Interfaz de Aire (WCDMA) A

5/12/2018 Interfaz de Aire (WCDMA) A - slidepdf.com

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WCDMA ( WIDE CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS )



CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS(CDMA)

All Users

Los usuarios ocupan una sola de banda de frecuencia y son

1.25 MHz

canalizados mediante el uso de códigos.

A diferencia de otras tecnologías todas las celdas comparten la



EVOLUCIÓN DE CDMA y NOMENCLATURA

cdmaOne

cdmaOneIS-95B

cdma2000

cdma20001x EV-DO

IS-95A 1xcdma20001x EV-DV

.

EV: Evolución (Evolution)

DV: Data Voice

1x, 1xRTT = Radio Transmission Technology



QUE ES WCDMA

•Wideband Code Division Multiple Access ( Acceso múltiple por división de código de banda

ancha) cuyo acrónimo es WCDMA es una tecnologia movil inalambrica de tercerageneración que aumenta las tasas de transmisión de datos de los sistemas GSM utilizando

la interfaz aérea WCDMA en lugar de TDMA ( Acceso Múltiple por División de Tiempo) y por ello ofrece velocidades de datos mucho más altas en dispositivos inalámbricos móviles yportátiles que las ofrecidas hasta el momento .

• WCDMA es la tecnología de la interfaz de aire en la que se basa la UMTS (Universal Mobile communications system) el cual es un Standard de tercera

.



ANCHO DE BANDA DE WCDMA

Técnicas

• WCDMA utiliza Spread (ensanchamiento) Spectrum, esto permite un mayor anchode banda por canal, esto es posible por la utilización de códigos de

canal y elimina el problema de reuso de frecuencia.

-hace una utilización muy eficiente del espectro radioeléctrico consiguiendo alcanzar uflujo de datos de hasta 2 Mbit/s en áreas locales, que queda reducido a 384 kbit/s en

áreas de ran extensión un valor aún mu su erior a los 9 6 Kb s actuales ue sealcanzan en GSM o los 115 Kbps que alcanza GPRS



BANDA DE FRECUENCIAS EN CDMA



DS (Direct Sequence)-CDMA

Toma una señal de banda estrecha de alta potencia,

Potencia Potencia

y baja potencia

Ensancha

Frec.Frec.

ESPECTRO ENSANCHADO POR SECUENCIA DIRECTA



ESPECTRO ENSANCHADO POR SECUENCIA DIRECTA(DIRECT SEQUENCE SPREAD SPECTRUM)

En WCDMA, la señal de información de cada usuario es ensanchada mediante una señal quetiene un código. El ancho de banda resultante es mayor que el mínimo ancho de banda quese requiere para transmitir la información. Como los códigos son ortogonales unos a otros,la canalización (Channeling) de usuarios simultáneos se alcanza con la utilización de estostipos de códigos. Todas las señales de los usuarios forman una señal compuesta y son

transmitidas sobre la misma banda de frecuencia.

copia del código original. El receptor correlaciona la señal compuesta con el códigooriginal. Todos los usuarios que no hacen match con el código deseado son rechazados.



PROCESO DE TRANSMISION EN WCDMA

unidad fundamental de

información, un simpledígito binario. La tasa

volumen de lainformación

Símbolo: Es lasalida del procesode codificación. La

tasa de símbolos(symbols rate) esuna medida de la

Chips: Los dígitos que salen del generador de.

tasa de chips (Chip rate) es una medida de lacantidad de ensanchamiento (spreading) de

ejecutada



FLUJO DE PROCESAMIENTO DE UN SISTEMA WCDMA

INTERFAZ AEREA Y TRATAMIENTO DE BITS



INTERFAZ AEREA Y TRATAMIENTO DE BITS

Cada bit de información se compara con una caja en que el volumen esconstante.

• Cuando el factor de ensanchamiento aumenta la potencia disminuye.Cuando mejor se ensancha la señal, es necesario menos energía por bit.

