MOBILNI SISTEMI TREE GENERACIJE (3G)

IMT-2000

(International Mobile Communications 2000)

Uvod

Poetkom 1990-tih godina od strane ITU (International Telecommunication Union) predstavljena je ideja o globalnom standardu za mobilne sisteme 3G, pod nazivom IMT-2000 (International Mobile Communications 2000).

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, preko govora, 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.

3G - ciljevi

velika brzina prenosa podataka i to: 144 kb/s ili 384 kb/s za bre ili sporije outdoor korisnike i 2 Mb/s za indoor mobilne 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 informacijaotvorena arhitektura koja e omoguiti lako uvoenje daljih tehnolokih inovacija i kompatibilnost opreme.

ELIJSKA ORGANIZACIJA 3G SISTEMA

3G sistem organizuje elije po hijerarhijskom nivou. Ovo je uinjeno iz razloga to se elija najnieg hijerarhijskog nivoa koristi za veliki obim saobraaja, na mestima gde je protok podataka maksimalan, a vii hijerarhijski nivoi slue za manji obim saobraaja. 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 nivo pokrivenosti, npr. hotel ili aerodromi.

ELIJSKA ORGANIZACIJA 3G SISTEMA

3G sistemi e imati i zemaljske i satelitske komponente koje e omoguavati pristup servisima u veoma irokom opsegu radio okruenja 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 velikih geografskih podruja (minimalno podruje je npr. Evropa, a potencijalno ceo svet). Univerzalnost takoe ukazuje na dostupnost servisa u razliitim okruenjima (ruralno, urbano, poslovni prostor itd.). Prema tome, u buduim mobilnim komunikacionim sistemima, terminal mora automatski da prilagodi svoje tehnike karakteristike (ukljuujui brzinu prenosa, tip modulacije i snagu) prema zateenim uslovima prostiranja u razliitim radnim scenarijima i prema zahtevanom servisu.

3G Servisi

3G sistemi predstavljaju univerzalne mobilne komunikacione sisteme koji omoguavaju irok 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, daljinski monitoring- servis osetljiv na kanjenja.

Brzine prenosa

Brzine prenosa podataka razliite su od zone do zone, a zavise od trenutne brzine kojom se korisnik kree kao i od koncentracije korisnika unutar zone: 2084 Kbps unutar zgrade ili kancelarije, u okolini piko elija gde je koncentracija korisnika najvea, i gde se korisnik kree hodajui 384 Kbps 2084 Kbps u gradskom okruenju i to gde se korisnik ne kree brzinom ne veom od 120Km/ 144 Kbps 384 Kbps gde je srednja gustina korisnika, npr. u suburbanim zonama gde se korisnici kreu brzinom od 120-150 Km/ Do 144 Kbps u udaljenim zonama (planine, okeani) pri brzinama od 1000 Km/ (npr. u avionima).

Mobilnost vs. binarni protok

4 tipa saobraaja (QoS klase)

Saobraajne klaseGovorna klasaStriming klasaInteraktivna klasaBekgraund klasaOsnovne karakteristikeOuvanje vremenskih relacija izmeu informacionih entiteta toka podataka, podnoenje malih vremenskih kanjenjaOuvanje vremenskih relacija izmeu informacionih entiteta toka podatakaRad na principu odgovora na zahtev, ouvanje integriteta podatakaRad zasnovan na tome da odredite ne oekuje prijem podataka u toku odreenog vremenskog intervala, ouvanje integriteta podatakaPrimeri aplikacijaPrenos glasa, video telefonija, video igrice itd.Multimedijalne striming aplikacijeWeb brauzing, mrene igriceDaunloadovanje emailova

Frekvencijski opsezi za 3G sisteme

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 Evropi predstavlja UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) - evropsko reenje za mobilne 3G sisteme.UMTS je 3G naslednik GSM tehnologije, koja omoguava pruanje irokopojasnih servisa mobilnim korisnicima. Osnovni cilj UMTS bio je prelazak sa 2G mrea ka all-IP mreama.Glavna tehnologija: WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access)1998. formirano je standardizaciono telo Projekat partnerstva 3G za sisteme (3GPP-Third Generation Partnership Project) za donoenje tehnikih specifikacija.

Razvoj UMTS standarda
3GPP izdanja (Release)

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 razliitim baznim stanicama. Sa druge strane, korisnici povezani na istu baznu stanicu su koristili isti radio kanal u razliitim vremenskim trenutcima (vremenski multipleks). Kod kodnog multipleksa, koji je primenjen u UMTS mrei, svi korisnici koriste ceo spektar istovremeno. Razlikuju se po kodu kojim koduju korisnu informaciju.Ovakva realizacija radio interfejsa se pokazala znaajno spektralno efikasnijom od kombinacije frekvencijskog i vremenskog multipleksa i omoguava prenos podataka velikim brzinama.

