05 - Cdma e Wcdma
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TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
CURSO 01CURSO 01INTRODUÇÃO AO CDMA E WCDMA
1
Alessandro Ferreira da Cunha – [email protected]
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
LITERATURA EM PORTUGUÊS RECOMENDADA
http://www.editoraerica.com.br/buscafinal.asp?cod=1235
2
Alessandro Ferreira da Cunha – [email protected] - [email protected]
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSOnde conseguir toda a documentação sobre
CDMA & WCDMA?
3
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Desvanecimento Seletivo em FreqüênciaDesvanecimento Seletivo em FreqüênciaSISTEMAS DE COMUNICAÇÃO
BANDA ESTREITAInformação não espalhada
Interferências multipercursos com a mesma largura da
Sinal de banda estreita
Informação de baixa taxa Informação espalhada.
B d l
Informação não espalhada. Banda estreita.
mesma largura da informação não espalhada.Informação
de baixa taxaTX RX
SISTEMA DE COMUNICAÇÃO COMESPALHAMENTO ESPECTRAL
Banda larga.de baixa taxa
Sinal de Banda Larga
A interferência é capaz de destruir totalmente a informação Informação
de baixa taxaInformação
de baixa taxaTX RX sem espalhamento. Mas com o sinal espalhado esta
interferência será diluída, causando um impacto muito menor.
de baixa taxa de baixa taxa
Código de alta taxa
Código de alta taxa
4
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSComo as informações são enviadas no CDMAç
Envio Recebimento
DADOS DADOS
Envelope EnvelopeEnvelope Envelope
Caixa com plástico bolha
TRANSPORTECaixa com
plástico bolha
5
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSComo as informações são enviadas no CDMA
Código de espalhamento A Alta taxa de transmissão
Informação de entrada
TRANSMISSOR
Código de espalhamento B Alta taxa de transmissão
Baixa taxa de transmissão
A ordem de “embalagem”
Código de espalhamento C Alta taxa de transmissão
Sinal transmitido pela interface aérea:
gpelos códigos é importante!
Código de espalhamento C Alta
Sinal transmitido pela interface aérea:
•Alta taxa de transmissão•Codificado 3 vezes
g ptaxa de transmissão
Código de espalhamento B Alta taxa de transmissão
A ordem inversa deve sertaxa de transmissão
Código de espalhamento A Alta taxa de transmissão
Informação de saída
usada para “desembalar” ainformação dos códigos!
6Baixa taxa de transmissãoRECEPTOR
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSComo é feito o espalhamento e de-espalhamento (DS-CDMA)
Sinal em baixa taxa: 14,4 KspsSinal de saída em alta taxa :
3,84 Mcps3,84 Mcps
original
espalhadafactor Bw
BwSpread =
Sinal em alta taxa : 3,84 Mcps
Entrada do Saída do sinal Saída do sinal sinal original em baixa taxa.
(A)
codificado em alta taxa.
(C)
decodificado em baixa taxa.
(A)
Entrada do Código em
Mesmo Código da
7
Código, em alta taxa.
(B)
Código da entrada, em alta taxa.
(B)
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1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
10100101010110101010010101011010 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
10100101010110101010010101011010
TRANSMISSÃO0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0TRANSMISSÃO
O que é feito?O que é feito?
1
1 0 1 0 0 1 0 14º símbolo
1 1 1 1 1 1 1 14º chip
1 0 1 0 0 1 0 1
1
0 1 0 1 1 0 1 0
0
0 1 0 1 1 0 1 0
+3º símbolo
0 1 0 1 1 0 1 0
+3º chip
0 1 0 1 1 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
1
1 0 1 0 0 1 0 1
+2º símbolo
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
+2º chip
1 0 1 0 0 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
0
0 1 0 1 1 0 1 0
+1º símbolo
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
+1º chip
0 1 0 1 1 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
810100101010110101010010101011010 Sinal recuperado. 1 0 1 0
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1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
10100101010110101010010101011010 10100101010110101010010101011010
TRANSMISSÃO 0 0 0 0 1 1 1 1
TENTOU OUTROCÓDIGO!!!!
? ? ? ?
0 1 0 1 1 0 1 0 TRANSMISSÃO
O que é feito?O que é feito?
0 0 0 0 1 1 1 1CÓDIGO!!!!
1
1 0 1 0 0 1 0 14º símbolo ?
0 0 0 0 1 1 1 1
1 0 1 0 1 0 1 04º chip
1 0 1 0 0 1 0 1
0 1 0 1 1 0 1 0
0
0 1 0 1 1 0 1 0
+3º símbolo
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1
+3º chip
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 0 1 0 1 ?
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
1
1 0 1 0 0 1 0 1
+2º símbolo
0 0 0 0 1 1 1 1
+
+
2º chip1 0 1 0 0 1 0 1
1 0 1 0 1 0 1 0 ?
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
0
0 1 0 1 1 0 1 0
+1º símbolo
0 0 0 0 1 1 1 1
+1º chip
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 0 1 0 1 ?