• Cuanto menor sea el factor de ensanchamiento, mayor será la energíanecesaria por bit (potencia)

FACTOR DE ENSANCHAMIENTO



FACTOR DE ENSANCHAMIENTO

factor de ensanchamiento = Ganancia de procesamiento (Gp)

El factor de ensanchamiento es un multiplicador que describe el

número de chips utilizados en el trayecto radioeléctrico.K= 2k k = 0,1,2…………………N

Si k = 4 . Significa que un símbolo utiliza 16 chips en el trayectoradioeléctrico

Gp = Buu Tasa de chips del sistema

Bportadorae oc a nar a e s s ema



WCDMA

Los códigos tienen 2 tareas que deben llevar a cabo

1. Extendiendo los datos a 5 MHz- Realizado por los codigos de canalizacion

2. Separación los canales individuales del

usuario - Realizado por los codigos de

codigos Pseudo – Ruido (Pseudo-Noise) o

TIPOS DE CODIGOS



TIPOS DE CODIGOS

Códigos de Canalización : identifican unívocamente a un

canal. Ellos llevan a cabo:1. Dispersión de los datos a 5 MHZ

2. La separación de los canales desde la estación base en el

Downlink3. La separación de los canales desde el UE en el Uplink

como códigos revoltillo (códigos Scrambling) y identificanunívocamente a un transmisor. Llevan a cabo:

1. La separación de usuarios en el Uplink

2. La separación de estaciones base en Downlink

-



1 Bit

Bipolar +1

0 1 0

datasequence

-1

Bits/s

hannelisation+1

Chips/s

(1 -1 1 -1)

+1

-1

Signal

-1

Chips/s

ChipEl factor de dispersion o factor de ensanchamiento SF= es la razon entre la tasa de bits y la tasa de simbolos



SF ChiprateSymbol-RateSF ChiprateSymbol-Rate

3.845127.5

Mchips/sDownlinkMchips/sUplink

3.8425615

3.84

3.84

256

128

15

30

3.84

3.84

128

64

30

603.8464603.8432120

.

3.8416240

.

3.848480

3.84

3.84

8

4

480

960

3.844960

La tasa de chips para el sistema es constante y es de 3.84 Mcps

G i d di d li i



Generacion de codigos de canalizacion

C2.1 = {1 1}

C4.1 = {1 1 1 1}

C1 = {1}

4.2 = - -

4.3 = - -

2.2 - 4.4 - -

SF = 1 SF = 2 SF = 4

Ortogonalidad se conserva, aun cuando los códigos de canalización de diferentes

lon itudes se utilizan al mismo tiem o

C di d C li i (CC)



Codigos de Canalizacion (CC)

CC1 & CC2 CC3,CC4 & CC5

los códigos de canalización en el enlace descendente se utilizan paradistinguir entre los canales de datos de la misma estación base

CC1,CC2,CC3 CC1 & CC2

los códigos de canalización en el enlace ascendente se utilizan para

z



z

C di d P d R id



Codigos de Pseudo Ruido

Un código de pseudo ruido identifica de forma única un.

ascendente, y las celdas en el enlace descendente

PN 3

PN 4

RBS 1 transmite en el codigo PN 1

Limites de WCDMA



Limites de WCDMA

Existen diferentes factores que limitan el número de

1. El número de códigos de canalización

2. La potencia total transmitida en el downlink

- Un canal con una velocidad mayor (bit rate)(menor factor de propagación) deberá ser transmitida en un potencia mayor ... pero la

potencia total de transmisión es limitada.3. La interferencia de enlace ascendente (uplink )

- Causada or el hecho de ue los códi os depseudo ruido, que separan a los usuarios no

Ti d C l WCDMA



Ti os de Canales en WCDMA

Que se transporta?

e.g. DCCH,

DTCH, BCCH

User Data o Control Data

A quien se transporta?

