebui folosit pentru a planifică 3 utilizatori simultan, maximizandu-se eficientă spectrală, dar în acest caz, cu 3 coduri HS – SCCH, numai 14 coduri HS- PDSCH sunt disponibile pentru trafic. Codul de multiplexare poate fi, de asemenea, utilizat atunci când există mai mulţi utilizatori cu debit scăzut de date, cum ar fi VoIP. Utilizarea de cod de multiplexare reduce câştigul de diversitate în cazul utilizatorilor multiplii, şi are costul de transmisie o HS- SCCH pe utilizator.

Algoritmul de alocare a resurselor la CRN este responsabil pentru alocarea codului HS - PDSCH Nod B. Eficientă spectrală creşte cu utilizarea mai multor coduri HS - PDSCH, dar codurile de canal utilizate pentru HS - PDSCH nu pot fi folosite pentru versiunea 99, fapt ce poate duce la blocarea apelurilor. În acest caz, alocarea de resurse este de asemenea responsabilă pentru decizia şi eliberarea unora dintre codurile HS- PDSCH, pentru a evita blocarea apelurilor de voce în Release 99. Acest algoritm este de asemenea responsabil pentru alocarea de mai multe coduri HS- SCCH în coduri de multiplexare, şi pentru gestionarea energiei conexiunilor RT DCH.

Planificatorul de pachete controlează puterea de canale non -RT. Cu HSDPA, este necesar să se controleze repartizarea puterii între HSDPA şi canalele Release 99, o abordare fiind aceea de a permite CRN să stabilească valoarea puterii HSDPA pe Nod B, iar celalaltă fiind de a lasă Nodul B să aloce toată puterea non -utilizată din transmisia HSDPA, acesta din urmă conducând la rezultate mai bune.

Soluţia este alocarea de putere între traficul HSDPA şi non- HSDPA pe baza parametrilor QoS : pentru DCH, are clasa de trafic (TC),Prioritate de alocare de retenţie (ARP), şi altele pe interfaţă Iu - PS, iar

17

pentru HSDPA, este Rată de bit garantată(MB), Indicator de programare (SPI) şi timpul de întârziere (DT), interfaţă lub.

Controlul de admitere decide dacă un utilizator nou este admis în celulă şi ce tip de serviciu, DCH sau HSDPA va primi acesta.Utilizatorii video, de voce sau CS sunt servite cu DCH. Pentru utilizatorii PS, şi luând în considerare cerinţele QoS, algoritmul alege tipul de serviciu pe baza măsurătorilor Node B, că putere totală, non- HSDPA şi necesar de putere HS - DSCH, precum şi măsurătorile pilot din MT. RNC poate decide apoi dacă Nodul B are o capacitate suficientă pentru a servi noul utilizator cu serviciul necesar, menţinând toţi ceilalţi utilizatori cu QoS lor specifice.

Un algoritm de control al accesului folosind aceste măsurători şi noile cerinţe HSDPA QoS pentru alocarea resurselor HSDPA poate oferi capacitate atractivă pentru utilizatorii VoIP de înalta calitate. Managementul mobilităţii este responsabil pentru remiteri. HSDPA nu acceptă SHO, deoarece există o celulă HS - DSCH deservită.. Remiterile HS - DSCH sunt sincronizate, permiţând o acoperire completă, mobilitate, precum şi evitarea pierderilor de pachete.RNC stabileşte setul activ şi ia decizia de transfer bazată în mod normal pe măsurători CPICH MT, chiar dacă Nodul B poate forţă un schimb de celule HS - DSCH, din cauza unui canal slab calitate UL HS - DPCCH.

În HSDPA, se pot consideră mai multe tipuri de predare : inter Nod B HS - DSCH pentru HS - DSCH, între diferite Noduri B, intră Nod B HS - DSCH pentru HS - DSCH, între 2 sectoare din acelaşi nod B, şi HS- DSCH la DCH. Ultimul se întâmplă atunci când MT mută într-o zona de non - HSDPA. Predarea DCH pentru HS- DSCH este de asemenea posibilă pentru MT-uri din zonele HSDPA.