910100101010110101010010101011010
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
10100101010110101010010101011010 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
10100011010000101110011110011010
0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0
CORREÇÃO DE ERROSINTRODUZIDOS PELO MEIOO que é feito?
O que é feito?
Tomando a decisão sobre o maior número
de chips iguais, o sistema decide qual é a
1
1 0 1 0 0 1 0 14º símbolo
1 1 1 1 1 0 0 14º chip
1 0 1 0 0 0 1 1
1
sistema decide qual é a informação de saída.
0 1 0 1 1 0 1 0
0
0 1 0 1 1 0 1 0
+3º símbolo
0 1 0 1 1 0 1 0
+3º chip
0 1 0 0 0 0 1 0
0 0 0 1 1 0 0 0 0
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
1
1 0 1 0 0 1 0 1
+2º símbolo
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
+2º chip
1 1 1 0 0 1 1 1
1 0 1 1 1 1 0 1 1
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
0
0 1 0 1 1 0 1 0
+1º símbolo
0 1 0 1 1 0 1 0
0 1 0 1 1 0 1 0
+1º chip
1 0 0 1 1 0 1 0
1 1 0 0 0 0 0 0 0
10100101010110101010010101011010 Sinal recuperado. 1 0 1 0
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSCorrelação
QPSK RF
Σ SomadorUsuários BTS
Sinal demodulado noreceptor CDMA
if 1 =if 0 =
1 CÓDIGO DEDESESPALHAMENTO
(Gerado localmente - móvel)
DECISÃO:Matches!
( = 0 ) 1Correlation
Σ( )
Opposite( =1)
+10-26
-16
CORRELAÇÃO ENTRE DOIS CÓDIGOS
11
CORRELAÇÃO ENTRE DOIS CÓDIGOSWalsh Code #23 com Walsh Code #59
#23 0110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110#59 0110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001SOMA 0000111111110000000011111111000011110000000011111111000000001111
RESULTADO: 32 1’s, 32 0’s: Orthogonal!!
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSCódigos OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor)
Equivalente aos Walsh Codes do CDMA IS-95Equivalente aos Walsh Codes do CDMA IS 95
original
espalhadafactor Bw
BwSpread =
184,384,3
1 ==MspsMcpsSF chip
496084,3
4 ==KspsMcpsSF chips
, p
292184,3
2 ==MspsMcpsSF chips
848084,3
8 ==KspsMcpsSF chips
12
92,1 Msps16
24084,3
16 ==KspsMcpsSF chips
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSCódigos OVSFWalsh CodesWalsh Codes
32120
84,332 ==
KspsMcpsSF chips 120Ksps
646084,3
64 ==KspsMcpsSF chips 60Ksps
WCDMADL=512CHIPS
843 M 5125,7
84,3512 ==
KspsMcpsSF chips
WCDMAUL=256CHIPS
2561584,3
256 ==KspsMcpsSF chips 15Ksps
HSDPA=16CHIPS
1316
24084,3
16 ==KspsMcpsSF chips
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
SPREAD FACTOR ON WCDMASPREAD FACTOR ON WCDMA
14
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
DEPENDÊNCIA DECÓDIGOS OSVFCÓDIGOS OSVF
15
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
DEPENDÊNCIA DE CÓDIGOS OSVFDEPENDÊNCIA DE CÓDIGOS OSVF
16
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
DEPENDÊNCIA DE CÓDIGOS OSVFDEPENDÊNCIA DE CÓDIGOS OSVF
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TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Configuração de um gerador de seqüência GoldConfiguração de um gerador de seqüência GoldUPLINK no WCDMA
clong,1,n X25+X3+1MSB LSB
X X 1
38400 chips clong,2,n
X25+X3+X2+X+1
DOWNLINK no WCDMAclong,2,n é 16777232 chips atrasada em relação a sequência clong,1,n.
I1 02345678917 16 15 14 13 12 11 10 1+X7+X18
38400 chipsQ
1 02345678917 16 15 14 13 12 11 10 1+X5+X7+ X10+X18
38400 chips
18
1 X X X X
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSAnálise espectral do espalhamento e de-espalhamento
Encoding &
5.00 MHz informação
10 kHz informação sem espalhamento
bits símbolos chips
Código Walsh Espalhamento 3,84 Mcps
Encoding & Interleaving 19,2 ksps
Vocoder14.4 kbps
Transmissor
espalhada
fc
Ruído de fundo 103 dBm em Interferências Interferências de
Interferências de outros
Meio de transmissão0
‐103 dBm em 5,00 MHz
Interferências externas outras centrais no
sistema
de outros telefones
fcfcfc fc
Informação + 10 kHchips
Código Walsh Correlator
Decode & Informação 14 4 kb
ruído + interferência
10 kHz informação sem espalhamento
chips símbolos bits
19
Correlator
3,84 McpsDeinterleaving
19,2 sbps14,4 kbps
fc 0Receptor
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSAnálise espectral do espalhamento e de-espalhamento
10 kHz informação sem
3.84 MHz informação
Ganho de processamento
espalhamento espalhada
Comparação
de 21,07 dB.
