6 Mobilni 3g Sistemi

7/22/2019 6 Mobilni 3g Sistemi

1/65

MOBILNI SISTEMI TREEGENERACIJE (3G)

IMT-2000

(International Mobile Communications2000)


2/65

Uvod

Poetkom 1990-tih godina od strane ITU (InternationalTelecommunication Union) predstavljena je ideja o globalnomstandardu za mobilne sisteme 3G, pod nazivom IMT-2000 (InternationalMobile Communications2000).

IMT-2000 predstavlja familiju standarda za 3G mobilne sisteme,ukljuujui i zemaljski i satelitski prenos.

Osnovne karakteristike IMT-2000 su: Integracija zemaljskih (fiksnih i mobilnih) i satelitskih sistema za

obezbeivanje globalne pokrivenosti, Primena u svim radio okruenjima, poev od LAN, bezgajtanskih,

celularnih sve do satelitskih komunikacija)

irok spektar integrisanih servisa (od osnovnog pejdinga, prekogovora, audio signala, prenosa podataka, (mirne) slike, do video i

multimedijalnih sadraja) Dostupnost servisa nezavisno od lokacije korisnika (kopno, more,vazduh

Podrka prenosa komutacijom kola i komutacijom paketa Brzine do 2Mb/s

Visoka spektralna efikasnost

Rad u opsegu oko 2GHz.


3/65

3G - ciljevi

velika brzina prenosa podataka i to: 144 kb/s ili 384 kb/s za bre ilisporije outdoorkorisnike i 2 Mb/s za indoormobilne korisnike.

vei kapacitet sistema, irokopojasni (multimedijalni) servisi, podrka simetrinog i asimetrinog prenosa, globalni roming kroz razliite mobilne mree (kompatibilnost sa

postojeim mreama), povezivanje zemaljskih i satelitskih sistema,

multipleksiranje vie vrsta usluga na jednu vezu, kompatibilnost sa sistemima druge generacije,

efikasnije korienje frenkvencijskog spektra, mogunost personalne komunikacije bilo koje vrste, u bilo koje vreme i

sa bilo kojeg mesta, mogunost da se podri brza veza sa Internetom i drugim IP (Internet

Protocol) baziranim mreama, obezbeivanje visokog nivoa sigurnosti pri prenosu informacija otvorena arhitektura koja e omoguiti lako uvoenje daljih tehnolokih

inovacija i kompatibilnost opreme.


4/65

ELIJSKA ORGANIZACIJA 3G SISTEMA

3G sistem organizuje elije pohijerarhijskom nivou.

Ovo je uinjeno iz razloga to seelija najnieg hijerarhijskog nivoakoristi za veliki obim saobraaja,

na mestima gde je protok podatakamaksimalan, a vii hijerarhijskinivoi slue za manji obimsaobraaja.

Hijerarhijska struktura 3G mree: Mega elije - globalno pokrivanje Makro elije - pokrivaju iroke

oblasti, npr. ceo grad ili ire; Mikro elije - imju srednji nivo

pokrivenosti, npr. centar grada;

Piko elije najmanji nivopokrivenosti, npr. hotel iliaerodromi.


5/65

ELIJSKA ORGANIZACIJA 3G SISTEMA

3G sistemi e imati i zemaljske i satelitske komponente koje eomoguavati pristup servisima u veoma irokom opsegu radiookruenja od megaelija (satelit), preko makro, mikro do pikoelija.

Posledica ovoga je da 3G sistem mora da ponudi univerzalnu

pokrivenost; tj. mora da ima kapacitet za povezivanje velikihgeografskih podruja (minimalno podruje je npr. Evropa, apotencijalno ceo svet).

Univerzalnost takoe ukazuje na dostupnost servisa u razliitimokruenjima (ruralno, urbano, poslovni prostor itd.). Prema tome, u

buduim mobilnim komunikacionim sistemima, terminal moraautomatski da prilagodi svoje tehnike karakteristike (ukljuujuibrzinu prenosa, tip modulacije i snagu) prema zateenim uslovimaprostiranja u razliitim radnim scenarijima i prema zahtevanomservisu.