În predarea inter Nod B, pierderile de pachete din cauza schimbărilor în celulă de deservire HS- DSCH pot fi minimizate cu modul RNC ACK, sau MT poate semnala CRN pentru a schimbă imediat celulă de servire HS - DSCH. În cadrul aceluiaşi Nod B de predare pierderile de pachete pot fi evitate şi acoperirea UL este îmbunătăţită, deoarece HS - PDCCH este primit simultan de ambele sectoare.

4.HSUPA

Caracteristici principale

După îmbunătăţirea tehnicii HSDPA pentru downlink (canal de descărcare), aceiaşi aprobare a fost făcută către uplink (canal de încărcare). HSUPA a fost adoptat de industria wireless după succesul major al HSDPA.

Obiectivele principale ale HSUPA sunt reprezentate de: Îmbunătăţirea capacităţii de uplink (canal de încărcare); Obţinerea de rate de date mai mari (de exemplu: în anul 1999 avem o valoare de 384 kbps, mult

mai mică decât cele actuale); Îmbunătăţirea interfeţei radio, menţinând toate elementele de reţea neschimbate; Controlul puterii pentru operaţiile sale.

Asemenea tehnicii HSDPA, au fost introduse un nivel fizic, un TTI (“Transmission Time Interval”- Interval de timp pentru transmisie) de 2 şi 10 ms şi de asemenea programarea Nodului B.

Principala diferenţa între HARQ (“Hybrid Automatic Repeat Request” - Cerere automată hibridă de repetare) folosită în HSDPA şi HSUPA este că în cazul celei din urmă este perfect sincronizată, evitându-se astfel nevoia de numerotare a secvenţelor şi este operabilă în SH0 (“Soft Handover”).

18

Tipul de modulaţie folosit BPSK (“Binary Phase Shift Keying“ – Schimbare a cheilor cu faza binară) nu a fost schimbată de când a fost adoptată transmisiunea pe mai multe canale ( în locul acesteia se poate folosi modularea de ordin superior), evitându-se astfel implementările complexe în partea de MT (“Mobile Terminal” – Terminal Mobil).

Folosind strategia HSDPA, programarea a fost mutată în Nodul B. În timp ce HSDPA are structuri “one-to-many” (una la mai multe), în HSUPA se regăseşte structura “many-to-one” (mai multe la una) şi din acest motiv a fost aleasă abordarea cu canale dedicate. În HSDPA, unul din criteriile pentru acceptarea de noi utilizatori este reprezentat de puterea disponibilă de transmisie, iar în HSUPA, cum fiecare MT are propriul transmiţător, resursă comună va fi factorul de zgomot al canalului de încărcare (uplink), conectat direct la nivelul interfeţei. Funcţionalitatea principal a programării este de a menţine factorul de zgomot al canalui de încărcare destul de ridicat, pentru a permite o capacitate mare a celulei, asigurându-ne astfel că nu are loc o încărcare excesivă a acesteia.

Pentru HSUPA au fost introduse canale noi: E-DPDCH (“Enhanced Dedicated Physical Data Channel” – Canal fizic îmbunătăţit dedicat pentru date) pentru datele de utilizator şi E-DPCCH (“Enhanced Dedicated Physical Control Channel” – Canal fizic îmbunătăţirii dedicat pentru control) pentru controlul informaţiei. Pentru scopurile de programare, au fost create E-RGCH (“E-DCH Relative Grant Channel” - E-DCH cu Canal de Aprobare Relativă) şi E-AGCH (“E-DCH Absolute Grant Channel” – E-DCH cu Canal de Aprobare Absolută). Canalul indicator E-DCH HARQ numit E-HICH (“Enhanced Hybrid Indicator Channel”- Canal dedicat îmbunătăţirii indicatorului hibrid) a fost adăugat pt feedback-ul de retransmisie. Canalele dedicate de la lansarea acestora din anul 1999 au rămas neschimbate. Pentru HSDPA, s-a folosit canalul comun, iar pt HSUPA un canal dedicat (pentru retransmisie rapidă şi programare). Fiecare canal dedicat imbuntatatirii (E-DCH) este independent, aceiaşi afirmaţie fiind valabilă şi pentru canalele dedicate (DCH) de la terminalul mobil (MT).

