Tema 4_Redes 3G

8/2/2019 Tema 4_Redes 3G

1/156

Tem a 4Redes 3 G

REDES DE ACCESO CELULAR


2/156

Red es d e acceso ce lu lar - Red es 3 G

IntroduccinLos sistemas de segunda generacin como GSM fueron diseados para laprovisin eficiente de servicios de voz.

Por el contrario, los sistemas 3G fueron diseados desde el inicio para

soportar cualquier tipo de servicio multimedia de forma flexible; es decir, sinque la incorporacin de nuevos servicios requiera realizar modificaciones enla red.

La tecnologa radio en la que se sustentan las redes UMTS (Universal Mobile

Telecommunication Services), basadas en WCDMA/HSPA (Wideband CodeDivision Multiple Access/High-Speed Packet Access) proporciona lascapacidades necesarias para sustentar los nuevos servicios:

Altas velocidades de transmisin: tericamente hasta 2 Mbps en la Release 99,hasta 14,4 Mbps en la Relase 5 y hasta 28,8 Mbps en la Release 7.

Bajo retardo extremo a extremo en la transmisin de paquetes: < 100 ms. enRelease 5 y < 50 ms. en Release 6.

Movilidad sin interrupciones en los servicios de datos.

Multiplexacin de servicios con diferentes requisitos de QoS en una nica

conexin. Interoperabilidad con las redes existentes GSM/GPRS.


3/156


Proceso de estandarizacin

1990...

NMT

TACS

CT1

CT2

Eurosignal

POCSAG

MPT 1327

MOBITEX

GSM

DECT

ERMES

TETRA/

TETRAPOL

UMTS

1 Generacin 2 Generacin 3 Generacin

2000..

Inicialmente se pensaba en un sistema nico...


4/156


Proceso de estandarizacinLa situacin final ha conducido a una familia de sistemas diferentes

UMTS

CDMA2000

DECT

UWC-136


5/156


Proceso de estandarizacinPara lograr un desarrollo consensuado de UTRA (UMTS Terrestrial RadioAccess) se crea en diciembre de 1998 el llamado 3GPP (Third GenerationPartnership Project).

3GPP realiza las especificaciones tcnicas de los sistemas 3G basados enWCDMA (Wideband CDMA), en un foro comn que agrupa a distintosorganismos de estandarizacin:

ARIB (Japn)

CSSA (China) ETSI (Europa)

TTA (Corea del Sur)

ATIS (USA)

TTC (Japn)

Los documentos y contribuciones son pblicos: www.3gpp.org

Un grupo paralelo, 3GPP2, se ha creado para coordinar el desarrollo de otra

de las tecnologas propuestas: cdma2000, basada en Multicarrier CDMA.Promovido por TIA y ANSI en EE.UU.

TIA cdma2000UWC-136

T1 W-CDMA

ETSI TD-CDMAW-CDMA

ARIB W-CDMA

TTA CDMA ICDMA I I

CATT TD-SCDMA3GPP


6/156


Proceso de estandarizacinEstructuracin de UMTS en Releases

R99 y R4 R5 R6 R7 R8

0,384Mbps0,384Mbps 0,384Mbps

14Mbps

5,7

Mbps

28Mbps

11Mbps

14Mbps

160Mbps(LTE)

42Mbps

(HSPA)

50Mbps

Velocidad de pico en downlink

Velocidad de pico en uplink

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Normalizacin 3GPP

Comercial

R99 R5 R6 R7 R8

R99 R5 R6 R7 R8

R9 R10R4

R4


7/156


Proceso de estandarizacinRelease 99: Sistemas UTRA-FDD y UTRA-TDD

1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250

15 20 60 30 15 60 30

MHz

UMTS FDD

20 / 35 MHzpara UTRA unpaired

2 x 60 MHz paraUTRA paired

(Asignacin en Europa)

UMTS TDD

GSM 1800 y DECT

1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250

15 20 60 30 15 60 30

MHz

UMTS FDD

20 / 35 MHzpara UTRA unpaired

2 x 60 MHz paraUTRA paired

(Asignacin en Europa)

UMTS TDD

GSM 1800 y DECT

FDD: Para utilizar en bandaspareadas (1920-1980/2110-2170). Total: 60+60 MHz.OPERADORES CUENTAN CON

15x2 MHz PARA FDD

TDD: Para utilizar en bandas nopareadas (1900-1920; 2010-

2025). Total: 20+15 = 35 MHz.OPERADORES CUENTAN CON

5 MHz PARA TDD

Global

Satlite

Suburbano

Urbano

Interior

Macrocelda PicoceldaMicrocelda

UTRAUTRA

TDDTDD

UTRAUTRA

FDDFDD

macro y microceldas

Duplexado FDD Movilidad totalhasta 384 kbps

micro y picoceldas

Duplexado TDD Movilidad localhasta 2 Mbps

Global

Satlite

Suburbano

Urbano

Interior

Macrocelda PicoceldaMicrocelda

UTRAUTRA

TDDTDD

UTRAUTRA

FDDFDD

macro y microceldas

Duplexado FDD Movilidad totalhasta 384 kbps

micro y picoceldas

Duplexado TDD Movilidad localhasta 2 Mbps


8/156


Parmetros UTRAUTRA FDD: Esquema de acceso mltiple: W-CDMA Modulacin dual-channel QPSK en UL y QPSK en DL. Filtrado coseno

realzado con factor de roll-off = 0,22.

UTRA TDD: Esquema de acceso mltiple: Hbrido W-CDMA + TDMA Modulacin QPSK. Filtrado coseno realzado con factor de roll-off = 0,22.

Operacin asncrona de las estaciones base (no es necesaria una referenciaglobal de tiempos como GPS).

Chip rate: 3,84 Mchips/sEspaciado entre portadoras nominal: 5 MHzVocoder MR-ACELP de velocidad variable (12,2; 10,2; 7,95; 7,40; 6,70; 5,90;5,15 y 4,75 kbps).Longitud de trama: 10 ms; Slots por trama: 15

Deteccin coherente tanto en UL como en DLCaractersticas de diversidad:

Temporal: codificacin y entrelazado tanto UL como DL Multicamino: Rake de mxima ganancia u otras estructuras en recepcin. Antena: Mxima ganancia UL y mvil o diversidad en transmisin en DL

ICA < 45 dB a 5 MHz y < 50 dB a 10 MHz en la estacin base.ICA < 33 dB a 5 MHz y < 43 dB a 10 MHz en MS (de 21 dBm y 24 dBm).