Resulta
0 fc
p ç
0
Informação + ruído +
10 kHz informação sem
Ganho de processamento
interferênciaç
espalhamento
Comparação
processamento de 15,07 dB.
Resulta
fc0
Comparação
0
Resulta
20
fc0 0
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSTerminal WCDMA / GSM Quad-band
21
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSPrincípio do Receptor Rakep p
s(t)
s(t)
t
t
22
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEstrutura do receptor Rake
23
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSArquitetura UMTSq
Radio Beader (RB)
Radio Access Beader (RAB)
Uu Iu
Radio Link (RL)( )
Node BRNC
MSC/VLR GMSC
s
Uu Iu
Iub PS Networks
USIM Node B
HLR al N
etw
orks
Cu Iur
IubNBAP
RANAP
MENode B
HLR
Ext
ernaIur
Iub
RNSAP
RANAP
Node BRNC SGSN GGSN
UTRAN CNUE
Iub
CS Networks
UTRAN CNUE
User Equipment
UMTS Terrestial Radio Access Network Core Network
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSWCDMA com GSM
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSRadio Access Network Architecture (Interface Aérea)
ZAÇ
ÃO
DO
S)
E SI
NA
LI
(VO
Z, D
AD
NTR
OLE
SUÁ
RIO
(
CO
N
US
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEstados RRC do UE
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEstado IDLE
Canais:• Downlink PCH• sem uplink (TXdesligado)des gado)
Mobilidade:• Location Update• Routing Updateg p
Enderessamento:• IMSI•TMSI
Sl M d•P-TMSI• IMEI
Sleep ModemsSleep k
e 102mod ⋅=
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEstado Cell DCH
Canais:• Downlink PCH• Uplink PCH
Mobilidade:• Handover
Enderessamento:Nã• Não
Chamadas:Chamadas:• Circuits Switch (CS
V )– Voz)•Packet Switch (PS –
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEstado Cell FACH
Canais:• Downlink FACH• Uplink RACH
Mobilidade:• Cell Update
Enderessamento:U RNTI• U-RNTI
• C-RNTI
Chamadas:P k t S it h (PS•Packet Switch (PS –
Dados)
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEstado Cell PCH
Canais:• Downlink PCH• sem uplink (TXdesligado)des gado)
Mobilidade:• Cell Update
Enderessamento:• U-RNTI
Chamadas:P k t S it h (PS•Packet Switch (PS –
Dados), mas não
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEstado URA PCH
Canais:• Downlink PCH• sem uplink (TXdesligado)des gado)
Mobilidade:• URA (UTRARegistration Area)g )Update
Enderessamento:• U-RNTI
Chamadas:
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Identidades UTRAN
PLMN Id i• PLMN Identity• CN Domain Identifier• RNC Identifier Também temRNC Identifier• Service Area Identifier• Cell Identifier
Também tem no GSM
• UE Identifiers– Radio Network Temporary Identities (RNTI)
1) Serving RNC/BSS RNTI;
2) Drift RNC/BSS RNTI; Não tem no 3) Cell RNTI RNTI;
4) UTRAN/GERAN RNTI;
5) DSCH RNTI;
GSM
6) HS-DSCH RNTI;
7) E-DCH RNTI
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Modos UTRANModos UTRANFDD e TDD
P dif d 1• Pequenas diferenças para a camada 1:• Chip rate = 3,84 Mcps• Quadro com 10 ms;Quadro com 10 ms;• 15 time slots/quadro;• Spreading Factor FDD: 4 a 512 DL & 4 a 256 UL;• Spreading Factor TDD: 1 a 16 DL & UL
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Estrutura de quadro WCDMAEstrutura de quadro WCDMA
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
BitsChips
RR
BwBw
Spreadb
C
original
espalhadafactor #
#===
Colocando 10 bits em cada slot: 256
102560
##
==⇒= ff SBits
ChipsS
T t l d bit t itidmsbitsbitsslots 10/1501015 =⋅
Total de bits transmitidos em um Radio Frame (10 ms):
Taxa de transmissão obtida:sbitsxbitsxbitsmssbitsmsbits 115010115010150 ⋅
=⇒=⇒=s
xbitsxbitsmssbitssxbits 01,0
1011501
=⇒⋅=⋅⇒=
Kspsxbits 15 Kbpsxbits 15 Kbpsxbits 30Kspsxbits 15= Kbpsxbits 15= Kbpsxbits 30=
BPSK
QPS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
No limite para o W CDMA o SF = 4 o queNo limite, para o W-CDMA, o SF = 4, o que implica em: 640
42560#
#25604
##
==⇒=⇒= BitsBitsBits
ChipsS f
msbitsbitsslots 10/960064015 =⋅Total de bits transmitidos em um
Radio Frame (10 ms):msbitsbitsslots 10/960064015 =Radio Frame (10 ms):Taxa de transmissão obtida:
ssbitsxbitsxbitsmssbits
sms
xbitsbits
01,0196001019600
1109600 ⋅
=⇒⋅=⋅⇒=
Kspsxbits 960= Kbpsxbits 960= Mbpsxbits 92,1=
BPS QPBPSK
QPSK
Se a codificação for de 1/3, então a taxa útil é de:Mbps921 Ktaxa útil é de:KbpsMbpsR
ÚTILb 6403
92,1==
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSConceitos de Canais UTRAN
• Canais Físicos = freqüência + código de espalhamento– Modo TDD = também se define um slot no tempo.Modo TDD também se define um slot no tempo.– É possível mudar de camada física (migrar de WCDMA para HSDPA)
sem a necessidade de mudar o core da rede! Excelente para as operadoras!operadoras!
