WCDMA - Sivustot.net

Download Report

Transcript WCDMA - Sivustot.net

Slide 1

WCDMA

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 2

WCDMA

WCDMA
Wideband Code Division Multiple Access
• ITU aloitti IMT-2000 projektin v. 1992, jolla
WCDMA valittiin UMTS:n
radiojärjestelmäksi
• IMT-2000 koostuu joukosta
radiorajapinnan määrityksiä sekä
maanpäällisiin että satelliittijärjestelmiin
• UMTS-järjestelmän spesifiointi 3GPP:n
tehtävä
Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 3

WCDMA
Wideband Code Division Multiple Access

• Tarkoitetaan kolmannen sukupolven
matkapuhelinjärjestelmän UMTSin
radiorajapinnan toteutusta
• Laajakaistainen koodijakoinen
monipalveluympäristön radiojärjestelmä
• WCDMA perustuu CDMAhajaspektritekniikkaan, joka WCDMAjärjestelmässä toteutetaan
suorasekvenssimenetelmällä


Slide 4

WCDMA

•OSI- mallin
alimmalla, fyysisellä
kerroksella tapahtuu
hajautus / modulointi

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 5

WCDMA
UMTSin kanavat
• UMTS-järjestelmässä on loogisia, fyysisiä ja
siirtokanavia
• Loogiset kanavat vastaavat siitä mitä
siirretään
• Fyysiset kanavat siitä, minne dataa siirretään

• Kuljetuskanavat siitä, miten dataa siirretään

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 6

WCDMA

UMTSIN JÄRJESTELMÄT
taajuus

taajuus

UPLINK

UPLINK

DOWNLINK

DOWNLINK

aika

aika

UTRA FDD eli WCDM (IMT-DS)

UTRA TDD (IMT-TC)

eri taajuus, sama aika

sama taajuus, eri aika

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 7

WCDMA

UMTSIN JÄRJESTELMÄT

•WCDMA FDD ja TDD ovat kaksi mahdollista
radiotien liityntätapaa
•FDD: toimii hyvin äänipuheluiden kanssa, mutta ei
yhtä hyvin nopean datan kanssa

•TDD: on epäsymmetrinen, sopii internetin
yhteyksiin ja raskaiden tiedostojen lataamiseen
•Taloudellisten ja teknisten resurssien takia
molempien ylläpitäminen operaattoreille liian
kallista ->FDD käytetympi
Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 8

WCDMA

UMTSIN TAAJUUDET

• UMTSille on varattu 155 MHz leveydeltä radiotaajuuksia:
• FDD-menetelmä:
1920 -1980 MHz tukiasemalle tuleva
2110 – 2170 MHz tukiasemalta lähtevä
• TDD-menetelmä: 1900-1920 MHz ja 2010-2025 MHz
• Satelliittijärjestelmä: 2170-2200 MHz

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 9

WCDMA
2G:stä 3G:hen
2G <65 kbits

2.5G <144 kbits

TDMACDPD

GSM

3G 2mbps
EDGE

GPRS

WCDMA

PDC PDC-P

CDMAOne

3G-verkko
mahdollistaa
korkealaatuiset
kuva- ja
videolähetykset
sekä niiden
vastaanoton
Nopeat
datayhteydet
internetiin

CDMA2000
1X

CDMA2000
1Xev

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 10

WCDMA

2G:stä 3G:hen
WCDMA

GSM

Kantoaaltotaajuuksien väli

5 MHz

200 kHz

Taajuuksien uudelleenkäyttö

1

1 - 18

Tehonsäätötaajuus

1500 Hz

>2 Hz

Laaduntarkkailu

RRM- protokollat

Verkon suunnittelu
(taajuuksien suunnittelu)

Taajuusdiversiteetti

5 MHz taajuuskaistan
ansiosta monitieetenemisdiversiteettiä Rakevastaanottimella.

Taajuushyppely

Pakettidata

Kuormitusperusteinen
pakettien muodostus.

Aikajakoinen pakettien
muodostus GPRStekniikassa.

Downlink- siirtodiversiteetti

3GPP- standardi
mahdollistaa kapasiteetin
kasvattaminen.

Ei tuettu standardissa, mutta
voidaan lisätä tarvittaessa.