9/156


Fundamentos de CDMADS-CDMA (Direct Sequence -CDMA)

d(t)

c(t)

GENERADORSECUENCIA

CODIGO

Filtroconformador

s(t)

+1

-1

s(t)

+1

-1

c(t)

+1

-1

d(t)

Tb

Tc

BIT

CHIP

+1

-1

s(t)

+1

-1

c(t)

+1

-1

d(t)

Tb

Tc

BIT

CHIP

SEAL DEDATOS

SECUENCIACDIGO

d(t)

c(t)

s(t)

f0 1/Tb

f00 1/Tc

f00 1/Tc

SEAL DEDATOS

SECUENCIACDIGO

d(t)

c(t)

s(t)

f0 1/Tb

f00 1/Tc

f00 1/Tc

DIMENSINFRECUENCIAL

DIMENSINTEMPORAL

TRANSMISORDS-CDMA


10/156


Fundamentos de CDMADS-CDMA (Direct Sequence -CDMA)

DIMENSINFRECUENCIAL

DIMENSINTEMPORAL

RECEPTOR

DS-CDMA

Tbs(t)

GENERADORSECUENCIA

CODIGO

c(t)

Filtroreceptor

d(t)

+1

-1

s(t)

+1

-1

c(t)

+4

-4

d(t)

.

.

. .

+1

-1

s(t)

+1

-1

c(t)

+4

-4

d(t)

.

.

. .

SEALRECIBIDA

s(t)

f00 1/Tc

SECUENCIA

CDIGO

c(t)

f00 1/Tc

SEALRECUPERADA

d(t)f

0 1/Tb

SEALRECIBIDA

s(t)

f00 1/Tc

SECUENCIA

CDIGO

c(t)

f00 1/Tc

SEALRECUPERADA

d(t)f

0 1/Tb


11/156


Fundamentos de CDMAAcceso mltiple CDMACada usuario transmite su seal ensanchada con una secuencia cdigodistinta, en principio ortogonales entre s.

Cdigo c1(t)

Cdigo c2(t)

Cdigo c3(t)

TRANSMISOR

CDMA

TRANSMISOR

CDMA

TRANSMISOR

CDMA

f

00 1/Tc

00 1/Tc

00 1/Tc


12/156


Fundamentos de CDMAAcceso mltiple CDMA

RECEPTORDS-CDMA

Tb

s1(t)+s2(t)+s3(t)

GENERADORSECUENCIA

CODIGO

c1(t)

Filtroreceptor d(t)

d1(t)+d2(t)c2(t)c1(t)+d3(t)c3(t)c1(t)

Por ejemplo: c1(t)= (+1 1 +1 1)c2(t)=(+1 1 1 +1)

+1

-1

s2(t)

+1

-1

c1(t)

+4

-4

+1

-1

s1(t)

+1

-1

c1(t)

+4

-4

d1(t)

. . .

. . . .

+1

-1

s2(t)

+1

-1

c1(t)

+4

-4

+1

-1

s1(t)

+1

-1

c1(t)

+4

-4

d1(t)

. . .

. . . .

Si los cdigos fuesenortogonales y losusuarios estuvieran

perfectamentesincronizados elreceptor rechazaratotalmente la sealde los dems

usuarios


13/156


Fundamentos de CDMAAcceso mltiple CDMAEn la prctica los cdigos no son ortogonales, por lo que los usuariossimultneos originan un cierto nivel de interferencia (Interferencia de Acceso

Mltiple: MAI - Multiple Access Interference).

RECEPTOR

CDMA

RECEPTOR

CDMA

RECEPTOR

CDMAf

00 1/Tb

1/Tc

f

00 1/Tb 1/Tc

f00 1/Tb 1/Tc


14/156


Fundamentos de CDMAAcceso mltiple CDMAA la salida del filtro receptor (correlador), la amplitud de la seal til aparecemultiplicada por el factor de ensanchado (en el ejemplo, 4), lo que no sucede

con la interferencia. A este efecto se le denomina Ganancia de Procesado.

i

u

i P

P

I

C

p

ici

bu

o

GI

C

TP

TP

I

C

La ganancia de procesado es una medida del grado deproteccin que se tiene frente a interferencias

RECEPTOR

CDMA

Ejemplo: Servicio de voz a 12,2 kbps:6

3

3,84 1010log 10log 25

12,2 10b

p

c

TG dB

T

A la salida del receptor se requiere aproximadamente una C/I de 5 dB paraeste servicio (donde la I incluye las potencias de ruido e interferencias) . Porlo tanto, a la entrada del receptor, la potencia de la seal til puede estarmuy por debajo del nivel del ruido + interferencias (20 dB por debajo), por loque resulta muy difcil de detectar si no se conoce la secuencia cdigo (por

eso las primeras aplicaciones de las tcnicas de espectro ensanchadofueron militares).


15/156


Fundamentos de CDMALa ganancia de procesado depende de la velocidad de transmisin, de modoque cuanto mayor es sta, menor es Gp. Por ejemplo, para un servicio de 2Mbps: 6

63,84 1010log 10log 2,82 10b

p

c

TG dBT

En este caso, la inmunidad frente al ruido y las interferencias es menor yser necesario tener una mayor C/I a la entrada del receptor.

En un sistema de comunicacionesmviles WCDMA, que opera en uncanal con propagacinmulticamino, el receptor no es unsimple correlador, sino que debe

usarse un receptor RAKE, formadopor varias ramas de correlacinque capturan la energa procedentede cada uno de los caminos depropagacin y la suman de forma

coherente (combinacin de mximaganancia).

Acceso mltiple CDMA


16/156


Fundamentos de CDMAAcceso mltiple CDMA

El funcionamiento correcto del receptor en un sistema WCDMA exige:

Estimar correctamente la respuesta impulsional del canal. Dado que sta esvariante con el tiempo, esta estimacin deber ser actualizada con la suficientefrecuencia. Esto exige la transmisin de seales piloto (smbolos conocidos por elreceptor).

Sincronizar en tiempo los correladores del receptor con la seal recibida. Si lasecuencia cdigo del correlador no est bien alineada con los chips recibidos, lacorrelacin ya no es perfecta y disminuye la ganancia de procesado.