– CAMINHONETE
• Canais de Transporte = utilizado na interface entre layer 1 e layer 2;– Define comocomo os dados são transmitidos na interface aérea;
•• ComunsComuns ou dedicadosdedicados.– COMO CARREGAR A CAMINHONETE
• Canais Lógicos = utilizado dentro da layer 2;– Define os tipostipos de dados a serem transmitidos.pp
•• Dados Dados de aplicações ou controlecontrole.– QUAIS AS PEDRAS QUE SÃO COLOCADAS NA CAMINHONETE
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSConceitos de Canais UTRAN
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSMapeamento até os canais físicos
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEstrutura dos canais dedicados de UL
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSComo são construídos os canais de UL
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSComo são construídos os canais de UL
OVSF1
OVSF2
Ajuste de ganho
Scramble
OVSF2
OVSF3 Scramblecode:CADA TERMINAL TEM UM
OVSF4 Ajuste de ganho
TEM UM SCRAMBLE CODE DIFERENTE!!!
OVSF5
DIFERENTE!!!OVSF6
OVSF7
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSAjuste de potência em cada canal de ULj p
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSAjuste de potência em cada canal de ULj p
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSAjuste de potência em cada canal
Um Node B com 40 W (46dBm) onde deseja se m
j p
dBm), onde deseja-se umEc/Io = -8 dB. Qual deveser a potência do canalpiloto (CPICH)? W
EW
EW
EdB CCC
4010
40log8,0
40log108 8,0
10 =⇒⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=−⇒⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛=− −p ( )
WWPCPICH 3,6)( =
WWW 404040 ⎠⎝⎠⎝
⇒⋅= − 8,01040WEC
dBdBmdBmPdBm
dBmPdBdBmPdBmP
IE
CPICHCPICH
NodeB
CPICH
O
C 846)(46
)(8)()(
−=⇒=−⇒=
dBmdBmPCPICH 38)( =
E se o Node B tiver uma potência de 10 W (40dBm) para o mesmo Ec/Io = 8 dB Qual deve
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEstrutura dos canais dedicados de DL
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSComo são construídos os canais de DL
OVSF1 S1 Scram
blecode
OVSFOVSF2 Scram
bleblecode
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
C ã ídComo são construídos os canais de DL
Ajuste de ganho Ajuste
dg
de ganhog
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
F õ d d Fí iFunções da camada Física
• 01. Codificação/decodificaçãoCodificação/decodificação FEC para canais de transporte;• 02.Medidas.Medidas de rádio e indicações para camadas superiores;• 03 Distribuição e combinação de mmacrodiversidade (sacrodiversidade (soft handover);03. Distribuição e combinação de mmacrodiversidade (sacrodiversidade (soft handover);• 04. Detecção de erDetecção de errosros nos canais de transporte;• 05. MultiplexagemMultiplexagem de canais de transporte e demultiplexagemdemultiplexagem de canais de
transporte compostos;transporte compostos;• 06. Adaptação de taxasAdaptação de taxas;• 07. Mapeamento de canais lógicos em canais físicosMapeamento de canais lógicos em canais físicos;• 08 Modulação espalhamento/demodulação e deModulação espalhamento/demodulação e de espalhamentoespalhamento de canais• 08. Modulação, espalhamento/demodulação e deModulação, espalhamento/demodulação e de--espalhamentoespalhamento de canais
físicos;• 09. Sincronização. Sincronização de tempo e freqüência;
10 Controle de potênciaControle de potência de Loop fechado;10. Controle de potênciaControle de potência de Loop fechado;11. Power weightingPower weighting e combinação de canais físicos;12. Processamento de RF;13 Alinhamento no tempoAlinhamento no tempo nos canais de uplink (TDD only);13. Alinhamento no tempoAlinhamento no tempo nos canais de uplink (TDD only);
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSMultiplex dos canais de transporteMultiplex dos canais de transporte
10、20、40 or 80ms
data
data
data
TrCH-i TrCH-i+1
data CRC data CRC data CRC
data CRC data CRC data CRCd a t aCBL CBL CBL
0、8、16 or 24bits
Size Z=512-Ktail , Conventional code
data CRC data CRC data CRCd a t aCBL CBL CBL Size Z5120-Ktail ,Turbo code
CedBL CedBL CedBLCoded data Channel CodingRate matched data
R t t h d d t DTX
or
Rate matched data DTX
orData before 1st interleavingData after 1st interleaved
Number of Rado frame:1、2、4 or 8