E-DPDCH (“Enhanced Dedicated Physical Data Channel” – Canal dedicat îmbunătăţirii fizice a datelor) este un canal fizic de uplink folosit pentru transmiterea biţilor de informaţie ai utilizatorului, procesate în prealabil de către lanţul de prelucrare al canalului de transport. Acest canal utilizează OVSF(“Orthogonal Variable Spreading Factor” – Factor de Împrăştiere Ortogonal Variabil), suportă transmisiuni paralele multiple, prezintă o putere mare asupra buclei de control şi foloseşte modulaţie BPSK. Practic, noile proprietăţi sunt rapiditatea nivelului fizic HARQ (Cererea Automată Hibridă de Repetare) şi programarea rapidă a Nodului B. E-DPDCH suportă SF2 (“Spreading Factor2”-Factor de Împrăştiere 2), care permite o putere mai eficientă a terminalului mobil (folosit că amplificator) pentru rate mari de date.

Există două TTI (“Transmission Time Interval”- Interval de timp pentru transmisie) pentru E-DPDCH: 10 şi 2 ms. Pentru prima, cadrul este separat în cinci sub-cadre de 2 ms, fiecare corespunzând unui bloc de transport E-DCH (canal dedicat îmbunătăţirii) şi are nevoie de transmisiunea simultană a puterii DPCCH şi a estimaţiei SIR (“Signal to Interference Ratio” – Semnalul raportului de Interferenţă). E-DPCCH este necesar de altfel pentru informarea Nodului B receptor despre formatul acestuia. Rata de bit maxim obţinută că valoare teoretică este de 5.76 Mbps, realizată cu transmisia a două coduri SF2 şi SF4 (“Spreading Factor” – Factor de Împrăştiere).

E-DPCCH (“Enhanced Dedicated Physical Control Channel” -Canal dedicat îmbunătăţirii fizice a controlului) este un canal fizic de uplink care transmite informaţia decodată a E-DPDCH (“Enhanced Dedicated Physical Data Channel” – Canal dedicat îmbunătăţirii fizice a datelor) către Nodul B. Acesta are un factor de împrăştiere fixat SF256 şi transporta 30 de biţi într-un sub-cadru de 2 ms. Pentru cadrul de 10 ms, cel de 2 ms se va repeat de 5 ori şi va permite astfel transmisia de putere redusă. E-AGCH (“E-DCH Absolute Grant Channel” – E-DCH cu Canal de Aprobare Absolută) este un canal fizic de downlink folosit pentru

19

controlul transmisiunii de putere a terminalului mobil în raport cu DPCCH, controlându-se astfel rata de date disponibilă pentru terminal. Pentru cadrul de 2 ms, un bit adiţional numit “absolute grant scope” (aprobarea absolută a domeniului) poate fi folosit pentru a permite sau interzice transmisiunea pentru un proces specific HARQ (Cerere Automată Hibrid de Repetare).

E-HICH (“Enhanced Hybrid Indicator Channel”- Canal dedicat îmbunătăţirii indicatorului hibrid) este un canal fizic de downlink care trimite informatii feedback HARQ pentru transmisiunea pachetelor de tip uplink. În cazul unei decodări corecte, este trimisă o înştiinţare ACK (“Acknoledge”), iar în cazul defavorabil, Nodul B trimite un raport negativ de înştiinţare NACK (“Negative ACK”). Această procedura ACK/NACK este valida doar pentru Nodul B aparţinând setului activ al utilizatorului. Pentru celelelate Noduri B, se vor trimite doar ACK, iar în cazul unei decodări eronate, transmisia nu mai are loc. Această schemă reduce puterea transmisiunii de downlink, având în vedere că pentru aceste Noduri B există o probabilitate mare de receptie incorectă a pachetelor.Până la primirea pachetelor de tip ACK, terminalul mobil va transmite în continuare. Modulaţia, factorul de împrăştiere şi structura sunt la fel că la E-RGCH (“E-DCH Relative Grant Channel” - E-DCH cu Canal de Aprobare Relativă), cu o secvenţă ortogonală de 40 de biţi, permiţând până la 40 E-HICH / E-RGCH pe un singur canal de cod, unde diferenţierea se face prin RRC (“Radio Resource Control” - Controlul de Resurse Radio) de semnalizare. Toate canalele E-HICH trasmise de la acelaşi RLS (“ Radio Link Set” – Set al Linkului Radio) au acelaşi conţinut şi sunt combinabile uşor.