El proceso de ensanchado/desensanchado (spreading/despreading) por smismo no proporciona ninguna mejora de un enlace radio individual, pues laganancia de procesado se consigue con un aumento proporcional del ancho

de banda. Las mejoras se perciben cuando se analiza el sistema completo,pues permite reutilizar las mismas frecuencias en diferentes clulas, (resounidad), se efecta un promediado estadstico de la interferencia de accesomltiple, y se puede realizar un aprovechamiento constructivo de lapropagacin multicamino (pues un ancho de banda elevado proporciona una

mayor resolucin temporal para detectar la energa que llega con diferentesretardos de propagacin.


17/156


Fundamentos de CDMAAcceso mltiple CDMASin embargo, para conseguir los beneficios de esta tecnologa, es necesarioel uso de un control de potencia muy preciso y de soft handover.

Qu sucede si dos terminales situados a distancias muy diferentes de laestacin base transmiten con la misma potencia (PTA=PTB)?

USUARIO AUSUARIO B

atenuacin LA atenuacin LB

PTAPTB

LA

>> LB

0 1/Tc

00 1/Tc

RECEPTOR

CDMA

RECEPTOR

CDMA

00 1/Tc0

EFECTONEAR/FAR


18/156


Fundamentos de CDMAControl de potencia

Cmo sabe el mvil con qu nivel de potencia debe transmitir?

Control de potencia en lazo abierto

El mvil conoce la potencia transmitidapor el canal de piloto,

mide la potencia recibida y por tanto

estima la atenuacin del trayectoy decide la potencia a transmitir

La estacin baseenva una seal

de piloto

Problema: FDD No hay correlacin entre los enlaces descendentey ascendente

La seal recibida en la estacin base estar afectadapor desvanecimientos rpidos (fading Rayleigh)


19/156



Control de potencia en lazo cerrado

El mvil transmite demanera continua por un

canal de subida

La estacin base mide la potenciarecibida y por un canal de bajada enva

comandos que hacen incrementar odecrementar la potencia que transmite

el mvil en pasos discretos

Condicin : La velocidad con que se envan los comandos debe ser

mayor que la velocidad de variacin del canal, con el fin de poderefectuar un seguimiento del mismo.

Idealmente podramantenerse la

potencia recibidaconstante

Condicin : Requiere la existenciade una conexin activa

bidireccional entre el mvil y laestacin base

Solucin


20/156



Control de potencia en lazo cerrado


21/156


Fundamentos de CDMASoft y softer handoversQu sucede cuando un mvil conectado a una estacin base penetra en laclula correspondiente a otra estacin base?

El mvil transmitir con la potencia que determine el control de potencia de laestacin base a la que est conectado.

Dado que todas las clulas utilizan las mismas frecuencias, el mvil causarinterferencia en la estacin base a la que se aproxima.

Al no controlar esta ltima estacin base la potencia de transmisin del mvil,ste puede ocasionar un efecto near/far.

El uso de hard handover podra no ser suficiente para evitar el efecto near/far,pues siempre existe un retardo hasta su ejecucin durante el cual el mvil

estara perjudicando a todas las comunicaciones de la nueva clula.


22/156


Fundamentos de CDMASoft y softer handovers

Solucin: soft handover

El soft handover exige que los receptores RAKE de los mvilesdispongan de ramas (fingers) adicionales para capturar la seal queprocede de ambas estaciones base (macrodiversidad).

Adems hay que prever ms canales RAKE en la estacin base y msconexiones entre la estacin base y su controlador.

RAKE

El mvil se comunica con dos (o ms) estaciones

base simultneamente. En DL ambas estaciones base transmiten la misma

seal, pero cada una con un cdigo diferente paraque el mvil pueda separar las seales, y combinarRAKE MRC (Maximal Ratio Combining).

En UL la misma seal del mvil se recibe en las dosbases, y la informacin se pasa al controlador dered, utilizando el indicador de fiabilidad de la tramapara seleccionar.

Habr dos controles de potencia activos


23/156


Fundamentos de CDMASoft y softer handovers

Softer handover: Similar al soft handover, pero en este caso, el destino esotro sector de la misma clula

Adems de los handovers soft y softer, en WCDMA hay otros dos tipos:

Hard handover interfrecuencial que puede usarse para traspasar lacomunicacin de una frecuencia a otra, por ejemplo en estacionesbase de alta capacidad que tienen varias portadoras.

Hard handover intersistema para traspasar la comunicacin desde el

WCDMA FDD (UTRA-FDD) a otro sistema como WCDMA TDD(UTRA-TDD) o GSM.

En DL se utilizan dos cdigos para que el mvilpueda separar las seales, y combinar RAKE MRC.

En UL las seales captadas por las antenas de losdos sectores se dirigen a un nico receptor RAKE y

se combinan MRC. Hay un nico control de potencia activo.

RAKE

RAKE


24/156


Fundamentos de CDMAReso frecuencial

Evitar interferencia co-canal CDMA soporta reso completode frecuencias

Eficiencia mxima: 1/K(K= tamao del cluster)

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTSBTS

BTS

BTS

BTS

BTS

Interferencia intercelular

TDMA


25/156


Fundamentos de CDMAReso frecuencial

En el enlace ascendente, y bajo condiciones de control de potencia ideal, lainterferencia INTRACELULAR depende de la estadstica de trfico (nmerode usuarios simultneos), mientras que la interferencia INTERCELULARdepende tanto de la estadstica de trfico como de la estadstica del canal.

NIVELD

E

INTERFERE

NCIA Imx para Pe

NIVELDE

INTERFE

RENCIA

Iinter

Iintra

NIVELDE

INTERFERENCIA

Iinter

Iintra

Channel borrowing natural entreclulas: El nmero de conexiones activasque pueden ser servidas en una clula

(capacidad de la clula) depende de lacarga que exista en las clulas vecinas


26/156


Fundamentos de CDMAMultiplexado estadstico natural

Ejemplo: Trfico de voz con VAD/DTX (Voice Activity Detection/Discontinuous Transmission).

Trfico de voz: modelo ON/OFF

ON OFF

NIVELDE

INT

ERFERENCIA

N comunicaciones de voz. Estadsticamente habr en media N usuarios transmitiendo.

Estadsticamente se tiene una ganancia 1/ en capacidad.