6/65

3G Servisi

3G sistemi predstavljaju univerzalne mobilnekomunikacione sisteme koji omoguavajuirok spektar integrisanih servisa govora,podataka, slike i videa

GOVOR - servis osetljiv na kanjenja.

SMS: E-mail i kratke poruke, servis tolerantan na kanjenja.

CIRCUIT SWITCHED DATA: mali protoci -servis osetljiv na

kanjenja. MEDIUM MULTIMEDIA: Internet, korporacijski intranet,

edukacija - servis tolerantan na kanjenja.

HIGH MULTIMEDIA: visoki protoci, file transfer (ftp); video servis -servis tolerantan na kanjenja.

HIGH INTERACTIVE MULTIMEDIA: video konferencije, daljinskimonitoring- servis osetljiv na kanjenja.


7/65


8/65

Brzine prenosa

Brzine prenosa podataka razliite su od zone do zone, a zavise odtrenutne brzine kojom se korisnik kree kao i od koncentracije korisnikaunutar zone:

2084 Kbps unutar zgrade ili kancelarije, u okolini pikoelija gde je koncentracija korisnika najvea, i gde sekorisnik kree hodajui

384 Kbps2084 Kbps u gradskom okruenju i to gdese korisnik ne kree brzinom ne veom od 120Km/

144 Kbps384 Kbps gde je srednja gustina korisnika,npr. u suburbanim zonama gde se korisnici kreubrzinom od 120-150 Km/

Do 144 Kbps u udaljenim zonama (planine, okeani) pri

brzinama od 1000 Km/ (npr. u avionima).


9/65

Mobilnost vs. binarni protok


10/65

4 tipa saobraaja (QoS klase)

Saobraajneklase

Govorna klasa Striming klasaInteraktivna

klasa

Bekgraund

klasa

Osnovne

karakteristike

Ouvanjevremenskih

relacija izmeuinformacionihentiteta toka

podataka,

podnoenjemalih

vremenskih

kanjenja

Ouvanjevremenskihrelacija izmeuinformacionih

entiteta toka

podataka

Rad na principuodgovora na

zahtev, ouvanjeintegriteta

podataka

Rad zasnovan

na tome da

odredite ne

oekuje prijempodataka u toku

odreenogvremenskog

intervala,

ouvanje

integritetapodataka

Primeri

aplikacija

Prenos glasa,

video telefonija,

video igrice itd.

Multimedijalne

striming

aplikacije

Web brauzing,

mrene igriceDaunloadovanje

emailova


11/65

Frekvencijski opsezi za 3G sisteme


12/65

UMTS (Universal Mobile

Telecommunication System) U Evropi je za standardizaciju 3G sistema bio zaduen

ETSI(European Telecommunications Standards Institute).

Implementaciju svetskog koncepta IMT-2000 u Evropipredstavlja UMTS (Universal Mobile TelecommunicationsSystem) - evropsko reenje za mobilne 3G sisteme.

UMTS je 3G naslednik GSM tehnologije, koja omoguavapruanje irokopojasnih servisa mobilnim korisnicima. Osnovnicilj UMTS bio je prelazak sa 2G mrea ka all-IP mreama.

Glavna tehnologija: WCDMA (Wideband Code Division MultipleAccess)

1998. formirano je standardizaciono telo Projekat partnerstva 3Gza sisteme (3GPP-Third Generation Partnership Project) zadonoenje tehnikih specifikacija.


13/65

Razvoj UMTS standarda

3GPP izdanja (Release)


14/65

UMTS(Universal Mobile

Telecommunication Services Zasnovan je na kodnom multipleksiranju korisnika W-CDMA (Wideband

Code Division Multiple Access).