Radio frame Radio frame Radio frame
TrCH-1 TrCH-2 TrCH-ICCTrCHTrCH-1 TrCH-2 TrCH-I DTXCCTrCHTrCH 1 TrCH 2 TrCH ICCTrCHTrCH 1 TrCH 2 TrCH I DTXCCTrCH
Ph-1 Ph-2 Ph-P
10ms
10msPh-1 Ph-2 Ph-P
TPC TFCI pilot
SpreadingScrambling
SpreadingScrambling
SpreadingScrambling
data1 data2 TPC TFCI pilotdata1 data2 TPC TFCI pilotdata1 data2
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSConvolutional Codes e Turbo CodesConvolutional Codes e Turbo Codes
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSConvolutional Codes e Turbo CodesConvolutional Codes e Turbo Codes
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSRepetition – Puncturing – DTXRepetition – Puncturing – DTX
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSInterleavingInterleaving
OLHA_QUE_COISA_MAIS_LINDA_MAIS_CHEIA_DE_GRAÇA_É_ESSA_MORENA_QUE
OLHA_QUE_COISA_MAIS_LINDAXXXXXXXXXX_DE_GRAÇA_É_ESSA_MORENA_QUE
O _ A A H G E E
L C I _ E R S N
H O S M I A S A
A I A A Ç AA I _ A A Ç A _
_ S L I _ A _ Q
Q A I S D _ M U
U _ N _ E É O E
E M D C RE M D C _ _ R _
O_AAHGEELCI_ERSNHOSMIASAAI_AAÇA__SLI_A_QQAISD_MUU_N_EÉOEEMDC__R_
O_AAHGEELCI_ERSNHOSMIASAAXXXXXXXXXXX_A_QQAISD_MUU_N_EÉOEEMDC__R_
O _ A A H G E E
L C I _ E R S N
H O S M I A S A
A X X X X X X XA X X X X X X X
X X X X _ A _ Q
Q A I S D _ M U
U _ N _ E É O E
E M D C _ _ R _
OLHAXQUE_COXXA_MAISXXINDA_MXXS_CHEIX_DE_GRAXA_É_ESSX_MORENAXQUE
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSUtilização dos códigos
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSUtilização dos códigos
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSUtilização dos códigos
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSTaxa de bits versus spreading factor
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSCódigo de scrambling primáriog g p
C j t 0
Primary scrambling code 0
S d
Códigos de scrambling
Conjunto 0
Conjunto 1 ……
Secondary scrambling code 1
…gpara canais físicos de downlink …
Secondary scrambling code 15
Primary
……
Conjunto 511Primary scrambling code 511×16
……
Secondary bli d
8192 scrambling 512 setsscrambling code 511×16+15
codes
Um código de scrambling primário e 15 códigos de scrambling secundários são incluídos em um set.
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Configuração de um gerador de seqüência GoldConfiguração de um gerador de seqüência GoldUPLINK no WCDMA
clong,1,n X25+X3+1MSB LSB
X25+X3+138400 chips
clong,2,n
X25+X3+X2+X+
DOWNLINK no WCDMAclong,2,n é 16777232 chips atrasada em relação a sequência clong,1,n.
I1 02345678917 16 15 14 13 12 11 10 1+X7+X18
38400 chipsQ
1 02345678917 16 15 14 13 12 11 10 1+X5+X7+ X1
38400 chips
65
1+X5+X7+ X1
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSGrupo de códigos de scrambling primários
Primary scrambling code
Códigos de bli
Grupo 0
g0Primary scrambling code 1
scrambling primários para canais físicos de d li k
…
…………
Grupo 1
Primary scrambling code 7
downlink Primary scrambling code 8*63
Grupo 63
……
Primary yscrambling code 63*8+7
512 códigos de scrambling primários
64 grupos de códigos de scrambling
Cada grupo consiste de 8 códigos de scrambling
i á iprimários
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Grupo de códigos de scrambling primários
• Existem 512 códigos de scrambling primários divididos em 64 grupos com 8 códigos em cada
• Cada célula do sistema aloca somente um código de gscrambling primário
• O UE descobre o grupo de códigos de scrambling pelo SCH• O UE descobre o grupo de códigos de scrambling pelo SCH
• O UE sabe, dentro do grupo indicado pelo SCH, qual é o ódi d bli ífi d él l l l CPICHcódigo de scrambling específico da célula pelo canal CPICH
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Modulação/DemodulaçãoEspalhamento/De-espalhamentoEspalhamento/De-espalhamento
Data bitChips after spreading
OVSF Scrambling code
gcode
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSModulação de Uplinkç p
• Taxa de Chip = 3,84 Mcps
Sequências das
operações de p çEspalhamentocomplexos
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSModulação de Downlinkç
Scramble
Canais físicosde Downlink,exceto SCH
OVSFcode
exceto SCH1
Canais tili ando QPSKCanais utilizando QPSK:CPCH,CPICH, CSICH, PICHPDSCH, HS-SCCH e DPCH.