e.g. BCH, PCH,FACH, RACH,HS-DSCH

Dedicada o Comun

Un canal físico utiliza un códi o de canalización



WCDMA CH = Channel

CANALES DETRANSPORTE

CANALESFISICOS

CANALESDEDICADOS

CANALESCOMUNES

CANALESDEDICADOS

CANALESCOMUNES

DCH FACHBCH PCH RACH CPCH DCCH DSCH HS-DSCH

DPDCH DPCCH HS DSCH DPDCH

PCDCH PRACH CPICH CPICH CPICH SCH PDSCH

CANALES DE TRANSPORTE



Un canal de transporte se define por cómo, y con cuáles características, setransfieren los datos sobre la interfaz de aire. Se dividen en 2 tipos:

1. Canales comunes.

2. Canales dedicados.

Los canales comunes son difundidos a todos en la celda mientras ue loscanales dedicados son transmitidos y recibidos desde un sólo usuario. Lassiguientes son descripciones de algunos de los canales de transporte.




Ha un canal de trans orte dedicado el DCH Dedicated Channel ue es usado tanto enel uplink como en el downlink . El DCH es establecido para una llamada de voz o sesiónde datos, y está caracterizado por la posibilidad de rápido cambio de tasa y rápidocontrol de potencia.




El BCH (Broadcast channel ) es un canal de transporte del downlink que es usado para difundir información específica de la celda y del sistema, en bloques de información de Sistema. El BCH,

fija.

El FACH (Forward Access Channel ) es un canal de transporte del downlink que porta información decontrol a los UEs, cuando el UE envía un mensaje de acceso aleatorio a la estación base. Sucontraparte, el RACH (Random Access channel ), es usado en el uplink para que el UE envíe elmensaje de acceso aleatorio.




El PCH (Paging Channel ) es un canal de transporte del downlink usado para paging .

El HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel ) es un canal de transporte comúncompartido por todos los usuarios HSDPA en la celda. Se mapea en hasta 15 canales físicos,

de endiendo del número de códi os dis onibles ara usuarios HSDPA




El PCH (Paging Channel ) es un canal de transporte del downlink usado para paging .

El HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel ) es un canal de transporte comúncompartido por todos los usuarios HSDPA en la celda. Se mapea en hasta 15 canales físicos,

de endiendo del número de códi os dis onibles ara usuarios HSDPA

CANALES FISICOS



Los canales de transporte son mapeados además encanales físicos, los cuales se definen por códigos deCanalización y la Frecuencia de radio a la cual se

.

CANALES FISICOS

C í C



Canales Físicos Comunes del Downlink :

. . .

3GPP TS 25.301¶

5.3.1.1

En esta sección daremos una breve mirada a la función de los canalesfísicos comunes del downlink , que se transmiten a todos los UEs

El P-CCPCH (Primary Common Control Physical Channel ): Difunde información del Sistema. El

.

El SCH (Synchronization Channel ) porta los Códigos de Sincronización primarios y secundarios,, ,

detección del grupo de códigos revoltillo (uno de 64). Es multiplexado en el tiempo (sólo el primer10%) con el P-CCPCH (restante 90% de la ranura).

El S-CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel ): Este canal es mapeado por ambos,PCH (Paging Channel ) y el FACH (Forward Access Channel ). Transmite señalización e informacióde control al UE, en modo libre. También puede utilizarse para transmitir datos cortos e

.

El CPICH (Common Pilot Channel ) envía el código revoltillo a la celda. Provee referencia de fase

, .utiliza en el control de potencia a lazo abierto para evaluar la potencia de transmisión inicial del Ucuando desee establecer una llamada/sesión de datos.

CANALES FISICOS



. . .

3GPP TS 25.301¶

5.3.1.1

Canales Físicos Comunes del Uplink :

El PRACH Ph sical Random Access Channel : este canal es utilizado ara ortar requerimientos de acceso, información de control y ráfagas cortas de datos. PC.

Los canales del downlink ue son transmitidos a un UE en articular son

denominados Dedicated Physical Channels. Son mapeados por los canales dedicado

dedicados y señalización L3 (datos de señalización del más alto estrato).