U GSM sistemima raspoloiv spektar je bio podeljen na kanale(frekvencijski multipleks). Razliiti kanali su bili dodeljivani razliitimbaznim stanicama. Sa druge strane, korisnici povezani na istu baznustanicu su koristili isti radio kanal u razliitim vremenskim trenutcima(vremenski multipleks). Kod kodnog multipleksa, koji je primenjen uUMTS mrei, svi korisnici koriste ceo spektar istovremeno. Razlikuju sepo kodu kojim koduju korisnu informaciju.

Ovakva realizacija radio interfejsa se pokazala znaajno spektralnoefikasnijomod kombinacije frekvencijskog i vremenskog multipleksa iomoguava prenos podataka velikim brzinama.


15/65

Prednosti CDMA u poreenju saFDMA i TDMA

Otpornost na uskopojasne interferencije

Otpornost na feding usled multipath

propagacije

Tajnost prenosa

Kapacitet sistema zavisi od nivoa prihvatljive

interferencije (nije hardverski limitiran)


16/65

irokopojasni CDMA(W-CDMA, Wideband CDMA)

WCDMA je standard za 3G mobilne komunikacionesisteme koji koristi CDMA tehnologiju u irokomfrekvecijskom opsegu.

Kod WCDMA se primenjuje i frekvencijsko (FDD) ivremensko (TDD) dupleksiranje.

FDD radio kanali se primarno koriste za prenosgovornih i servisa podataka, dok se TDD radio kanalikoriste kod sistema koji nemaju na raspolaganjudualne frekvencijske opsege.

WCDMA podrava osim irokopojasnih radio kanalairine 5MHz, i uskopojasne GSM radio kanale irine200kHz.

WCDMA kanalima irine 5MHz prenos podataka semoe vriti brzinom do 2Mb/s


17/65

WCDMAosnovni princip

Korisniki informacioni biti su raireni u irokom opsegu uestanosti,procesommnoenja korisnikih bita sa pseudo sluajnim bitima (zvanim ipovi) koji su dobijeniiz CDMA kodova za irenje.Sutina je da se osnovni korisniki sadraj (glas, slike, podaci ili video zapis) najprekonvertuje u uskopojasni digitalni radio signal, a zatim mu se dodeljuje kod koji e garazlikovati od signala drugih korisnika.

WCDMA koristi Direct Sequence SpreadSpectrum (DSSS) tehniku proirenogspektra.

U DSSS tehnici, svaki bit orginalnogsignala je predstavljen viestrukim bitima uprenoenom signalu putem koda za irenje.

Kod za irenjeiri spektar signala na vei

opseg proporcionalno broju bita koje koristi. Proireni signal se prenosi beinim

kanalom. Na prijemnom kraju, primljenisignal se takoe mnoi sa istom ipsekvencom.

Vrlo je vano sinhronizovati ip sekvencuna predajnom i prijemnom kraju.


18/65

irenje i skupljanje spektra


19/65

irenje i skupljanje spektra

U tehnici irenja spektra korisnicki signal se transformie u drugi oblik kojizauzima veci propusni opseg nego originalni signal. Originalni korisnicki podaci

se mnoe (kanalskim) kodovima za proirenje (Spreading codes) , koji imajuznatno veci propusni opseg nego originalni signal. Ovi kodovi imaju definisanu

duinu, koja moe da varira u zavisnosti od eljene brzine prenosa podataka.Biti koji cine kod za proirenje se nazivaju cipovi kako bi se razlikovali od bita usekvenci podataka koji se nazivaju simbolima. Brzina cipova, definisana kao

reciprocna vrednost trajanja cipa, je fiksna i iznosi 3.84Mc/s (miliona cipova u

sekundi) u WCDMA FDD sistemu.


20/65

Faktor irenja (Spreading Factor, SF):

Predstavlja odnos izmedu brzine ipova i simbolske brzine

Ovaj odnos zapravo znaci koliko cipova se korsiti za irenje

jednog simbola podatka, odnosno broj ipova po simbolu. Dobitak koji se postie postupkom proirenja spektra moe se

izraziti u dBprocesno pojaanje (npr. faktoru irenja 128odgovara dobitak od 21dB.)