ON

ON OFF

T

T T


27/156


Fundamentos de CDMAFacilidad para variar la velocidad de transmisin

.11

cteRGTT

T

TBW bp

bc

b

c

d(t)

c(t)

Tb Tb/2

GpG

p/2

Rb 2Rb{ {Velocidad

Ganancia de

procesado

Ancho debanda

BW BW

P 2PPotenciarecibidab

bb

RPTPE

1

Para un ancho de banda dado laganancia de procesado y la

velocidad de transmisin tienenuna relacin inversa

Para mantener la misma energadel bit recibida, la potenciarecibida y la velocidad detransmisin tienen una relacindirecta. Por lo tanto, para una

determinada BER, si se aumentala velocidad de transmisin, hayque aumentar en la misma medidala potencia de transmisin.


28/156


Arquitectura de red UTRAUMTS Release 99

BTS BSC

GMSCMSC/

VLR

PSTN/ISDN

Otra PLMN

GSM BSS

Dominio Paquetes

SGSN GGSN

INTERNET

INTRANETS

UTRAN

MS

UE

Red Acceso Radio Ncleo Red GSM/GPRS

Nodo B RNC

HLR

Dominio Circuitos


29/156


Arquitectura de red UMTSFuncionalmente, los elementos de red se agrupan en:

Red de Acceso Radio (RAN: Radio Access Network o UTRAN: UMTS TerrestrialRadio Access Network): Lleva a cabo toda la funcionalidad relacionada con el

acceso radio. Una UTRAN se compone de uno o varios RNSs (Radio NetworkSubsystems), cada uno de los cuales est constituido a su vez por un RNC (RadioNetwork Controller) y una o varias estaciones base, denominadas, segn lanomenclatura 3GPP, Nodos B.

Ncleo de Red (CN: Core Network): Es el responsable de conmutar y encaminarlas llamadas y las conexiones de datos hacia las redes externas.

Terminal de Usuario (UE: User Equipment). Se compone de dos partes: el ME(Mobile Equipment), que es el terminal radio capaz de establecer lascomunicaciones a travs de la interfaz aire, y el USIM (UMTS Subscriber IdentityModule), que es una tarjeta inteligente que contiene la identidad del usuario,realiza los algoritmos de autenticacin y almacena las claves de autenticacin ycifrado, as como cierta informacin de subscripcin necesaria para el terminal.

Desde un punto de vista de estandarizacin y especificacin, el UE y laUTRAN contienen protocolos completamente nuevos, derivados de lascaractersticas de la tecnologa radio WCDMA. Por el contrario, el CN

corresponde al de las redes GSM/GPRS.


30/156


Iu

UTRAN

UE

Uu

CN UTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access NetworkCN: Core NetworkUE: User equipment

RNC: Radio Network ControllerRNS: Radio Network Subsystem

Iu CS

RNC

UE

CN

Iu PS

RNC

Node B Node B Node B Node B

Cells

RNS

IubIub IubIub

Uu

Iur

MSC/VLR SGSN

Iu CS Iu PS

Arquitectura de red UMTS


31/156


Arquitectura de protocolos de la interfaz radio

L3 / RRC

L2 / RLC

Canales lgicos

Canales transporte

PDCP

Canales fsicos

BMC

Sealizacin plano de control Datos plano de usuario

L2 / MAC

L1 / PHY

Control


32/156


33/156



Plano de control

Cuando un UE se enciende y se engancha a la red, lo primero que busca esestablecer una conexin RRC (Radio Resource Control). Una conexin RRCes un concepto lgico que describe una relacin esttica entre un UE y suRNC servidor que existe mientras el UE se encuentre activo enviando datos.Hay una nica conexin RRC para cada UE activo que controla la interfazradio para todas las sesiones de ese UE.

RRC transporta toda la informacin de control entre el UE y el RNC. Susfunciones incluyen la activacin y liberacin de los recursos radio, la gestinde la movilidad, el control de potencia de lazo externo y el transporte(tunelado) de los protocolos de control del Core Network.

Adems el RNC utiliza el protocolo RRC para difundir informacin delsistema, como el identificador de red e informacin de localizacin.

G


34/156



CANALES LGICOS:Aqullos de los que se sirve el nivel MAC paraproporcionar servicios de transferencia de datos a los niveles superiores.Cada canal lgico est definido por el tipo de informacin que transfiere.

CANALES DE TRANSPORTE: Proporcionan servicios de transporte deinformacin en el nivel fsico a los niveles MAC y superiores. Vienendescritos por cmo y con qu caractersticas se envan los datos a travs dela interfaz aire, con independencia de qu es transportado (tasa detransmisin, proteccin frente a errores, etc.). La eleccin depende de lacalidad deseada. Cada canal de transporte se acompaa de un indicador TFI(Transport Format Indicator).

CANALES FSICOS: Soporte fsico para el envo de informacin a travs dela interfaz aire. Vienen definidos por la estructura de trama y el formato delos bursts transferidos. La capa fsica combina los TFIs de diferentes canalesde transporte y genera el TFCI (Transport Format Combination Indicator). ElTFCI se transmite en el canal de control fsico para informar al receptor dequ canales de transporte contiene la trama actual.

R d d l l R d 3 G


35/156



Canales lgicos

Son conexiones establecidas entre el RNC y el terminal

Canales de control BCCH: Broadcast Control Channel

PCCH: Paging Control Channel

CCCH: Common Control Channel: Usado por todos los UEs yRNCs para sealizacin de control antes de que se establezca unaconexin RRC.

DCCH: Dedicated Control Channel: Usado entre un UE y su RNCservidor una vez que se ha establecido la conexin RRC.

Canales de trfico

CTCH: Common Traffic Channel: Compartido por varios UEs.

DTCH: Dedicated Traffic Channel: Usado por un nico UE.

R d d l l R d 3 G


36/156



Canales de transporte

Son conexiones establecidas entre el RNC y el terminal

Canales dedicados

DCH: Dedicated Channel(DL y UL).

Canales comunes (compartidos entre varios o todos los UEs) BCH: Broadcast Channel(DL)

FACH: Forward Access Channel(DL)

PCH: Paging Channel(DL)

RACH: Random Access Channel(UL)

CPCH: Common Packet Channel(UL) (Desaparece a partir de R5)

DSCH: Downlink Shared Channel(DL) (Desaparece a partir de R5)

Red es d e acceso celu lar Red es 3 G


37/156




DCH: Dedicated Channel.