El DPCCH (Dedicated Downlink Physical Control Channel ): Transmite señalización dal UE, incluyendo bits de Control de Potencia de Transmisión (Transmit Power Contr

TPC), bits de piloto y bits de Indicador de Combinación de Formato de Transporte

, .

CANALES HSDPA

T ú d ti d l HSPA



Tenemos un número de tipos de canales que se usan con HSPA.

. . .

3GPP TS 25.301¶

5.3.1.1

El HS-DSCH es el canal de transporte que se mapea en losprimeros dos de estos

El HS-PDSCH (High-Speed Physical Downlink Shared Channel(s)): Este es el canal físico deldownlink que porta los datos de usuario HSPA y bits de carga suplementaria (overhead ) de estrato2 sobre la interfaz de aire. Habrán disponibles hasta 15 de estos canales en todo momento.

El HS-SCCH (High-Speed Shared Control Channel(s)): Canal Físico del downlink que portainformación de control, de cómo decodificar la información en el HS-PDSCH, y cual UE debedecodificarla.

El HS-DPCCH (High-Speed Dedicated Physical Control Channel ): Canal físico del uplink para enviar reportes ACK/NAK y reportes de calidad del canal.

El A-DCH ( Associated Dedicated Transport Channel ): Este es de hecho un canal de transporte, peroserá cubierto aquí como referido al HSPA. El A-DCH será mapeado en los canales físicos DPDCH y, y a r uno por usuar o en a ce a. n e own n , se u za un - para a

señalización de control de estrato 3. En el uplink , se utiliza el A-DCH para señalización de controlestrato 3 y para datos de usuario. Ambos utilizan un SRB de 3,4 kbps, para señalización nivel-RRC.

CANALES EUL (Enhanced Up Link)



. . .

3GPP TS 25.301¶

5.3.1.1

E-DCH mapea los E-DPDCHs (Enhanced Dedicated Physical Data Channels), y provee

sempeño mejorado del uplink en términos de Incrementos de tasas de datos, Aumento depacidad (hasta el doble de la capacidad del Release 99), y canales de control y datos controladospotencia.

E-DPCCH (Enhanced Dedicated Physical Control Channel ) utiliza bits piloto para llevar a cabo elntrol r pido de potencia. Todos los canales E-DPDCH en la celda copian (mirror ) el nivel detencia de este canal (tomando en cuenta la desviación -offset ). Esencialmente nos entrega el

maño de los bloques de transporte que vamos a transmitir dentro de un lapso de tiempo dado.

E-RGCH (Enhanced Relative Grant Channel ) se utiliza en el soft handover por la segunda RBSra rote erse. Si el tamaño del blo ue dado desde el E-AGCH desde la rimera RBS es mu ande, envía un mensaje al UE para reducir el tamaño del bloque.

E-HICH Enhanced HAR Indicator Channel es un canal físico ue envía el ACK/NACK en el wnlink, tal que el UE sepa si o retransmitir un bloque de datos.

Canales de Indicación del downlink :



. . .

3GPP TS 25.301¶

5.3.1.1

s dos canales descritos abajo son canales físicos del downlink que se utilizan para indicar una

uación particular al UE. Estos canales pueden ser denominados ‘downlink indication channels’.tos canales sólo existen en el estrato físico; esto es, no tienen canales de transporte mapeadosellos.

AICH ( Acquisition Indicator Channel ): reconoce que la RBS ha adquirido un intento de Accesoeatorio por parte de un UE (Repite la firma del Acceso Aleatorio del UE)

PICH (Paging Indicator Channel ): Informa al UE que monitoree la próxima trama del paging .

PORQUE HAY CONTROL DE POTENCIA?



1. Un UE en el borde de la celda ex erimentará una

mayor pérdida que otro UE que está cerca de la BS.

. controlaran la potencia para obtener el mismo nivel en

la BS, el UE que está más cerca de la BS puede

fácilmente sobre-exponer al otro UE y bloquear granparte de la celda dando lugar al llamado problema

‘ ’- - .