Procesno pojaanje direktno ukazuje na poboljanje odnosa signal-um (SNR)


21/65

Faktor irenja i bitski protok


22/65

Princip ortogonalnosti kodova

Osnovna ideja CDMA sistema zasniva se naortogonlanim kodovima.

Kodovi se biraju prema odredenom matematickompravilu koje omogucava izbor kodova koji suortogonlani jedni prema drugima.

Ovi kodovi nemaju meusobnu korelaciju, ime jeomoguceno da se signali proireni razlicitimkodovima medusobno ne interferiraju.

Kako bi se signal vratio u originalni (neproireni)opseg, isti ortogonalni kod se mora koristiti na

prijemu. Koricenje drugacijeg koda na prijemurezultovace umom, bez bilo kakve korisneinformacije.


23/65


Spreading faktori se kreu u rasponu od 4 do 512 kod FDD UMTS sistema radiproirenja spektra signala u opsegu irine 5MHz. Proireni signal imacespektralnu gustinu snage umanjenu za faktor vrednosti koda za irenje.

Drugim recima, svaki cip u kodu za irenje nosi deo energije simbola


24/65



25/65

Modulacioni postupci kod WCDMA

WCDMA sistemi kao modulacione tehnike koriste:

QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) u downlink smeru i njegovuvarijantu, tzv. dualni QPSK (u uplink smeru), ili

16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)u downlink smeru zaaplikacije kod kojih se zahtevaju velike bitske brzine

Za razliku od QPSK, koji u procesu modulacije koristi samo informaciju o fazi,

QAM koristi informaciju i o fazi i o amplitudi (kombinacija amplitudske i faznemodulaci e .


26/65

WCDMA karakteristike

, 16-QAM


27/65

WCDMA karakteristike

WCDMA podrava promenljive brzine prenosapodataka, to drugim recima znaci da je konceptBandwidth on Demand (BoD) veoma dobro podran.

Korisnicke brzine prenosa podataka ostaju

konstantne tokom intervala od 10ms, to predstavljatrajanje jednog radio rama. Kapacitet koji se rasporedjuje izmedju korisnika moe

da se menja od rama do rama. Ovako brza alokacijaradio resursa se kontrolie od strane RRM (RadioResource Management ) dela mree, kako bi sepostigle optimalne brzine prenosa za paketskeservise i osigurao zadovoljavajuci QoS za korisnikegovornih servisa.


28/65

RAKE prijemnik

Poseban tip prijemnika dizajniran tako da

reava problem prostiranja po viestrukimputanjama (multipath).

Multipath komponente su zakasnele replikeoriginalnog EM talasa koje su putovale

razliitim putanjama i stoga svaka od njih imarazliitu amplitudu i vreme dolaska na mestoprijema.


29/65

RAKE prijemnik

Koristi se nekoliko ulaznih grana koji predstavljajukorelatore, od kojih svaki prima po jednu multipathkomponentu signala.

Svaka ulazna grana nezavisno dekoduje jednuposebnu multipath komponentu, a zatim se doprinosi

pojedinanih grana kombinuju. Tipian broj ulaznih grana RAKE prijemnika je 4. Kombinovanjem medjusobno nekorelisanih signala

koji nose istu informacionu poruku, poboljavaju sekvalitet i performanse ukupnog primljenog signala

Na taj nain se moe dobiti vei odnos signal/um uokruenju gde postoji multipath, nego kada nemaviestrukih putanja.


30/65

Metode dupleksiranja

WCDMA podrava oba moda dupleksnognaina prenosa:

FDD (Frequency Division Duplex) - odvojeni

opsezi (kanali) irine 5 MHz se koriste zauplink i downlink,

TDD (Time Division Duplex)koristi se samo

jedan opseg od 5 MHz, uplink i downlinkkanali su razdvojeni u vremenu.