Prednosti CDMA u poreenju sa FDMA i TDMA

Otpornost na uskopojasne interferencije Otpornost na feding usled multipath propagacijeTajnost prenosaKapacitet sistema zavisi od nivoa prihvatljive interferencije (nije hardverski limitiran)

irokopojasni CDMA
(W-CDMA, Wideband CDMA)

WCDMA je standard za 3G mobilne komunikacione sisteme koji koristi CDMA tehnologiju u irokom frekvecijskom opsegu.Kod WCDMA se primenjuje i frekvencijsko (FDD) i vremensko (TDD) dupleksiranje. FDD radio kanali se primarno koriste za prenos govornih i servisa podataka, dok se TDD radio kanali koriste kod sistema koji nemaju na raspolaganju dualne frekvencijske opsege. WCDMA podrava osim irokopojasnih radio kanala irine 5MHz, i uskopojasne GSM radio kanale irine 200kHz.WCDMA kanalima irine 5MHz prenos podataka se moe vriti brzinom do 2Mb/s

WCDMA osnovni princip

Korisniki informacioni biti su raireni u irokom opsegu uestanosti, procesom mnoenja korisnikih bita sa pseudo sluajnim bitima (zvanim ipovi) koji su dobijeni iz CDMA kodova za irenje. Sutina je da se osnovni korisniki sadraj (glas, slike, podaci ili video zapis) najpre konvertuje u uskopojasni digitalni radio signal, a zatim mu se dodeljuje kod koji e ga razlikovati od signala drugih korisnika.WCDMA koristi Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) tehniku proirenog spektra. U DSSS tehnici, svaki bit orginalnog signala je predstavljen viestrukim bitima u prenoenom signalu putem koda za irenje.Kod za irenje iri spektar signala na vei opseg proporcionalno broju bita koje koristi. Proireni signal se prenosi beinim kanalom. Na prijemnom kraju, primljeni signal se takoe mnoi sa istom ip sekvencom. Vrlo je vano sinhronizovati ip sekvencu na predajnom i prijemnom kraju.

irenje i skupljanje spektra

irenje i skupljanje spektra

U tehnici irenja spektra korisnicki signal se transformie u drugi oblik koji zauzima veci propusni opseg nego originalni signal. Originalni korisnicki podaci se mnoe (kanalskim) kodovima za proirenje (Spreading codes) , koji imaju znatno 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 u sekvenci 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.

Faktor irenja (Spreading Factor, SF):

Predstavlja odnos izmedu brzine ipova i simbolske brzineOvaj 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 dB procesno pojaanje (npr. faktoru irenja 128 odgovara dobitak od 21dB.)Procesno pojaanje direktno ukazuje na poboljanje odnosa signal-um (SNR)

Faktor irenja i bitski protok

Princip ortogonalnosti kodova

Osnovna ideja CDMA sistema zasniva se na ortogonlanim kodovima.Kodovi se biraju prema odredenom matematickom pravilu koje omogucava izbor kodova koji su ortogonlani jedni prema drugima. Ovi kodovi nemaju meusobnu korelaciju, ime je omoguceno da se signali proireni razlicitim kodovima medusobno ne interferiraju.Kako bi se signal vratio u originalni (neproireni) opseg, isti ortogonalni kod se mora koristiti na prijemu. Koricenje drugacijeg koda na prijemu rezultovace umom, bez bilo kakve korisne informacije.

WCDMA osnovni princip

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

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

WCDMA osnovni princip

Modulacioni postupci kod WCDMA

WCDMA sistemi kao modulacione tehnike koriste:

QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) u downlink smeru i njegovu varijantu, tzv. dualni QPSK (u uplink smeru), ili16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) u downlink smeru za aplikacije 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 fazne modulacije).

WCDMA karakteristike

, 16-QAM

WCDMA karakteristike

WCDMA podrava promenljive brzine prenosa podataka, to drugim recima znaci da je koncept Bandwidth on Demand (BoD) veoma dobro podran. Korisnicke brzine prenosa podataka ostaju konstantne tokom intervala od 10ms, to predstavlja trajanje jednog radio rama. Kapacitet koji se rasporedjuje izmedju korisnika moe da se menja od rama do rama. Ovako brza alokacija radio resursa se kontrolie od strane RRM (Radio Resource Management ) dela mree, kako bi se postigle optimalne brzine prenosa za paketske servise i osigurao zadovoljavajuci QoS za korisnike govornih servisa.