3. Para mantener buenos niveles de capacidad en la red,as se a es rec as por a , s n mpor ar e on e

está transmitiendo el UE (esto es, cerca o lejos), deben

,están usando el mismo servicio.

CONTROL DE POTENCIA (Continuación)



El power control es necesario para resolver the near-far-problem.

intermedio de los códigos PN, a cada usuario le puede parecer que los otros son

señales de ruido que interfieren en su señal.

a po enc a e ca a n v uo e e ser con ro a a para que no pro uzcainterferencias innecesarias en las señales de los otros usuarios.

Si la señal llega a la celda con un nivel bajo depotencia



potencia

la calidad de la comunicación es baja

habrá poca interferencia.

Si la señal llega a la celda con un nivel alto de

el bit error rate será muy bajo

la calidad de la comunicación es alto

Habrá mucha interferencia.

Porque se realiza Control de Potencia?



q

Reducir al mínimo la interferencia en el enlace-transmite mayor es la interferencia de UE.

Reducir al mínimo la potencia de transmisión delenlace descendente - recurso com artido en WCDMA

Hay tres tipos de control de potencia, (utilizadostanto en el UL y DL)

1 O en Loo Power Control

2) Inner Loop Power Control

u er oop ower on ro

O en Loo Power Control



O en Loo Power Control

1) UE Mide la potencia CPICH (common Pilot

Channel)

potencia del canal de Radiodifusion (Broadcasting Channe)

4) Se sube La potenciahasta que una respuesta

es “oida”

WCDMA Power Control. Control de Lazo Abierto (Open-loop



Potencia

Valor Aceptado

Tiem oPreambulos

A. cálculo de la pérdida en el paso “path loss “ de la fuerza de la señalrecibida

. ,el volverá a intentar con una potencia ligeramente superior hasta que serecibe una confirmación

Inner Loo Power Control



Asegura que la señal de cada UE en la celda tiene elm smo . SIR :Signal-to-Interference Ratio

“Aumenta la potencia”

“

se aumenta y

disminuye el SIR en la

UE 1500 veces en laestación base”

Outer Loo Power Control



The RNC calculates the Optimum SIR target for inner looppower con ro , us ng e oc rror a e an e

BLER quality target

BLER If transport block

target ramps up by 1dB

SIR Target

If transport block not

received in error SIRram s slowl down

Lower Limit

Time

. -Power Control)



? Si el

BLER/FERaumenta

? Es elSe incrementa el SIR

aceptable

? Si el

Se disminuye el SIRLER: Block Error Ratio

BLER/FERdisminuye

El control de potencia “Outer-loop power “ se utiliza para ajustar el valor objetivo”(target) del SIR en reacción a los cambios de BLER/FER

Si el BLER aumenta , a continuación, el SIR “Umbral” se incrementa en unintento de reducir el BLER. Este proceso cambia continuamente si cambia el

SIR “ Umbral” ara mantener un BLER mínimo ace table.

Reflecion de Multi aso Multi ath



Una señal de usuario se refle an en diferentes ob etos

por lo que la señal recibida contiene muchas réplicas

retardo en el tiempo-

2

1τ

0τ

El Rece tor RAKE



τ2 τ

O

M

Dedo #1

τ1τ

B

I

N

e o

Dedo #3

τ0

τ2

A

Do

…

R

Dedo Buscador

Para medir la Potencia de las RBS vecinas

Radio Network Overview



El RAN WCDMA consiste de:

Productos de solución en sitio; por ejemplo, antenas y sistemas de energía

RNC 3810RANAG Radio Access Network A re ator es un nodo de trans orte

Sistemas de O&M, OSS-RC

Las principales interfaces externas son las siguientes:

La interfaz Iu entre el RNC y la red central

La interfaz Uu entre el UE y el nodo B

Las RNC se comunican con la interfaz Iur

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Interfaz de Aire (WCDMA) A

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