31/65

FDD (Frequency Division Duplex)

Uplink: 1920 - 1980 MHz

Downlink: 2110 - 2170 MHz

190 MHz duplex distance

5MHz (variable) carrier spacing (DS CDMADirect Sequence CDMA)

12 bands in uplink & downlink


32/65

TDD (Time Division Duplex

Uplink 1900 - 1920 MHz

Downlink: 2020 - 2025 MHz

5 carriers in total, 15 timeslots per frame

a user may use one or several timeslots a timeslot can be assigned to either uplink or

downlink


33/65

3G vs. 2G

WCDMA GSM

Razmak izmeu nosioca (irinakanala)

5 MHz 200 KHz

Faktor ponovne upotrebe

frekvencije1 118

Frekvencija kojom se obavlja

kontrola snage 1500 Hz 2 Hz ili manje

Kontrola kvaliteta RRM algoritmiPlaniranje mree (frekvencijsko

planiranje)

Frekvencijski diverziti

Propusni opseg od 5 MHz daje

mogunost implementacijeviestrukog diverzitija pomou

"grabuljastog prijemnika"

Frekvencijsko skakanje

Paketski prenosEmitovanje paketa zasnovano na

trenutnom stanju mree

Emitovanje paketa zasnovano na

slobodnim vremenskim slotovima

(GPRS)

Transmisioni daunlink diverzitiPotreban zarad poveanja kapaciteta

na daunlinku

Nije definisan u standardima ali moebiti primenjen


34/65

Arhitektura UMTS sistema

Arhitekturu UMTS sistema ine 3 osnovna segmenta:

Korisnika oprema (UE, User Equipment)

jezgro mree(CN-core network),

pristupna radio mrea, UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network).


35/65

UMTS interfejsi

Uu interfejspovezuje korisniku opremu UE (UserEquipment) sa Node B (UMTS WCDMA radio

interfejs)

Iu interfejspovezuje RNC sa GSM/GPRS(MSC/VLR ili SGSN)

Iu CSinterfejs za komutaciju kola

Iu PSinterfejs za paketsku komutaciju

Iub interfejspovezuje RNC sa Node B

Iur interfejspovezuje razliite RNC


36/65

UMTS core network

Obezbeuje: komutaciju, rutiranje transport korisnikogsaobraaja i funkcije vezane za baze podataka.

Sadri elemente sa: Komutacijom kola: MSC, VLR i GMSC

Paketskom komutacijom: SSGN i GGSN

Jezgro mree koristi ATM (Asynchronous TransferMode) za prenos podataka:

ATM adaptacioni sloj 2 (AAL2)za komutaciju kola

ATM adaptacioni sloj 5 (AAL5)za paketsku komutaciju


37/65

Radio pristupna mrea (RAN,Radio Access Network) u UMTSnaziva se UTRAN (UMTSTerrestrial Radio AccessNetwork).

Dva nova elementa UTRAN

mree su: Kontroler radio mree

(RNC, Radio NetworkControler) - upravlja ioptimizuje radio

mrene resurse Node B vorovi - fizike

jedinice za radio predaju/prijem sa elijama.Jedan Node B upravljagrupom elija.

UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)

Postojei GSM/GPRS mreni elementi kao tosu MSC, SGSN i HLR mogu se proiriti takoda prihvate zahteve UMTS-a, ali RNC i Node B

moraju biti u potpunosti novog dizajna.

Kontroler bazne stanice BSC je zamenjen sa

RNC, a Node B ispunjava skoro istefunkcionalnosti kao bazna stanica.


38/65

UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access

Network)

UTRAN se sastoji izodredjenog broja radiomrenih sistema -RNS (radionetwork systems)

Jedan RNSse sastoji iz veegbroja baznih stanica i

kontrolera baznih stanica(RNC).