RAKE prijemnik

Poseban tip prijemnika dizajniran tako da reava problem prostiranja po viestrukim putanjama (multipath). Multipath komponente su zakasnele replike originalnog EM talasa koje su putovale razliitim putanjama i stoga svaka od njih ima razliitu amplitudu i vreme dolaska na mesto prijema.

RAKE prijemnik

Koristi se nekoliko ulaznih grana koji predstavljaju korelatore, od kojih svaki prima po jednu multipath komponentu signala. Svaka ulazna grana nezavisno dekoduje jednu posebnu 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 se kvalitet i performanse ukupnog primljenog signala Na taj nain se moe dobiti vei odnos signal/um u okruenju gde postoji multipath, nego kada nema viestrukih putanja.

Metode dupleksiranja

WCDMA podrava oba moda dupleksnog naina prenosa:

FDD (Frequency Division Duplex) - odvojeni opsezi (kanali) irine 5 MHz se koriste za uplink i downlink, TDD (Time Division Duplex) koristi se samo jedan opseg od 5 MHz, uplink i downlink kanali su razdvojeni u vremenu.

FDD (Frequency Division Duplex)

Uplink: 1920 - 1980 MHzDownlink: 2110 - 2170 MHz190 MHz duplex distance5MHz (variable) carrier spacing (DS CDMA Direct Sequence CDMA)12 bands in uplink & downlink

TDD (Time Division Duplex

Uplink 1900 - 1920 MHz Downlink: 2020 - 2025 MHz5 carriers in total, 15 timeslots per framea user may use one or several timeslotsa timeslot can be assigned to either uplink or downlink

3G vs. 2G

WCDMAGSMRazmak izmeu nosioca (irina kanala)5 MHz200 KHzFaktor ponovne upotrebe frekvencije11 18Frekvencija kojom se obavlja kontrola snage1500 Hz2 Hz ili manjeKontrola kvalitetaRRM algoritmiPlaniranje mree (frekvencijsko planiranje)Frekvencijski diverzitiPropusni opseg od 5 MHz daje mogunost implementacije viestrukog diverzitija pomou "grabuljastog prijemnika"Frekvencijsko skakanjePaketski prenosEmitovanje paketa zasnovano na trenutnom stanju mree Emitovanje paketa zasnovano na slobodnim vremenskim slotovima (GPRS)Transmisioni daunlink diverzitiPotreban zarad poveanja kapaciteta na daunlinkuNije definisan u standardima ali moe biti primenjen

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).

UMTS interfejsi

Uu interfejs povezuje korisniku opremu UE (User Equipment) sa Node B (UMTS WCDMA radio interfejs)Iu interfejs povezuje RNC sa GSM/GPRS (MSC/VLR ili SGSN)Iu CS interfejs za komutaciju kolaIu PS interfejs za paketsku komutacijuIub interfejs povezuje RNC sa Node BIur interfejs povezuje razliite RNC

UMTS core network

Obezbeuje: komutaciju, rutiranje transport korisnikog saobraaja i funkcije vezane za baze podataka.Sadri elemente sa:Komutacijom kola: MSC, VLR i GMSCPaketskom komutacijom: SSGN i GGSNJezgro mree koristi ATM (Asynchronous Transfer Mode) za prenos podataka:ATM adaptacioni sloj 2 (AAL2) za komutaciju kolaATM adaptacioni sloj 5 (AAL5) za paketsku komutaciju

Radio pristupna mrea (RAN, Radio Access Network) u UMTS naziva se UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network).Dva nova elementa UTRAN mree su:Kontroler radio mree (RNC, Radio Network Controler) - upravlja i optimizuje radio mrene resurseNode B vorovi - fizike jedinice za radio predaju/ prijem sa elijama. Jedan Node B upravlja grupom elija.

UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)

Postojei GSM/GPRS mreni elementi kao to su MSC, SGSN i HLR mogu se proiriti tako da 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 iste funkcionalnosti kao bazna stanica.

UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)

UTRAN se sastoji iz odredjenog broja radio mrenih sistema -RNS (radio network systems)Jedan RNSse sastoji iz veeg broja baznih stanica i kontrolera baznih stanica (RNC).RNC obezbeuje upravljanje resursima radio mreeNa svaki RNC povezuje se jedan ili vie Node B, a svaki Node B moe da obezbeuje servise u jednoj ili vie elijaRNC je odgovoran za lokalne handover procese i combining/multicasting funkcije koje su povezane se makro diversitijem izmeu razliitih Node-B

RNC (Radio Network Controller)

RNC je glavni kontrolni mreni element u UTRAN mrei, koji vri funkcije ekvivalentne funkcijama kontrolera baznih stanica (BSC) u GSM/GPRS mreama:Kontrola i dodela radio resursa RNC je zaduen za uspostavljanje, odravanje i raskidanje svih radio veza. RNC ima pregled celokupne situacije o stanju u mrei i svih dodeljenih resursa. RNC je zaduen za obezbeenje stabilnosti rada mree primenom algoritama za kontrolu pristupa i zaguenja (koji nisu ranije postojali u BSC)Upravljanje razmenom protokola izmeu UTRAN interfejsaKontrola i upravljanje Node B jedinicamaUpravljanje mobilnou korisnika , kontrolom handover algoritamaUpravljaje kvalitetom servisa (QoS)Obezbeenje sigurnosti komunikacije

Node B (bazna stanica)

Osnovni zadatak vora B je da vri predaju i prijem radio signala, opsluujui jednu ili vie elija, zavisno od naina sektorizacije elija. Node B se povezuje WCDMA tehnologijom sa korisnikom opremom (UE) korienjem Uu interfejsa.Node B moe biti fiziki locirana u okviru postojee GSM bazne stanice (BTS) u cilju smanjenja trokovaNode B nadgleda stanje i kvalitet veze, izraunava stepen pogreno preneenih ramova i prosleuje ove podatke RNC-u koji vri dalju obraduOstale 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 funkcije korekcije greaka i adaptaciju brzine prenosa.

Node B (bazna stanica)

S obzirom da UMTS sistem radi na viim frekvencijama nego GSM/GPRS, veliina elija bi trebalo da bude manja. To rezultira u potrebi da se instalira vei broj baznih stanica u odnosu na prethodni sistem. Sa druge strane, zahtevi u pogledu snage baznih stanica su manji.

Frekvencijsko planiranje

Kod CDMA sistema sve elije mogu koristiti istu frekvenciju (frequency reuse factor =1).

Efekat blizu-daleko (near-far)

Za svakog korisnika u WCDMA sistemu, svi ostali korisnici predstavljaju izvor interferencije.Kodno demultipleksiranje je mogue izvriti jedino ako interferencija nije suvie velika.Problem se javlja kada su neki korisnici blizu BS, a drugi daleko od nje. Signal koji potie od udaljenih korisnika moe biti potencijalno veoma slab (zbog uslova propagacije) tako da moe biti zamaskiran jakim korisnim signalom koji potie od bliskih korisnika, pa je signale koji potiu od udaljenih korisnika potenecijalno 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 snagom potrebnom za zahtevani kvalitet veze. Time se minimizira interferencija koju taj korisnik stvara ostalim korisnicima.

Kontrola snage

Kontrola snage je vrlo je bitna kod UMTS sistema. Glavni razlog: kapacitet WCDMA je zavisan od interferencijeSvrha kontrole snage je uglavnom smanjenje unutar-elijske interferencije. Kontrolom snage kompenzuju se varijacije trenutnih 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 odreen zahtevima kvaliteta servisa -QoS (Quality of Service).Snaga na predaji je inverzno proporcionalna kvalitetu radio kanala, to dalje rezultuje konstantnom brzinom na prijemu.

Kontrola snage

Zbog injenice da se celokupni frekvencijski opseg u WCDMA sistemu simultano deli izmedju korisnika, uticaj drugih korisnika pojavljuje se kao interferencijski um. Kapacitet sistema e biti maksimalan ukoliko se predata snaga svakog terminala kontrolie, tako da signal stigne u vor B (baznu stanicu) sa optimizovanim nivoom snage.Bez kontrole snage jedna mobilna stanica mogla bi blokirati celu elijuta znai optimizovani nivo snage?Svaki korisnik unutar elije treba da emituje signal sa minimalnom snagom koja je dovoljna da se ostvari kvalitetna veza.

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 predajnih snaga 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 rezultira smanjenjem unutar-elijske interferencije.