Tiene una tasa de transmisin variable y puede ser usado en DL y UL. En lse mapean los canales lgicos DCCH y DTCH.

Los canales de GSM TCH, SACCH y FACCH no existen en UTRA. El DCHtransporta tanto los datos de usuario (p. ej. tramas de voz), como

informacin de control de los niveles superiores, como comandos dehandover o informes de medidas del terminal. En WCDMA no se necesita uncanal de transporte separado, ya que un mismo canal de transporte permitetasas de transmisin variables y multiplexacin de diferentes servicios.

El DCH presenta caractersticas como control de potencia rpido, posibilidadde cambio de tasa de transmisin trama a trama y posibilidad de transmitir auna cierta parte de la celda o sector mediante sistemas de antenasadaptativos.

El DCH soporta soft handover.



38/156




BCH: Broadcast Channel.

Se usa para transmitir informacin especfica de la red UTRA o de una clulaespecfica, como los cdigos de acceso aleatorio y los slots de accesodisponibles en la celda o los tipos de diversidad de transmisin usados en lacelda para otros canales.

Un UE solamente puede registrarse en la celda si es capaz de decodificar elBCH. Por ello, este canal se transmite con una potencia relativamente altapara que alcance a todos los usuarios del rea de cobertura planificada. Poreste motivo, la velocidad de transmisin es fija y baja.



39/156




FACH: Forward Access Channel .

Se usa para transmitir informacin de control a terminales cuya localizacinen una determinada celda es conocida, por ejemplo, tras un mensaje deacceso aleatorio enviado por un UE y recibido en la estacin base.

Tambin se pueden transmitir paquetes de datos en el FACH.

Puede existir ms de un FACH en una celda. Uno de ellos tiene quetransmitirse con una velocidad suficientemente baja para que pueda serrecibido por todos los usuarios de la celda especfica de la red UTRA,mientras que los restantes pueden tener una velocidad ms alta.

El FACH no usa control de potencia rpido ni soft handover.

Cada mensaje transmitido en el FACH debe incluir informacin deidentificacin para asegurar que es recibido correctamente por el UE al queva destinado.

Red es d e acceso celu lar - Red es 3 G


40/156




PCH: Paging Channel .

Se usa para transportar la informacin necesaria por el procedimiento depaging, es decir, cuando la red desea iniciar una comunicacin con el UE. Elejemplo ms simple es una llamada de voz entrante al terminal: la redtransmite el mensaje de paging en el PCH de toda las clulas pertenecientes

al rea de localizacin en la que se espera que se encuentre (puede ser unanica celda o cientos de ellas).

El diseo del PCH afecta al consumo de potencia del UE en modo de reposo(standby). Cuanto menos frecuentemente deba el terminal sintonizar su

receptor para escuchar posibles mensajes de paging, ms durar la batera.



41/156

Red es d e acceso ce lu lar Red es 3 G



RACH: Random Access Channel .

Se usa para transportar informacin de control desde el terminal, como laspeticiones para establecer una conexin.

Tambin puede usarse para enviar paquetes de datos de usuario depequeo tamao desde el terminal a la red.

Para que el sistema funcione correctamente, el RACH debe escucharsedesde cualquier lugar de la clula, lo que significa que las tasas detransmisin deben ser bastante bajas, al menos para el acceso inicial alsistema y otros procedimientos de control.



42/156




CPCH: Common Packet Channel.

Se usa como extensin del RACH para transportar datos de usuario enmodo paquete en el UL. El canal recproco en el DL es el FACH.

En el nivel fsico, las principales diferencias con el RACH son que el CPCHusa control de potencia rpido, un mecanismo de transmisin basado en la

deteccin de colisin y un procedimiento de monitorizacin del estado delCPCH.

La transmisin del CPCH en el UL puede ocupar varias tramas, a diferenciade un mensaje del RACH, que ocupa una o dos tramas.

Como el CPCH no se ha implementado en ninguna red, el 3GPP decidieliminarlo desde la R5 en adelante. As, el CPCH solamente se encuentra enla R99 y en la R4.



43/156




DSCH: Downlink Shared Channel.

Se usa para transportar datos de usuario o informacin de control en el DL.Puede ser compartido por varios usuarios. Permite al RNC multiplexar losdatos destinados a diferentes UEs (DTCHs y DCCHs) en el mismo canal detransporte. De este modo, la tasa de transmisin fija de un canal de

transporte puede ser compartida entre aplicaciones que tienen necesidadesde ancho de banda variables (p. ej. navegacin web).

En muchos aspectos es similar al FACH, pero el DSCH soporta el uso decontrol de potencia rpido y de tasa de transmisin variable trama a trama.

No es necesario que el DSCH se escuche en toda el rea de cobertura de lacelda y puede emplear los diferentes modos de diversidad en transmisinusados en sus DCH asociados.

En la prctica el DSCH ha sido sustituido por HSDPA, de modo que el 3GPP

decidi eliminarlo a partir de la R5.



44/156

ed es d e acceso ce u a ed es 3 G


Canales fsicos

Son conexiones establecidas entre el Nodo B y el terminal

Canales fsicos dedicados

DPDCH: Dedicated Physical Data Channel DPCCH: Dedicated Physical Control Channel

Canales fsicos comunes PRACH: Physical Random Access Channel

PCPCH: Physical Common Packet Channel CPICH: Common Pilot Channel P-CCPCH: Primary Common Control Physical Channel S-CCPCH: Secondary Common Control Physical Channel

SCH: Synchronisation Channel PDSCH: Physical Downlink Shared Channel AICH: Acquisition Indication Channel PICH: Page Indication Channel

CSICH: CPCH Status Indication Channel CD/CA-ICH: Collision Detection/Channel Assignment Indication Channel



45/156


Canales fsicos

Los canales de transporte se mapean en canales fsicos, siendo posible quediferentes canales de transporte se mapeen en el mismo canal fsico.

Adems de los canales de transporte anteriores, existen canales fsicos cuyafuncin es transportar informacin necesaria nicamente paraprocedimientos del nivel fsico. As, el SCH, el CPICH y el AICH no sonvisibles directamente para las capas superiores, pero es necesario que la

estacin base los transmita para el funcionamiento del sistema.

Los canales CSICH y CD/CAICH se necesitan si se usa el CPCH.