RNC obezbeuje upravljanjeresursima radio mree

Na svaki RNC povezuje se jedanili vie Node B, a svaki Node Bmoe da obezbeuje servise ujednoj ili vie elija

RNC je odgovoran za lokalnehandover procese icombining/multicasting funkcijekoje su povezane se makrodiversitijem izmeu razliitihNode-B


39/65

RNC (Radio Network Controller)

RNC je glavni kontrolni mreni element u UTRAN mrei, koji vrifunkcije ekvivalentne funkcijama kontrolera baznih stanica(BSC) u GSM/GPRS mreama: Kontrola i dodela radio resursaRNC je zaduen za

uspostavljanje, odravanje i raskidanje svih radio veza. RNC

ima pregled celokupne situacije o stanju u mrei i svihdodeljenih resursa. RNC je zaduen za obezbeenjestabilnosti rada mree primenom algoritama za kontrolupristupa i zaguenja (koji nisu ranije postojali u BSC)

Upravljanje razmenom protokola izmeu UTRAN interfejsa Kontrola i upravljanje Node B jedinicama

Upravljanje mobilnou korisnika , kontrolom handoveralgoritama

Upravljaje kvalitetom servisa (QoS)

Obezbeenje sigurnosti komunikacije


40/65

Node B (bazna stanica)

Osnovni zadatak vora B je da vri predaju i prijem radiosignala, opsluujui jednu ili vie elija, zavisno od nainasektorizacije elija.

Node B se povezuje WCDMA tehnologijom sa korisnikomopremom (UE) korienjem Uu interfejsa.

Node B moe biti fiziki locirana u okviru postojee GSM baznestanice (BTS) u cilju smanjenja trokova

Node B nadgleda stanje i kvalitet veze, izraunava stepenpogreno preneenih ramova i prosleuje ove podatke RNC-ukoji vri dalju obradu

Ostale funkcije Node B jedinice ukljuuju: RF modulaciju/demodulaciju, WCDMA kodiranje (irenje spektra), analiza radio

okruenja (ocena kvaliteta veze), korekcija greaka (FEC),kontrola snage (opreme korisnika), adaptaciju brzine prenosa.

Konverzija podataka Uu radio interfejsom ukljuuje funkcijekorekcije greaka i adaptaciju brzine prenosa.


41/65

Node B (bazna stanica)

S obzirom da UMTS sistem radi na viimfrekvencijama nego GSM/GPRS, veliinaelija bi trebaloda bude manja.

To rezultira u potrebi da se instalira vei brojbaznih stanica u odnosu na prethodni sistem.

Sa druge strane, zahtevi u pogledu snage

baznih stanica su manji.


42/65

Frekvencijsko planiranje

Kod CDMA sistema sve elije mogukoristiti istu frekvenciju (frequency

reuse factor =1).


43/65

Efekat blizu-daleko (near-far)

Za svakog korisnika u WCDMA sistemu, svi ostali korisnicipredstavljaju izvor interferencije.

Kodno demultipleksiranje je mogue izvriti jedino akointerferencija nije suvie velika.

Problem se javlja kada su neki korisnici blizu BS, a drugi dalekood nje. Signal koji potie od udaljenih korisnika moe bitipotencijalno veoma slab (zbog uslova propagacije) tako damoe biti zamaskiran jakim korisnim signalom koji potie odbliskih korisnika, pa je signale koji potiu od udaljenih korisnikapotenecijalno nemogue uspeno dekodirati.

Pomenuti problem se naziva efekat blizu-daleko.

Da bi se pomenuti problem prevaziao, u sistemima sa

proirenim spektrom primenjuje se kontrola snage predajnika.To znai da svaki korisnik emituje minimalnom snagompotrebnom za zahtevani kvalitet veze. Time se minimizirainterferencija koju taj korisnik stvara ostalim korisnicima.


44/65

Kontrola snage

Kontrola snage je vrlo je bitna kod UMTS sistema.

Glavni razlog: kapacitet WCDMA je zavisan od interferencije

Svrha kontrole snage je uglavnom smanjenje unutar-elijskeinterferencije. Kontrolom snage kompenzuju se varijacijetrenutnih stanja kanala, pri cemu svi elementi u mrei emituju

najmanjom moguom snagom. Neophodno je izvriti optimizaciju predajne snage, tj. snaga

svakog predajnika treba da bude prilagoena na nivo odreenzahtevima kvaliteta servisa -QoS (Quality of Service).