E-RGCH (“E-DCH Relative Grant Channel” - E-DCH cu Canal de Aprobare Relativă) este un canal de downlink folosit pentru a trimite în sus sau jos şi a menţine comenzile electrice, potrivite ajustări ratelor de date. Modulaţia folosită este BPSK cu OOK (“On/Off keying “- Cheie Pornit/Oprit) şi factor de împrăştiere 128.Mesajul transmis depinde de celulă care transmite: pentru celulele din acelaşi Set al Linkului Radio (RLS) E-DCH (Canal Dedicat Imbuntatirii) sunt valabile cele trei comenzi ale puterii, iar pentru celelalte celule sunt valabile doar comenzile de menţinere şi jos, precum cazul ACK/NACK pentru E-HICH (Canal Dedicat Imbuntatatirii Indicatorului Hibrid). Pentru ambele cazuri, nu există transmisiune pentru comandă de “hold” (menţinere). Toate canalele de tip E-RGCH provenite de la acelaşi RLS (Set al Linkului Radio) sunt uşor combinabile.

20

Performanţă, capacitate şi acoperire

Performanţa HSUPA depinde de parametrii precum: algoritmi de reţea, scenarii de implementare, capacitatea de transmisiune a terminalului mobil (MT), performanţă receptorului de tip Nod B şi tipul de trafic considerat.

Pentru HSUPA sunt definite şase clase de terminale mobile (MT), cu rate de bit de uplink între 69 kbps şi peste 4 Mbps. În scopul testării acestora, un set de configurări de canal E-DCH numite FRC (“Fixed Reference Channel “ – Canale de Referinţă Fixate) au fost definite de 3GPP (“Third Generation Partnership Project” – Proiectul de Parteneriat al Generaţiei a 3-a).

În HSUPA, unde nu există AMC (“Adaptive Modulation and Coding” – Adaptare de Modulaţie şi Codare), se poate stabili performanţa metrică că fiind raportul dintre Ec/N0 (“Ec “- “Energy per Chip”- Energia pe fiecare Chip ; “No” - Noise spectral density ratio “ – Zgomotul densităţii spectrale ). Pentru a obţine rate de date ridicate, raportul anterior către Nodul B este necesar să aibe o valoare mare, având că urmare creşterea zgomotului de uplink. Din această cauza, un nivel maxim de zgomot de uplink poate fi definit pentru macro-celule (pentru a asigura o arie de acoperire) si prin urmare, limitând debitele de date foarte mari.

În Figura 2.4 este prezentat transferul mediu de viteză aşteptat pentru terminalul mobil (MT) ca funcţie a disponibiliatii raportului Ec/N0, unde FRC5 (“ Fixed Reference Channel 5“ – Canal de Referinţă Fixat 5) este reprezentativ pentru prima lansare a terminalului, iar FRC2 şi FRC6 sunt reprezentative pentru capabilităţile avansate viitoare ale terminalului (de exemplu: suportul pentru cadrul de 2 ms şi rate de codare foarte mari). Precum era de aşteptat, FRC2 atinge un transfer mult mai mare, cu un maxim chiar sub 3 Mbps, deşi ratele mai mari de date sunt realizate doar pentru valori Ec/N0 ridicate, care în reţelele reale ar putea fi greu de realizat.E-DPCCH (“(“Enhanced Dedicated Physical Control Channel” – Canal dedicat îmbunătăţirii

21

fizice a controlului) trebuie recepţionat corect, iar cum nu există corector de erori pentru acest canal, ar trebui transmis cu puteri ridicate pentru reducerea erorilor.

Pentru HSUPA, au fost introduse noi măsurători: UPH (“User Equipment Power Headroom “– Echipamente de Utilizator cu Putere de Trecere) care informează Nodul B despre resursele de putere valabile şi E-TCFI (“Enhanced Dedicated Channel Transport Format Combination Indicator “- E-DCH cu Transport de Format al Combinaţiei de Indicator) care arată că formatul transportului este transmis simultan pe E-DPDCH (““Enhanced Dedicated Physical Dată Channel” – Canal dedicat îmbunătăţirii fizice a datelor). Măsurarea UPH este similară cu cea a CQI (“ Channel Quality Information” – Informaţia de Calitate a Canalului) în cazul HSDPA, dar având în vedere întârzierile şi inacuratetea măsurătorilor, nu se va putea folosi cu aceiaşi funcţionalitate. Se observă că HSUPA permite o medie a transferului mai mare care imbuntateste rată de bit a utilizatorului, cauza principal fiind stratul fizic HARQ pentru retransmisii.