Un DCH se mapea en dos canales fsicos: el DPDCH transporta informacin

de niveles superiores, que incluye los datos de usuario, mientras que elDPCCH transporta la informacin de control necesaria en el nivel fsico. Latasa de transmisin del DPCCH es constante, mientras que la del DPDCHpuede variar de trama a trama.



46/156


Mapeado de canales lgicos, de transporte y fsicos

Canales l g icos

Cana les de t ranspor te

Cana les f s icos

BCCH PCCH CCCH DTCHCTCHDCCH

BCH PCH FACH DCHDSCH RACHCPCH

P-CCPCH S-CCPCH DPDCHPDSCH PRACHPCPCH DPCCH



47/156

Ensanchado y modulacin

El nivel fsico WCDMA se basa en el ensanchado de la secuencia de datosmediante la multiplicacin por una secuencia cdigo. En realidad, esteproceso se realiza en dos pasos, utilizando para ello dos cdigos diferentes:

un cdigo de canalizacin o ensanchado (channelization code o spreadingcode) y un cdigo de aleatorizacin (scrambling code)

channelizationcode scrambling code

datos

Bit rate Chip rate Chip rate

Los cdigos de canalizacin son cdigos ortogonales de longitud variable. Elproblema de estos cdigos es que presentan altos valores de correlacincruzada (correlacin entre dos cdigos ortogonales diferentes desplazadosen el tiempo). De ese modo, una estacin base tendr problemas paraseparar las seales de diferentes UEs, que llegarn con diferentes retardosde propagacin (o incluso de celdas diferentes).



48/156


La utilizacin de diferentes cdigos de aleatorizacin, que tienen valoresbajos de correlacin cruzada, permite disminuir la interferencia de otrasseales que utilicen cdigos de canalizacin diferentes y, al mismo tiempo,

posibilita la separacin de seales que utilicen el mismo cdigo decanalizacin.

El cdigo de canalizacin ensancha la seal hasta el ancho de banda detransmisin. La multiplicacin por el cdigo de aleatorizacin (que se realiza

chip a chip) no modifica el ancho de banda.En UTRA, las transmisiones de una misma fuente (en el downlink,conexiones de un mismo sector a distintos mviles y en el uplink, diferentesconexiones simultneas de un mvil con una estacin base) se separan

mediante diferentes cdigos de canalizacin.Los cdigos de canalizacin utilizados en UTRA se basan en la tcnicaOVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor). Una fuente escoge del rbolun cdigo con el factor de ensanchado requerido. Una vez usado un cdigo,

esa fuente no puede utilizar ningn otro cdigo que se site en una ramaderivada del primero ni de la que proceda el mismo.



49/156


C ch,1,0= (1)

C ch,2,0= (1,1)

C ch,2,1= (1,-1)

C ch,4,0= (1,1,1,1)

C ch,4,1= (1,1,-1,-1)

C ch,4,2= (1,-1,1,-1)

C ch,4,3= (1,-1,-1,1)

SF=1 SF=2 SF=4 SF=8

C ch,8,0= (1,1,1,1,1,1,1,1)

C ch,8,1= (1,1,1,1,-1,-1,-1,-1)

C ch,8,2= (1,1,-1,-1,1,1,1,1)

C ch,8,3= (1,1,-1,-1,-1,-1,1,1)

C ch,8,4= (1,-1,1,-1,1,-1,1,-1)

C ch,8,5= (1,-1,1,-1,-1,1,-1,1)C ch,8,6= (1,-1,-1,1,1,-1,-1,1)

C ch,8,7= (1,-1,-1,1,-1,1,1,-1)

C (C,C)

(C,-C)

Cdigos OVSF



50/156


La asignacin del cdigo OVSF que utiliza una estacin base en undeterminado sector o clula en cada conexin downlink lo asigna el RNC.

Diferentes sectores y clulas utilizan los cdigos OVSF de forma

independiente en el downlink, de modo que habr conexiones en distintossectores que utilicen el mismo cdigo OVSF. Sin embargo, diferentessectores y clulas utilizan distintos cdigos de scrambling, de modo que, aunproducindose una cierta interferencia, las seales sern separables en el

receptor del mvil.Los mviles seleccionan los cdigos OVSF para el uplink de formaindependiente entre s, de modo que diferentes mviles pueden utilizar elmismo cdigo de canalizacin en sus conexiones del uplink. Sin embargo,

cada mvil utilizar un cdigo de scrambling diferente, de modo que, aunproducindose una cierta interferencia, las seales sern separables en elreceptor de la estacin base.



51/156


En total existen 8.912 cdigos de scrambling que pueden ser usados en eldownlink. Estos cdigos se distribuyen en 512 grupos de 16 cdigos cadauno. Cada uno de estos grupos est formado por un cdigo denominado

primario y otros 15 secundarios.Existen por tanto 512 cdigos de scrambling primarios para el downlink, quese truncan para que tengan una duracin de 10 ms. (la duracin de unatrama) y se repiten peridicamente trama a trama.

En la planificacin de red, a cada sector o clula se le asigna un cdigo descrambling primario. Al existir un elevado nmero de cdigos de scramblingprimarios, la planificacin es muy sencilla. Clulas que tengan solapes decobertura deben usar cdigos de scrambling primarios distintos.



52/156


En el downlink hay un rbol OVSF por cada cdigo de scrambling que seuse. Siempre que se pueda, se usar un nico cdigo de scrambling (cdigoprimario). Cuando la capacidad no es suficiente, se puede utilizar un cdigo

de scrambling secundario (acompaado de un nuevo rbol OVSF paraseleccionar los cdigos de spreading), que se asignar a aquellasconexiones para las que no sea posible encontrar un cdigo de spreading enel rbol OVSF del cdigo de scrambling primario.

La utilizacin de dos cdigos de scrambling diferentes por la misma estacinbase ocasionar interferencias en los mviles, pues se pierde laortogonalidad de las diferentes seales transmitida por la estacin base, porlo que se evitar siempre que se pueda.



53/156

Procedimientos de nivel fsico

En el nivel fsico del sistema UTRA FDD existen diferentes procedimientosesenciales para el funcionamiento del sistema cuyo diseo debe tomar enconsideracin las propiedades especficas de la tecnologa CDMA:

Cmo realiza el mvil la bsqueda de las estaciones base de las que recibe seal,selecciona la clula ms apropiada y se sincroniza con la estacin base que lasirve?: Procedimiento de bsqueda de clula.