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSMedidas de Rádio e indicações a camadas superioresç p
Medidas na UEMedidas na UE Medidas na UTRANMedidas na UTRAN• Received total wide band power;
• Received signal code power (RSCP);
• Received signal strength indicator
Received total wide band power;
• SIR;
• Transmitted carrier power;g g(RSSI);
• Ec/No;• Block error rate (BLER);
• Transmitted code power;
• Bit error rate (BER); Block error rate (BLER);
• UE transmitted power;• UE Rx-Tx time difference;
• Round-trip time (RTT);
• UTRAN GPS par ao posicionamento das UE;
• Observed time difference to GSM cell;
• UE GPS timing of cell frames for
UE;
• atraso na propagação PRACH/PCPCH;
•Detecção de preâmbulos PCPCH de UE positioning; acesso;
•reconhecimento de preâmbulos PCPCH de acesso;
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Controle de Potência – NEAR – FARControle de Potência NEAR FAR
PRX1
Área de cobertura da BTS.
Móvel 1Móvel 2P
PRX2
PTXPTX
Distância 1 Distância 2
Área de cobertura da BTS.
Móvel 4PTX4
PRX1 PRX2 PRX3
PRX4 PRXnMóvel 3
PTX3
Móvel 2
PTX2
Móvel 1
Móvel n
PTXn
PTX1
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Controle de Potência – correção rápida!Controle de Potência correção rápida!
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSControle de Potência
20Channel
10
15
B)
ChannelTransmitted powerReceived power
0
5
pow
er(d
B
DesvioPadrào
10
-5
0
Rel
ativ
e PadràoEntre 2 e 3 dB
20
-15
-10
0 200 400 600 800-20
Time (ms)
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Finalidade do Controle de potência de uplinkFinalidade do Controle de potência de uplinkControle no móvel
• Características da transmissão Uplink– Interferência mutua. Como usa o código gold, que não é perfeitamente ortogonal,
gera interferência mútuagera interferência mútua.
– Capacidade limitada pela interferência. A interferência reduz o throughput.
– Efeito Near-far
– Desvanecimento
• Controle de potência Uplink – Assegurar a qualidade de uplink com mínima transmissão de potencia
– Diminuir a interferência para outra UE, e incrementar a capacidade
Solucionar o efeito Near far– Solucionar o efeito Near-far
– Economizar energia do UE
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Finalidade do Controle de potência de downlinkFinalidade do Controle de potência de downlinkControle no Node B
• Características da transmissão downlink– Interferência entre diferentes assinantes com ortogonalidade prejudicada pelo meio
de propagação.p p g ç
– Interferência proveniente de outras células adjacentes
– Capacidade de dowlink é limitada pela potencia de transmissão do NodeB
– Desvanecimento
• Controle de potencia Downlink – Assegurar a qualidade do downlink com mínima transmissão de potencia
– Diminuir a interferência entre UE, e incrementar a capacidade
– Economizar energia do NodeBEconomizar energia do NodeB
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSClassificação do controle de potênciaç p
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSVisão Geral do Controle de potência de loop abertop p
• Finalidade– UE estima a perda de potência de sinais no trajeto da propagação medindo os
sinais de downlink, então calcula a potência de transmissão de canal de uplink
• O principio do controle de potência de loop aberto– Desvanecimento rápido no canal de uplink/downlink – Desvanecimento de uplink/downlink são descorrelacionados– Desvanecimento de uplink/downlink são descorrelacionados.
• A desvantagem do controle de potência de loop abertoEste método de controle de potência é vago– Este método de controle de potência é vago
• Cenários de aplicação do controle de potência de loop aberto– Na região de uma célula onde o desvanecimento rápido é mais serio do que a
perda de propagação
– Controle de potência de loop aberto é admitido somente no inicio do setup da conexão, geralmente é definido um valor inicial de potência.
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSVisão Geral do Controle de potência de loop abertop p
MóvelBCCHSIB
CULRSCPCPICHCPICHPI i i lbl44 844 764484476 )(3
P {Operadora
NodeBSIB
ceInterferen
LossPath
TX CteULRSCPCPICHCPICHPowerInitialeamblePower
++−=4342144444 344444 21
)(7_
___Pr
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSVisão geral do controle de potência de loop fechadog p p
• As deficiências do controle de potência de loop aberto– O valor de potência decidido pelo controle de potência de loop aberto pode ser
impreciso– Para o sistema WCDMA-FDD, o desvanecimento de uplink é descorrelacionado do
desvanecimento no downlink devido ao grande espaçamento de freqüência entre eles.