Ec/N0 per antenna [dB]

Figura 2.4. Transferul HSUPA într-un vechicul A la 30 km/h, fără controlul puterii

Considerând capacitatea HSUPA, folosirea HARQ (“Hybrid Automatic Repeat Request” - Cerere automată hibrid de repetare) şi combinaţia uşoară de retransmitere a acestuia, vor avea loc descreşteri considerabile ale raportului Eb/N0 la Nodul B, având ca efect creşterea eficienţei spectrale de uplink. De altfel , se vor obţine întârzieri şi bruiaj mai mici în retransmisiune. Creşterea BLEP (“Block Error Probability“– Probabilitatea Blocului de Eroare) la prima retransmisie, va conduce la scăderea efectivă a raportului Eb/N0 şi în cele din urmă la creşterea eficienţei spectrale. Pentru un trafic realist, capacitatea de îmbunătăţire din cauza folosirii HARQ este aproximativ de 15 până la 20%.

Utilizarea programării rapide a Nodului B permite o adaptare bună a variaţiilor de interferenţe dar şi o resursă comună mai bună între utilizatori. Cu cât factorul de zgomot de uplink este mai mic în programarea Nodului B, cu atât această programarea permite evitarea supraîncărcării reţelei (în cazul acesta, se reduce timpul necesar pentru a reveni la o stare stabilă).Simulările prezic o îmbunătăţire între 15 până la 20%, din pricina acestei trăsături.

Adoptarea tehnicii HSUPA duce la o bună acoperire pentru rate ridicate de date, că urmare a utilizării de modulartie de ordin scăzut, care îmbunătăţeşte şi simplifică amplificatorul de putere al terminalului mobil (MT). Utilizarea rapidă HARQ (“Hybrid Automatic Repeat Request”-Cerere automată hibrid de repetare) şi programarea Nodului B introduce o capacitatede câştig de 15 până la 60%, în funcţie de mobilitate, trafic şi mediu.

22

FRC5FRC6 FRC2

0

0.5

01.

1.5

2.0

2.5 ]spMb

[ut phgThrou

Aşa cum a fost enunţat anterior, există două TTI (“Transmission Time Interval”- Interval de timp pentru transmisie) disponibile: cea de 2 ms pentru rate de date ridicate (obţinute doar în condiţii bune ale canalelelor radio) şi cea de 10 ms (valoarea standard, pentru acoperirea marginilor de celulă, iar în urmă creşterii pierderilor se fac un număr mai mari de retransmisii). Pentru a extinde acoperirea HSDUPA, utilizatorul poate fi retrogradat de la 2 ms la 10 ms.

Managementul Resurselor Radio

Tehnicile eficiente RRM (“Radio Resource Management” – Managementul Resurselor Radio) în HSUPA permit îmbunătăţirea capacităţii şi a ratei de date disponibile, menţinând reţeaua într-o stare de echilibru. În HSUPA, funcţiile RRM (Managementul Resurselor Radio) sunt divizate între RNC (“Radio Network Controller” – Controler de Reţea Radio), Nodul B şi terminalul mobil (MT). Pentru RNC, controlul admiterii, locaţia resursei, parametrii QoS (“Quality of Services “ – Calitatea Serviciilor) şi mobilitataea managementului sunt descrişi pe scurt. Pentru Nodul B, funcţiile sunt descrise în principal de programarea rapidă a pachetelor.

Controlul admiterii este responsabil pentru acceptarea utilizatorilor noi HSUPA. În luarea acestei decizii, factori precum numărul de useri activi, nivelele de interfaţă de uplink (bazate pe măsurătorilor de RTWP –“Received Total Wideband Power” – Puterea Totală Primită a Benzii), SPI (“Scheduling Priority Indicator “ – Programarea Indicatorului de Prioritate) a noilor apeluri, GBR (“Guaranteed Bit Rate “ – Rata de Bit Garantată) a noilor apeluri, ratele de bit atât pentru DCH şi E-DCH dar şi limitările de downlink sunt analizate pentru admiterea noilor utilizatori HSUPA.