Cmo realiza el mvil el acceso inicial para registrarse en el sistema y accesosposteriores para solicitar recursos para la realizacin de una llamada, contestar a

una llamada procedente de la red o actualizar la posicin?: Procedimiento deacceso aleatorio.

Cmo resuelve el sistema el problema del control de potencia caracterstico deCDMA tanto en los procedimientos de acceso aleatorio como en el curso de unacomunicacin o sesin de transferencia de datos?: Procedimientos de control depotencia.

Qu mecanismos implementa el sistema para avisar a los mviles de que existenllamadas entrantes desde la red?: Procedimiento de paging.

Qu medidas hay que tomar en la capa fsica para soportar las tcnicas de soft ysofter handover?: Procedimientos de handover.



54/156


Existen adems otros procedimientos que tambin hay que resolver en elnivel fsico de UTRA FDD:

Qu medidas deben tomar los mviles y las estaciones base para tener

una monitorizacin adecuada de los enlaces ascendente ydescendente?.

Cmo se implementan los diferentes mtodos de diversidad entransmisin?.

Cmo afecta la utilizacin de antenas adaptativas?.



55/156


Los distintos procedimientos de nivel fsico requieren la utilizacin de

diferentes canales fsicos y una cierta organizacin de la transmisin de la

informacin necesaria para llevarlos a cabo.

Las transmisiones se organizan a partir de una estructura basada entramas:

Trama: 10 ms, compuesta por 15 slots.

Cada slot dura 0,666 ms., lo que equivale a 2.560 chips (3,84 Mchip/s). Numeradas segn el SFN (System Frame Number) en una supertrama.

Slot 0 Slot 1 Slot 14Slot j

Trama 0 Trama 1 Trama 71Trama i

10 ms

Supertrama = 720 ms

0,666 ms



56/156

Procedimiento de bsqueda de clula

Para que un mvil pueda recibir informacin de la celda en la que seencuentra, debe sincronizarse con ella (alineacin temporal de slots ytramas) y saber qu cdigos de scrambling utiliza. Para ello, todos los nodosB transmiten un canal fsico de sincronizacin (SCH: SynchronisationChannel).

El canal SCH solamente tiene utilidad en el nivel fsico, por lo que no esvisible para los niveles superiores (no hay ningn canal de transportemapeado en l). En realidad contiene dos canales que se transmitensimultneamente, el SCH primario y el SCH secundario, que proporcionan,respectivamente, la sincronizacin a nivel de slot y a nivel de trama.

Para que todos los terminales sean capaces de sincronizarse con el nodo B

antes de conocer qu cdigo de scrambling primario utiliza ste en eldownlink, el SCH primario de todas las clulas enva la misma palabracdigo de 256 chips al comienzo de cada slot. De este modo, los mvilespueden detectar el inicio del slot (sincronizacin a nivel de slot) utilizando unfiltro adaptado en recepcin y detectando el pico de correlacin.



57/156


Las palabras cdigo utilizadas en el canal SCH secundario son similares,pero en este caso varan de una estacin a otra. Existen 16 cdigos de 256chips cada uno que se utilizan como base para construir 64 secuencias,

cada una de las cuales es la concatenacin de 15 de estos cdigos (quepueden repetirse). Estas secuencias tienen la propiedad de que ninguna deellas se puede obtener como la rotacin cclica de otra.

Cada clula tiene asignada una nica de estas secuencias, de modo que en

cada slot se enva el cdigo de 256 chips correspondiente y la secuenciacompleta se repite trama a trama.

El receptor del mvil debe correlar la secuencia recibida en el SCHsecundario con cada una de las 64 secuencias diferentes (pues no sabe cul

est utilizando la base). La que produzca el mayor pico de correlacin serla enviada y la posicin de ese pico nos proporcionar la informacin paradeterminar el inicio de la trama (sincronizacin de trama).



58/156


SCHprimario

256 chips

2560 chips

Trama SCH: 10 ms

aCp

Slot 0 Slot 1 Slot 14

aCp aCp

SCHsecundario

aCi,0s aC

i,1s aC

i,14s

Ci,ks es la secuencia enviada en el canal SCH secundario, donde i = 0, 1, ...., 63

es el nmero del grupo al que pertenece el cdigo de scrambling primariousado en la celda y k = 0, 1, ..., 14 es el nmero del slot.

es una constante que toma el valor +1 -1 segn el canal P-CCPCH setransmita con diversidad en transmisin STTD (Space Time TransmitDiversity) o no.

.

a


P di i d b d d l l


59/156


Adems, cada una de las 64 secuencias diferentes identifica un grupodistinto de cdigos de scrambling primarios (existen 64 grupos con 8 cdigosde scrambling primarios en cada grupo, que suponen el total de 512 cdigos

de scrambling primarios utilizados en el downlink).De este modo, al identificar el mvil la secuencia (palabra cdigo) enviadaen el SCH secundario, por una parte detecta el inicio de la trama(sincronizacin a nivel de trama) y por otra averigua el grupo al que

pertenece el cdigo de scrambling primario utilizado por la estacin base.Como cada grupo est constituido por 8 posibles cdigos de scramblingprimarios, el siguiente paso ser determinar cul de los 8 es el utilizado en eldownlink. Para ello, se usar el canal CPICH: Common Pilot Channel.

El canal CPICH, al igual que el SCH, no transporta informacin de nivelsuperior (no hay ningn canal de transporte mapeado en l) y consiste en elenvo una secuencia fija de 20 bits (10 smbolos) en cada slot con un cdigode canalizacin fijo de longitud 256 (el Cch,256,0) y con el cdigo de

scrambling primario de la clula.


P di i t d b d d l l


60/156


Tras la deteccin del canal SCH secundario, el mvil conoce el grupo de 8cdigos al que pertenece el cdigo de scrambling del canal CPICH. Coneste canal, tiene que determinar cul de los ocho es el usado. Se prueba

con cada uno de los 8 posibles cdigos para determinar cul es el queproporciona un mayor valor de correlacin.