– Portanto, a estimativa da perda de percurso e da interferência feita no downlink pode não refletir corretamente as características do uplink. O controle de potência de loop fechado pode solucionar este problema.
• Vantagens do controle de potência de loop fechado– Ajusta os valores de potência de uplink e downlink muito rapidamente, diminuindo a
interferência no sistema.– Mantêm elevada a qualidade do serviço
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Visão geral do controle de potênciaGarantia de QoS com
Inner loopOuter loop
QoS com potência mínima
Control process:BLERmea>BLERtar→SIRtar
BLERmea<BLERtar→SIRtar SIRtar
Control process:SIRmea>SIRtar→TPC=0
SIRmea<SIRtar→ TPC=1 TPC
BLERtar
Until toBLERmea=BLERtar
tar mea tar
Until toSIRmea=SIRtar
TPC
Control process :TPC=0 PowerTPC=1 Power
Controle de potência Inner loopCom TPC no DPCCH, o SIR pode ser assegurado ao nível target de SIR. Controle de pôtencia inner loop pode ser feito 1500 vezes em um segundo
Outer loop power controlOuter loop power controlCom o ajuste do SIR target value, BLER pode ser assegurado à exigencia de Qos
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Handover e ReselectionHandover e Reselection
Reselection: é quando o UE troca de células (setores)e está em comunicação com o Node B através de ume está em comunicação com o Node B através de umcanal compartilhado (idle).
Handover: é quando o UE troca de células (setores) eHandover: é quando o UE troca de células (setores) eestá em comunicação com o Node B através de umcanal dedicado (ativo).canal dedicado (ativo).
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSCritérios para ocorrer Cell Reselection
Q measurement: determina a qualidade da célula (setor) ondeocorrerá a reseleção. Para o WCDMA é obtido através dasçmedidas de CPICH RSCP e CPICH EC/N0.
S criteria: determina se é possível ocorrer a reseleção para acélula alvo. Para isto, leva em consideração os critérios Q e R.
00 >⇔> qualRX SSlev
PQQS QQS
R criteria: faz uma classificação (ranking) entre todas as
ONCOMPENSATIRXLEVMINRXLEVMEASRX PQQSlev
−−= QUALMINQUALMEASqual QQS −=
R criteria: faz uma classificação (ranking) entre todas aspossíveis candidatas a reseleção.
HYSTERESISMEASSERVING QQR +=SERVINGSERVING HYSTERESISMEASSERVING QQ
NEIGHBORSERVINGNEIGHBOR OFFSETMEASNEIGHBOR QQR,
+=
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Classificação do HandoverClassificação do Handover
Hard handover
•Intra frequency•Intra-frequencyhard handover
•Inter frequency
Soft handover
•Inter-frequencyhard handover
•Inter system•Inter-systemhandover Softer handover
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Node B
Node BSRNC
UE
Iu
Iur
Serving RNC (SRNC)
Terminates : Iu link of user data,
Node B
Node BRNC
Iu
Node B
Node BSRNC
Radio Resource Control SignallingPerforms : L2 processing of data to/from the radio interface, RRM operations (Handover Outer Loop
Iu
Node Boperations (Handover, Outer Loop Power Control)
Node B
Node BDRNC
UEIu
Iur
Node B
Node B Iu
Drift RNC (DRNC)
P f M di i
Node B
Node BSRNC
Node B Iu
Iur
Performs : Macrodiversity Combining and splitting
Node B
Node BDRNCUE
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Power Control in Soft HandoverPower Control in Soft Handover
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Softer HandoverSofter Handover
• Para o soft handover a combinação de múltiplos RL utiliza• Para o soft handover, a combinação de múltiplos RL utiliza maximum ratio combination (RAKE combination) no downlink e selection combination no uplink.
• Quando duas células envolvidas no soft handover pertencentes a um mesmo NodeB, maximum ratiopertencentes a um mesmo NodeB, maximum ratio combination pode ser utilizado no uplink. Neste caso o handover é softer handover.
• Softer handover possui alta prioridade nos esquemas de handover pois maximum ratio combination possui um maior ganho em relação selection combination.
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Soft HandoverSoft HandoverCategorias que podem assumir as células (setores) de um Node B
ACTIVE SET: célula que tem um radio link estabelecido entre oUE e a UTRAN. A UE está em soft (ou softer) handover com
d él l itodas as células que estão no active set.
MONITORED SET: células que a UTRAN informa ao UE quedevem ser feitas medições de sinal. São candidatas potênciais afazer soft (ou softer) handover. Devem estar na neighbour list .
DETECTED SET: todas as outras células que são recebidas peloq pUE. Podem vir a se tornar candidatas (Monitored Set) se o nívelde sinal permirtir e se estiverem na neighbour list.