Conexiunile DCH (Canalelor Dedicate), atât CS (“Circuit Switch” – Comutator de Circuit) cât şi PS (“Packet Switch” – Comutator de Pachete) sunt controlate de RNC (Controler de Reţea Radio) pentru admitere, în timp ce programatorul de pachete al Nodului B controlează conexiunile E-DCH PS.

Pentru alocarea resurselor, Nodul B este determinat de RNC. Puterea neutilizată de conexiunile DCH (Canalelor Dedicate) poate fi alocată conexiunilor HSUPA. Măsurătorile de zgomot de uplink de la Nodul B sunt folosite pentru a controla utilizatorii active şi permit ajustarea mai rapidă decât deciziile luate de RNC. Pentru HSUPA, interferenţa de uplink poate fi setată la valori mai mari, pentru că variaţiile nu sunt foarte semnificative şi astfel descresc capacitatea canalului.

Pentru situaţiile de congestie, RNC (Controlerul de Reţea Radio) poate trimite o indicaţie de congestie pentru un terminal mobil specific. După recepţia la Nodul B, rată de bit a terminalului specificat poate fi declasat (“downgraded”). Pentru QoS (“Quality of Service” – Calitatea Serviciilor), parametrii că SPI (Programarea Indicatorului de Prioritate), GBR (Rată de Bit Garantată) şi numărul maxim de retransmisii HARQ sunt trimise de la RNC către Nodul B şi sunt folosite în programarea pachetelor, decizia luându-se la Nodul B.

Pentru mobilitatea managementului, RNC (Controlerul de Reţea Radio) decide care celulă aparţine setului activ (cu un maxim de 4 Noduri B) şi care aparţine HSUPA. În general, acelaşi Nod B acţionează că şi cum ar servi HSDPA/HSUPA, dar nu este obligatoriu.Atunci când se operează în SHO (“Soft HandOver” – Transfer uşor), fiecare Nod B tratează pachetul terminalului mobil într-un mod independent primit de la alt Nod B, fiind necesară o rearanjare a pachetelor la RNC şi, în consecinţă, o nouă entitate MAC.(“Medium Access Control” – Control cu Acces Mediu). Această abordare centralizată reduce numărul de pachete retransmise în SHO (Transferul Uşor), pentru că există câteva Noduri B care pot primi acelaşi pachet de date.

Pentru Nodul B, programarea rapidă a pachetelor cu retransmitere HARQ (“Hybrid Automatic Repeat Request” - Cerere automată hibrid de repetare) reprezintă ultima inovaţie. Există două moduri de

23

programare: semnalizare şi control folosind HARQ sau un mod neprogramat folosind RNC (Controlerul de Reţea Radio). Folosirea HARQ îmbunătăţeşte eficientă spectrului, iar programarea Nodului B permite efectuarea de operaţii cu un nivel de zgomot de uplink mai mare, crescând astfel capacitatea canalului.

Pentru programare, Nodul B ia în considerare resursele de feedback şi de disponibilitate, capacitatea terminalului mobil şi statusul bufferului, Calitatea Serviciilor şi proritatile. Astfel, au fost introduse câteva MAC-e (“Medium Access Control Enhanced Dedicated Channel” – Control cu Acces Mediu E-DCH) fiecare fiind conectată la un singur terminal mobil şi responsabilă cu operaţiile HARQ. Rata de bit alocată pentru un terminal poate fi schimbată, bazată pe bitul ”happy”(fericit) – care informează Nodul B dacă terminalul este satisfăcut cu rata de date curentă sau dacă are nevoie de o putere mai mare sau dacă are resurse disponibile.