Kontrola snage na downlink-u

Pored uplink smera, kod WCDMA se kontrola snage vrii u downlink smeruDownlink kontrola snage je uvedena uglavnom radi minimiziranja interferencije sa drugim elijama. Mada kontrola snage u downlink smeru nije od vitalnog znaaja kao to je to sluaj kod uplink smera, ipak se implementira jer poboljava performanse sistema kontrolisanjem interferencija koje potiu od drugih elija

- rezime

Disanje elije

Prednosti UMTS W-CDMAPrimenom kontrole snage reava se near-far problemSofisticiran kapacitet dinamika veliina elije. To je suprotno GSM-u, u kome je:elija fiksne veliine definisana snagom predajnika, dizajnom antene i lokalnim terenomBroj korisnika koji se opsluuje u jednoj eliji nema nikakvog uticaja na veliinu elijeKod UMTS, veliina elije je u direktnoj vezi sa kapacitetomzona pokrivanja elije se menja sa promenom koliine ostvarenog saobraaja, odnosnosno elija die.

Veliki broj aktivnih korisnika u eliji elija se skuplja.

Manji broj korisnika- elija se iri

Case 1: 20 users

Case 2: 10 users

Cell Breathing: CDMA networks

cells

Dynamic cell range: f(# users)

3.unknown

Kontrola snage i fenomen disanja elije - rezime

Interferencija poveava uticaj uma Korisnik koji se nalazi na granici elije emituje maksimalnom snagom Kada drugi korisnik postane aktivan poveava se interferencijaPrimljeni signal od korisnika sa granice elije je suvie mali i komunikacija postaje nemoguaNeophodno je ogranienje broja korisnikaEfektivna veliina elije se smanjuje sa poveanjem broja korisnikaNeophodan je kompromis izmeu zahtevanog kapaciteta i veliine zone pokrivanjaTo zahteva primenu kocnepta disanja elije, to za posledicu ima koplikovanije planiranje mree

HANDOVER PROCEDURE U UMTS SISTEMU

Postoji vie razloga zbog kojih se kod UMTS-a aktivira procedura 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 donosi RNC koji trenutno opsluuje pretplatnika. Saobraajni handover - nastaje kada kapacitet elije dostigne svoj maksimum ili mu se bar pribliava. U tom sluaju, korisnika oprema koja se pribliava ivicama elije sa velikim optereenjem moe biti predata susednim elijama sa manjim saobraajnim optereenjem.3 faze handover-a: faza merenja, faza odluke i faza izvrenja

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 kanalaKod mekeg (softer) handovera mobilna stanica se nalazi u prostoru koji prekriva vie sektora iste bazne stanice. Mobilna i bazna stanica istovremeno komuniciraju putem dva kanala, a svaki od njih pripada drugom sektoru.

Tvrdi (hard) handover

Meki (soft) handover

Meki (soft) handover

Cell B

Cell 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 (softer) handover

UMTS tipovi handovera

Handover 3G -3G (i.e. between UMTS and other 3G systems)FDD soft/softer handoverFDD inter-frequency hard handoverFDD/TDD handover (change of cell)TDD/FDD handover (change of cell)TDD/TDD handoverHandover 3G - 2G (e.g. handover to GSM)Handover 2G - 3G (e.g. handover from GSM)

Unutar-sistemski handover
3G-3G handoveri

Izmeu 2 bazne stanice tree generacije:

Meki i meki handover predstavlja handover izmeu 2 bazne stanice UMTS mree, pri emu obe rade na istoj frekvencijiTvrdi handover: Interfrekvencijski handover izmeu 2 bazne stanice UMTS mree koje rade na razliitim frekvencijama.FDD-TDD handover izmeu 2 BS u UMTS mrei, pri emu jedna radi u FDD modu, a druga u TDD modu.

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 je pokrivanje 3G mree ostvareno na odreenom delu teritorije. Korisnicima koji naputaju zonu pokrivanja 3G signalom omoguen je neprekidan nastavak komunikacije kroz sistem druge generacije (samo za servise koje podrava 2G mrea).

3G - Oblasti primene

Servisi prema zahtevima korisnika

Informacije: WWW, kupovina,pristup javnim medijima on-line.Edukacija: virtuelne kole, on-line pristup bibliotekama, bazama znanja, laboratorijama.Zabava: audio, video, igre na zahtev, virtuelna putovanja ...Drutveni servisi: socijalne slube, pomo u kuci, vladine agencije.Poslovi: virtuelna radna mesta, firme, poslovanje, banke, berza, Komunikacije: svi oblici personalnih komunikacija, video telefon, video konferencije.Saobraajni servisi: saobraajne informacije, navigacija.Specijalni servisi: telemedicina, nadzor i obezbedjenje, hitna pomoc on-line ...

Evolution of mobile networks from 2G to B3G

Beyond 3G vision

IP v6

Cas 1

: 10 utilisateurs

Cas 2

: 20 utilisateurs

-

10 <

C/I

<

-

5 dB

-

15 <

C/I

<

-

10 dB

-

15 <

C/I

<

-

50 dB

cellules