Snaga na predaji je inverzno proporcionalna kvalitetu radio

kanala, to dalje rezultuje konstantnom brzinom na prijemu.


45/65

Kontrola snage

Zbog injenice da se celokupni frekvencijski opseg uWCDMA sistemu simultano deli izmedju korisnika,uticaj drugih korisnikapojavljuje se kaointerferencijski um.

Kapacitet sistema e biti maksimalan ukoliko se

predata snaga svakog terminala kontrolie, tako dasignal stigne u vor B (baznu stanicu) saoptimizovanim nivoom snage.

Bez kontrole snage jedna mobilna stanica mogla biblokirati celu eliju

ta znai optimizovani nivo snage? Svaki korisnik unutar elije treba da emituje signal sa

minimalnom snagom koja je dovoljna da se ostvarikvalitetna veza.


46/65

Kontrola snage na uplink-u

Optimalna situacija u uplink smeru, gledano sa strane

prijemnika bazne stanice: snaga signala jednog

korisnika treba da bude jednaka snazi signala nekog

drugog korisnika, bez obzira na njihove udaljenosti od

bazne stanice. Osnovna svrha kontrole uplink snage jeste smanjenje

blizu-daleko problema tako to se nivoi predajnihsnaga primljenih sa svih terminala u jednoj eliji

ujednaavaju to je vie mogue. Prema tome, kontrola uplink snage se koristi za fino

podeavanje predajne snage terminala, to rezultirasmanjenjem unutar-elijske interferencije.


47/65

Kontrola snage na downlink-u

Pored uplink smera, kod WCDMA se kontrolasnage vrii u downlinksmeru

Downlink kontrola snage je uvedenauglavnom radi minimiziranja interferencije sa

drugim elijama. Mada kontrola snage u downlink smeru nije

od vitalnog znaaja kao to je to sluaj koduplink smera, ipak se implementira jerpoboljavaperformanse sistemakontrolisanjem interferencija koje potiu oddrugih elija


48/65

- rezime


49/65

Disanje elije

Prednosti UMTS W-CDMA

Primenom kontrole snage reavase near-farproblem

Sofisticiran kapacitetdinamikaveliina elije. To je suprotno GSM-u, u kome je:

elija fiksne veliinedefinisana snagom predajnika,dizajnom antene i lokalnimterenom

Broj korisnika koji se opsluujeu jednoj eliji nema nikakvog

uticaja na veliinu elije Kod UMTS, veliina elije je u

direktnoj vezi sa kapacitetom

zona pokrivanja elije se menjasa promenom koliineostvarenog saobraaja,

odnosnosno elija die.


50/65

Veliki broj aktivnih korisnika u eliji elija se skuplja.

Manji broj korisnika- elija se iri


51/65

Cas 1 : 10 utilisateurs Cas 2 : 20 utilisateurs

-10 < C/I < -5 dB -15 < C/I < -10 dB -15 < C/I < -50 dB cellu les

Case 1: 20 users Case 2: 10 users

Cell Breathing: CDMA networks

cellsDynamic cell range: f(# users)

K l i f di j


52/65

Kontrola snage i fenomen disanja

elije - rezime Interferencija poveava uticaj uma

Korisnik koji se nalazi na granici elije emitujemaksimalnom snagom

Kada drugi korisnik postane aktivan poveava seinterferencija

Primljeni signal od korisnika sa granice elije je suviemali i komunikacija postaje nemogua Neophodno je ogranienje broja korisnika Efektivna veliina elije se smanjuje sa poveanjem

broja korisnika

Neophodan je kompromis izmeu zahtevanogkapaciteta i veliine zone pokrivanja To zahteva primenu kocnepta disanja elije, to za

posledicu ima koplikovanije planiranje mree

HANDOVER PROCEDURE U


53/65

HANDOVER PROCEDURE U

UMTS SISTEMU

Postoji vie razloga zbog kojih se kod UMTS-a aktiviraprocedura handovera.