Comparatie HSDPA cu HSUPA

HSDPA HSUPARESURSA COMUNA: transmisia puterii si spatiul alocat codului, localizate in Nodul B

RESURSA COMUNA: interferentele de uplink acceptate , care depind de puterea transmisa

PROGRAMAREA SI TRANSMISIA BUFFER-ULUI: amandoua sunt plasate in Nodul B

PROGRAMREA SI TRANSMISIA BUFFER-ULUI: programarea este plasata in Nodul B , iar transmisia buffer-ului este distribuite pe UE (“User Equipment” – Echipamentul Utilizatorului)

CANALE: ortogonale (au putere de transmisie constanta)

CANALE : non-ortogonale (au nevoie de “Fast Power Control”)

TRANSFER : nu are Soft HandOver (transmisia de la mai multe celule este impovaratoare si aduc un beneficiu discutabil)

TRANSFER : prezinta Soft HandOver (receptia datelor de la un terminal in mai multe celule este benefic si ofera diversitate)

24

Implementarea HSDPA si HDUPAAtunci când se analizează transferul care poate fi oferit utilizatorului , există 3 situații diferite :• utilizatorul este servit cu transferul solicitat – transferul asociat distanței este mai mare decât transferul serviciului ;• utilizatorul este servit cu transferul asociat distanței - acesta este mai mare decât serviciul minim și mai mic decât debitelul maxim de serviciu ;• in caz contrar, utilizatorul este întârziat , fiind considerat într-un alt TTI

Procedura de calcul a transferului oferit utilizatorului pentru HSDPA

25

Se compara transferul privind serviciile cu transferul dat de distanța utilizator , după ce au fost înmulțite cu o funcție aleatoare cu valori între 0 și 1.Aleatorizarea (dezordinea) este o abordare mai realistă , deoarece în mai multe cazuri limitarea de debit nu este impusă de rețeaua de acces radio, ci de congestia serverului.

Abordarea utilizată pentru HSDPA este de asemenea folosita si in cazul HSUPA . Pentru aceasta din urmă , câștigul SHO trebuie să fie luat în considerare , pentru că fiecare utilizator poate fi conectat la două Noduri B apropiate . Când utilizatorul se află în SHO ,,transferul oferit acestuia reprezinta transferul minim permis de una dintre cele două disponibile din fiecare Nod B . SHO este luat in considerare numai în cazul în care transferul de folosire este mai mare decât limita SHO - 0.384 Mbps.

Procedura de calcul a transferului oferit utilizatorului pentru HSUPA

26

Analiza capacității sistemului se realizează la nivelul Nodulului B ,prin însumarea debitului tuturor utilizatorilor deserviti . Două cazuri posibile pot să apară :• suma este mai mică decât capacitatea maximă permisă pentru Nodul B - toți utilizatorii sunt serviti fără constrangeri;• în caz contrar, una dintre strategiile de reducere sunt aplicate .

Ultimul procedeu este detaliat în figura de mai jos pentru HSDPA:

27

Algoritmul HSDPA pentru analizarea limitarilor Nodului B

28

Ultimul procedeu este detaliat în figura de mai jos pentru HSUPA

Figura HSUPA pentru analizarea limitarilor Nodului B

După analiza capacității , mai mulți parametri de rețea pentru fiecare Nod B se calculează :• transfer instantaneu servit , fiind suma de transfer a tuturor utilizatorilor ;• transfer normalizat , fiind raportul dintre debitul instantaneu servit și capacitatea maximă permisă ;• raza , medie a utilizatorului plasat mai departe de Nodul B pentru 3 sectoare ;• Numărul de utilizatori deserviți și întârziati ;• Procentul utilizatorilor mulțumiți și nemulțumiți • transferul mediu instantaneu pe utilizator , raportul dintre suma tuturor transferurilor instantanee servite ale utilizatorilor și numărul de utilizatori deserviți ;• gradul de satisfacție , fiind raportul dintre debite deservite și solicitate ;• numărul total de trafic de Nod B transferat într-o oră ;• Volumul mediu de date pe utilizator , raportul dintre volumul total de date din Nod B într-o oră si numărul de utilizatori serviti .