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEventos Intra-frequency (1A até 1F)
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSCategorias que podem assumir as células (setores) de um Node B
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEventos de disparo em handover intra-frequency
Event 1a: Um canal piloto (CPICH) entra no Reporting Range (FDD only).Event 1b: Um canal piloto (CPICH) deixa o Reporting Range (FDD only).Event 1c: O nível de um canal piloto não ativo (CPICH) tornou-se melhor do que o nível de sinal de um canal piloto ativo (CPICH).Event 1d: Troca de melhor servidor.Event 1e: Um canal piloto (CPICH) tornou-se melhor do que um limite pré estabelecido.Event 1f: Um canal piloto (CPICH) tornou-se pior do que um limite pré estabelecido.
E t d di h d i t fEventos de disparo em handover inter-frequencyEvent 2a: Troca da melhor frequência.Event 2b: A qualidade estimada para a frequência atual é pior do que um limite pré estabelecido e a qualidade de uma frequência ainda não utilizada é acima deste limite.Event 2c: A qualidade de uma frequência ainda não utilizada está acima de um limite pré estabelecido.Event 2d: A qualidade de uma frequência utilizada é abaixo de um limite pré estabelecido.Event 2e: A qualidade de uma frequência ainda não utilizada está abaixo de um limite
é t b l idpré estabelecido.Event 2f: The estimated quality of the currently used frequency is above a certain threshold.
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEventos de disparo em handover intra-RAT (hard handover)
Event 3a: A qualidade estimada de uma frequência que é utilizada pela UTRAN é abaixo de um determinado limiar e a qualidade de outro sistema é acima deste mesmo limiar.E 3b A lid d d i é b i d li iEvent 3b: A qualidade de outro sistema é abaixo de um certo limiar.Event 3c: A qualidade de outro sistema é acima de um certo limiar.Event 3d: Troca de melhor servidor em outro sistema.
Eventos de disparo em medidas de tráfego
Event 4a: Transport Channel Traffic Volume [15]Event 4a: Transport Channel Traffic Volume [15] excedeu um limite absoluto.Event 4b: Transport Channel Traffic Volume [15] estáEvent 4b: Transport Channel Traffic Volume [15] está abaixo de um limite absoluto.
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEventos de disparo em medidas de qualidade
event 5A: A predefined number of bad CRCs is exceededC Cs s e ceeded
Eventos de disparo em medidas medidas efetuadas pelo UE
Event 6a: The UE Transmitted Power becomes largerEvent 6a: The UE Transmitted Power becomes larger than an absolute thresholdE 6b Th UE T i d P b lEvent 6b: The UE Transmitted Power becomes less than an absolute thresholdEvent 6c: The UE Transmitted Power reaches its minimum value
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSTráfego primário e tráfego secundário
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Hard Handoverou interfrequency HOou interfrequency HO
breakbreak--beforebefore--make handover;make handover;
3GPP especificou o método comprimido: p pcompressed modeUm caso especial de HHO no
UTRAN é o
intermode handoverintermode handover
(HO entre os modos FDD e TDD)Um terminal UMTS/GSM(HO entre os modos FDD e TDD)Um terminal UMTS/GSM capaz é chamado
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Modo comprimido
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Potências transmitidas
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Posição dos intervalos de transmissão
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Estrutura do frame de DL comprimido
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Estrutura do frame de UL comprimido
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Métodos para obtenção do TG
• Puncturing: – A redução do número de bits transmitidos é obtida porA redução do número de bits transmitidos é obtida por
um processo de extração de determinados bits–
• Redução do SF:– Neste processo o SF dos canais a serem transmitidos
antes e depois do TG é reduzido pela metadeantes e depois do TG é reduzido pela metade
• Camadas superiores– As camadas superiores irao permitir que somente os TFC
apropriados sejam usados
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Evolução do Sistema WCDMA
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Fatores que influenciam a experiência do usuário no WCDMA Release 99usuário no WCDMA Release 99
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSCanal de transmissão compartilhado e TTIp
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Modulação de alta ordem
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSEnlace adaptativo
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Despacho rápido
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSRetransmissão rápida e combinação suavep ç
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Novos canais físicos
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Categorias de terminais HSDPA
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOSCategorias de terminais HSDPA
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Comparação entre HSDPA e HSUPA
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
Além do HSDPA e HSUPA – LTELong Term EvolutionLong Term Evolution
L tê i d 5 BW 5Mh• Latência de 5ms com BW=5Mhz
• BW escalonada: 1.25Mhz, 2.5Mhz, 5Mhz, 10Mhz, 15Mhz e 20Mhz
• 100 Mbps no DL e 50 Mbps do ULp p
• Aumento de 2 a 3 vezes na capacidade do sistema
M lh i d t d t i ã b d d él l• Melhoria da taxa de transmissão na borda da célula
• Suporte apenas para comutação de pacotes
TECH TRAINING – ENGENHARIA E TREINAMENTOS
FIM DOFIM DO TREINAMENTOTREINAMENTO
Dú id ?Dú[email protected]@gmail.com
Obrigado!Obrigado!
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