Najei su: Handover zbog kvaliteta signala- nastaje kada kvalitet ili

jaina radio signala padne ispod odreenih parametara

definisanih u RNC-u. Odluku da se izvede handover donosiRNC koji trenutno opsluuje pretplatnika. Saobraajni handover- nastaje kada kapacitet elije

dostigne svoj maksimum ili mu se bar pribliava. U tomsluaju, korisnika oprema koja se pribliava ivicama elijesa velikim optereenjem moe biti predata susednim

elijama sa manjim saobraajnim optereenjem. 3 faze handover-a: faza merenja, faza odluke i faza izvrenja


54/65

Tipovi handover-a u UMTS mreama

Pored tzv. tvrdog handover-a (hard handover), kod kojeg

mobilna stanica prekida komunikaciju sa starom BS i nakon

kratkog vremena uspostavlja komunikaciju sa drugom (novom)

baznom stanicom, kod UMTS sistema pojavljuje se i koncept

mekog i mekeg handovera (soft i softet handover)

Meki (soft) handover je realizovan tako da mobilna stanica u

fazi prelaska iz jedne elije u drugu komuncira sa 2 (ili vie)baznih stanica istovremeno, putem nezavisnih kanala

Kod mekeg (softer) handovera mobilna stanica se nalazi uprostoru koji prekriva vie sektora iste bazne stanice.Mobilna i bazna stanica istovremeno komuniciraju putem

dva kanala, a svaki od njih pripada drugom sektoru.


55/65

Tvrdi (hard) handover


56/65

Meki (soft) handover


57/65

Cell

BCell A

Soft handover : veza sa starom elijom se prekida nakon povezivanja sa novom baznom stanicom

Prenosi se istovremeno isti signal sa obe

bazne stanice ka MS

U CDMA celularnim sistemima, komunikacija se ne prekida tokom hendover procesa,s obzirom da se ne zahteva promena frekvencije ili vremenskog slota

Meki (soft) handover


58/65

Meki (softer) handover


59/65

UMTStipovi handovera

Handover 3G -3G (i.e. between UMTS andother 3G systems)

FDD soft/softer handover

FDD inter-frequency hard handover FDD/TDD handover (change of cell)

TDD/FDD handover (change of cell)

TDD/TDD handover

Handover 3G - 2G (e.g. handover to GSM)

Handover 2G - 3G (e.g. handover from GSM)

U t i t ki h d


60/65

Unutar-sistemski handover

3G-3G handoveri

Izmeu 2 bazne stanice tree generacije: Meki i meki handover predstavlja

handover izmeu 2 bazne stanice UMTSmree, pri emu obe rade na istoj frekvenciji

Tvrdi handover:

Interfrekvencijski handoverizmeu 2 baznestanice UMTS mree koje rade na razliitimfrekvencijama.

FDD-TDDhandover izmeu 2 BS u UMTSmrei, pri emu jedna radi u FDD modu, adruga u TDD modu.

I t i t ki h d i


61/65

Intersistemski handoveri

2G-3G / 3G-2G

Intersistemski handover koji predstavlja handover

izmeu UMTS bazne stanice i GSM bazne stanice.Spada u grupu tvrdih handovera.

Intersistemski handoveri su veoma znaajni u

poetnim fazama izgradnje 3G mree, kada jepokrivanje 3G mree ostvareno na odreenom deluteritorije. Korisnicima koji naputaju zonu pokrivanja3G signalom omoguen je neprekidan nastavak

komunikacije kroz sistem druge generacije (samo zaservise koje podrava 2G mrea).


62/65

Evolution of mobile networks from 2G to B3G


63/65

Evolution of mobile networks from 2G to B3G


64/65

B d 3G i i


65/65

Beyond 3G vision

IP v6

Documents

6 Mobilni 3g Sistemi