29

5.Concluzii

UMTS HSDPA HSUPAAn aparitie 1999 2002 2004

3GPP release 99 5 6Descarcare (mbps)

initial0.384 14.4 14.4

Incarcare (mbps) initial

0.384 0.384 5.76

Descarcare (mbps) acutual (HSPA)

337.5

Incarcare (mbps) actual (HSPA)

34.5

Arie acoperire (km) 29 200 200Banda (KHz) 2100/1900

Tehnica de acces WCDMAModulatie initiala QPSK BPSKModulatie actuala QPSK 64-QAM 64-QAM

Mod comutare Circuit şi pachetTTI (ms) 10 2 10/2

30

Canale pentru UMTS/HSDPA/HSUPA

UMTS HSDPA HSUPACANALE LOGICEBroadcast Control Channel (BCCH)Paging Control Channel (PCCH)Dedicated Control Channel (DCCH)Common Control Channel (CCCH)Shared Channel Control Channel (SHCCH)Dedicated Traffic Channel (DTCH)Common Traffic Channel (CTCH)

CANALE DE TRANSPORTDedicated Transport Channel (DCH)Broadcast Channel (BCH)Forward Access Channel (FACH)Paging Channel (PCH)Random Access Channel (RACH)Uplink Common Packet Channel (CPCH)Downlink Shared Channel (DSCH)

CANALE FIZICEPrimary Common Control Physical Channel (PCCPCH); Secondary Common Control Physical Channel (SCCPCH); Physical Random Access Channel (PRACH); Dedicated Physical Data Channel (DPDCH); Dedicated Physical Control Channel (DPCCH); Physical Downlink Shared Channel (PDSCH); Physical Common Packet; Channel (PCPCH); Synchronisation Channel (SCH); Common Pilot Channel (CPICH);Acquisition Indicator Channel (AICH); Paging Indication Channel (PICH); CPCH Status Indication Channel (CSICH); Collision Detection/Channel Assignment Indication Channel (CD/CA-ICH)

CANALE LOGICEHigh Speed Signalling Control Channel, HS-SCCH

CANALE DE TRANSPORTHigh Speed Downlink Shared Channel, HS-DSCH

CANALE FIZICEHigh Speed Dedicated Physical Control Channel, HS-DPCCH

CANALE LOGICEE-DPCCH (Enhanced Dedicated Physical Control Channel):

CANALE DE TRANSPORTE-DCH, the Enhanced Dedicated ChannelE-AGCH (Enhanced Absolute Grant Channel):E-RGCH (Enhanced Relative Grant Channel):E-HICH (Enhanced DCH Hybrid ARQ Indicator Channel):

CANALE FIZICEE-DPDCH (Enhanced Dedicated Physical Data Channel):

31

Imbunatatiri fata de tehnologia anterioara

UMTS HSDPA HSUPAInterfata radio: WCDMA-power control si sincronizare;CDMA: direct sequence spread spectrum;Arhitectura de retea: comutatie de pachete impreuna cu cea de circuite;Modele de modulatie UMTS: PSKCanale UMTS speciale;UMTS Duplex:FDD si TDD;Handover: soft si softer (hard la 2G);

Modulatie: 16QAM; detalii despre canalele fizice, conditiile straturilor, controlul puterii, calitatea serviciilor; Fast HARQ: elimina nevoia unui factor de imprastiere variabil; toti utilizatorii vor primi o rata de date optima, pentru downlink;Programare imbunatatita: realizata in mod dinamic; celulele isi maresc capacitatea pentru o perioada scurta de timp in functie de utlizator; creste viteza transmisiuniiCanale aditionale;

Marirea ratei de dateLatenta scazuta:TTI 2 Capacitate marita pentru numar mare de utilizatori ce utilizeaza trafic de dateModulatie BPSK;ARQ Hibrid pentru uplinkProgramare rapida a pachetelor;Canale aditionale;

32

Bibliografie

http://en.wikipedia.org/wiki/3G

http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_Mobile_Telecommunications_System

http://en.wikipedia.org/wiki/High-Speed_Downlink_Packet_Access

http://en.wikipedia.org/wiki/High-Speed_Uplink_Packet_Access

http://en.wikipedia.org/wiki/High_Speed_Packet_Access

http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_mobile_phone_standards

http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_wireless_data_standards

https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/395137574878/Master_Thesis_Final_Version.pdf

https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/395137578657/tese_LS_FINAL.pdf

http://stst.elia.pub.ro/news/RC/Teme_RC_IVA_2012_13/3_VulpeFlorian_UMTS%20HSPA.pdf

33


Recommended