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 11

WCDMA

SOLUT JA TEOREETTISET
NOPEUDET

•Pikosolu, sisätilat 2 Mbit/s
•Mikrosolu, kaupunkialue 512 kbit/s
•Makrosolu, maaseutu 144 kbit/s
•Sateliittijärjestelmät 64kbit/s

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 12

WCDMA UMTSIN ARKKITEHTUURI

BTS = Base Tranceiver Station
BSC = Base Station Controller

WCDMA RAN =
WCDMA Radio Access Network

BSS = Base Station Subsystem

RNC = Radio Network Controller
RBS = Radio Base Station


Slide 13

WCDMA

UTRAN

(UMTS Radio Access Network)
=UMTS:n maanpäällinen liityntäverkko
• Sisältää:
– Tukiasemat (BS/Node-B)
– Radioverkko-ohjaimet (Radio
Network Controller)
huolehtivat päätelaitteiden ja
tukiasemien välisen
radiorajapinnan toiminnasta
yhdistää tukiasemat UMTS:n
runkoverkkoon
– RNS (Radio Network Sub-System)
Yhden RNC:n ja siihen liittyneiden
tukiasemien muodostama
aliverkon kokonaisuus

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 14

WCDMA

CORE NETWORK (CN)

• Sisältää:
– MSV/VLR (Mobile Switching Center/Visitor Location Register
= Runkoverkon keskus, joka kytkee yhteydet sijaintien mukaan
– GMSC=Gateway-MSC, yhdyskäytävä
puhelinverkkoihin
– SGSN(Serving GPRS
Support Node)
Yhdistää UMTS –verkon
muihin verkkoihin
GPRS-pohjaisella
ratkaisulla
– GGSN (Gateway GPRS
Support Node)
Yhdyskäytävänä
UMTS:n ja IP verkkojen välillä
Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 15

WCDMA
RAJAPINNAT

• Uu-rajapinta
• Kännykän ja
tukiaseman välinen
ilmarajapinta
• tällä rajapinnalla
käytetään WCDMA:ta

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 16

WCDMA
RAJAPINNAT

Iub-rajapinta
Tukiaseman ja radioverkkko-ohjaimen välinen rajapinta

Iur-rajapinta
Radioverkkojen osajärjestelmien välinen rajapinta

Iu-rajapinta
Radioverkko-ohjainten ja runkoverkon välinen rajapinta

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 17

WCDMA
RAKE-VASTAANOTIN

- Toimii UMTS-järjestelmässä
radiolähetteen vastaanotossa ”haravana”
- Käytetään hyväksi monitie-etenemistä
- Kerää tietyllä ajanhetkellä parhaat
lähetteet ja yhdistää ne.
- Laatu paranee verrattuna yksittäisen
komponentin laatuun
Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 18

WCDMA
KANAVANVAIHTO eli HANDOVER
• Päätelaite voi olla yhteydessä verkkoon usean
solun kautta
– Laatu paranee, verkon kokonaiskapasiteetti
laskee
• Liikuttaessa solurajojen yli päätelaite mittaa
kummankin tukiaseman signaalin voimakkuutta
– Kun yhteyden taso alle vaaditun, vaihtaa
paremman radioyhteyden tarjoamalle
kanavalle eli tapahtuu handover
Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 19

WCDMA
HANDOVERin kolme tekniikkaa
• Pehmeä kanavanvaihto
– Päätelaite samanaikaisesti yhteydessä
useampaan vierekkäiseen samalla taajuudella
toimivaan tukiasemaan
– RNC päättää kanavanvaihdosta
– Kahden erillisen radioyhteyden käyttö
vahvistaa signaalia -> lähetystehoa voidaan
pienentää

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 20

WCDMA
HANDOVERin kolme tekniikkaa
• Pehmeämpi kanavanvaihto
– Päätelaite yhteydessä yhden tukiaseman useaan
sektoriin samanaikaisesti
– Kun päätelaite kulkee solun sektorien raja-alueella
– Overlapping, yhteyden pallottelu puolelta toiselle
– Ei juurikaan eroa pehmeästä kanavanvaihdosta

• Kova kanavanvaihto
– Päätelaite yhteydessä vain yhden linkin kautta
tukiasemaan
– WCDMA-verkossa siirryttäessä WCDMA- JA GSMjärjestelmien välillä
Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 21

WCDMA
CHIP
Käyttäjän
data

PN-koodi

Koodattu lähete

• Käyttäjän data kerrotaan ns. valesatunnaiskohinalla l.
datakoodilla, josta käytetään nimitystä PN (pseudo
random noise)

• PN on sarja datayksiköita = chip
• Koodattu lähete puretaan käyttäen samaa PN-koodia
Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 22

WCDMA
HAJASPEKTRITEKNIIKKA

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 23

WCDMA

WCDMA:n tärkeimmät erot GSM:ään

-UMTS on suunniteltu siirtämään kuvia,
grafiikkaa, videota, audiota ja muita
laajakaistaisia lähetteitä.
-Nopeammat bittinopeudet edeltäjäänsä
verrattuna.
-Tuki monipuolisille palveluille ja suuri
kapasiteetti.

-Lisää sovellusmahdollisuuksia
Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen


Slide 24

WCDMA

Anssi Kukkonen
Tarja Kettunen