El canal CPICH permite tambin realizar la estimacin de la respuestaimpulsional del canal, necesaria para la deteccin correcta de los canales

de control comunes en el receptor.Una vez realizada la sincronizacin y la estimacin de la respuestaimpulsional del canal y conocido el cdigo de scrambling primario utilizadoen el downlink, el mvil puede decodificar la informacin de sistema, que

se enva en el canal lgico BCH, transportado por el canal de transporteBCCH, que a su vez es mapeado en el canal fsico P-CCPCH: PrimaryCommon Control Physical Channel.


P di i t d b d d l l


61/156


El P-CCPCH en el que se mapea el canal de transporte BCCH utiliza uncdigo de canalizacin fijo de longitud 256 (el Cch,256,1) a una velocidad de27 kbps, a razn de 18 bits (9 smbolos QPSK) por slot, codificacin decanal convolucional de tasa y entrelazado de 20 ms (dos tramas).

Los primeros 256 chips de cada slot no son utilizados por el P-CCPCH, deese modo, aparece multiplexado temporalmente con el SCH, que ocupaesos 256 chips.

P-CCPCH

0.666 ms, 2560 chips, 20 bits

Datos: 18 bitsOFF

256 chips



10 ms

Supertrama = 720 ms

0,666 ms

CPICH0.666 ms, 2560 chips, 20 bits

Datos: 20 bits



10 ms

Supertrama = 720 ms

0,666 ms


Procedimiento de paging


62/156


Cuando un terminal se registra en la red, se le asigna un grupo de paging.Para cada grupo de paging, se envan peridicamente unas indicaciones,denominadas Paging Indicators(PIs) que informan a los miembros de esegrupo de paging si existe un mensaje de paging para alguno de losmiembros de ese grupo. Los PIs se envan en el canal PICH (PageIndication Channel).

Una vez que un mvil detecta un PI indicando que hay un mensaje de

paging para su grupo, el terminal decodifica la siguiente trama PCH quese transmite en el S-CCPCH (Secondary Common Control PhysicalChannel) para averiguar si el mensaje de paging es para l.

Existe una relacin temporal fija entre la indicacin de un PI en el canal

PICH y el PCH asociado en el S-CCPCH: ste aparece siempre tres slotsms tarde (7.680 chips o 2 ms.)

Los terminales pueden estar en reposo (stand-by) mientras no aparezcanlos PIs, de modo que dependiendo del diseo que se realice respecto a la

frecuencia de envo del canal PICH, se puede prolongar la duracin de lasbateras.




63/156


Un PI de valor 1 indica a los terminales asociados a dicho PI que debenleer la informacin que se transmite en el canal PCH asociado.

El PICH utiliza un cdigo de canalizacin de longitud 256 y el cdigo de

scrambling primario de la clula. Utiliza 288 bits de la trama de 10 ms,dejando libres los 12 ltimos. Existen cuatro posibles configuraciones,segn el nmero de PIs por trama: N = 18, 32, 72 o 144, que determinanel nmero de bits usado para cada indicador: 16, 8, 4 o 2.

Un valor de PI = 1 indica que todos los mviles asociados a ese PI debendecodificar la trama correspondiente del S-CCPCH asociado (que aparecesiempre tres slots ms tarde del inicio del PICH).

288 bits 12 bits

1 trama (10 ms)

PI1

indicadores de pagingNo usadosPI0 PIN-1...

PICH




64/156


El S-CCPCH transporta, entre otros, los mensajes de paging (canal detransporte PCH). Admite diferentes formatos (identificados con el campoTFCI), segn el nmero de bits que contiene cada campo. Los factores deensanchado varan entre 4 y 256, por lo que el cdigo de canalizacin no

es fijo. Cuando el S-CCPCH transporta el canal PCH, el cdigo descrambling siempre es el cdigo primario de la clula.

Para el mismo factor de ensanchado pueden existir diferentes tasas detransmisin de datos, pues depende del nmero de bits que tenga elcampo de datos.

Los bits de piloto son usados por el receptor para estimar la respuestaimpulsional del canal.

0,666 ms, 2560 chips, 20*2k bits, k=0..6

DatosTFCI

256 chips


0,666 ms

PilotoNTFCI bits Ndata bits Npilot bitsS-CCPCH


Procedimiento de acceso aleatorio


65/156


El acceso aleatorio en WCDMA debe enfrentarse al efecto near/far, puessolamente puede utilizarse el control de potencia en lazo abierto y ste espoco preciso.

El protocolo de acceso se basa en el Aloha ranurado, utilizando el canalPRACH (Physical Random Access Channel) en el UL en combinacin conel AICH (Acquisition Indication Channel) en el DL.

El UE puede iniciar la transmisin solamente en unos instantes

determinados denominados access slots. Hay 15 access slots cada dostramas separados entre s 5.120 chips (2 slots).

AS0 AS1 AS2 AS3 AS4 AS5 AS6 AS7 AS8 AS9 AS10AS11AS12AS13AS14

5120 chips

Trama: 10 ms Trama: 10 ms

Access slotRandom Access

Random Access

Random Access

Random Access




66/156


Para organizar el acceso aleatorio, se definen 12 subcanales RACH, cadauno de los cuales est constituido por 5 access slots distribuidos entre 8tramas consecutivas.

La estacin base transmite en el canal BCH informacin sobre qusubcanales RACH estn disponibles en la clula. De ese modo, los UEsque se encuentren en esa clula saben los instantes de tiempo (inicio delos access slots disponibles) en los que pueden intentar el acceso.

La transmisin se realiza en dos fases, denominadas fase de acceso ytransmisin del mensaje, respectivamente. En la primera de ellas, el UEenva repetidamente un prembulo hasta que recibe un ACK a travs delcanal AICH del DL. En ese momento, en la segunda fase, enva la partedel mensaje, que puede durar 10 20 ms (una o dos tramas),dependiendo de la configuracin del RACH.




67/156


1,5 accessslots = 2 ms. Trama P-CCPCH: 10 ms Trama P-CCPCH: 10 ms

4096 chipsAcquisition Indicator

AS0 AS1 AS2 AS3 AS4 AS5 AS6 AS7 AS8 AS9 AS10 AS11 AS12 AS13 AS14

AS0 AS1 AS2 AS3 AS4 AS5 AS6 AS7 AS8 AS9 AS10 AS11 AS12 AS13 AS14

4096 chips

AP1 AP2

Prembulos de acceso

AICH

(DL)

PRACH(UL)

Parte del mensaje: 10 ms. 20 ms.

slot0

slot1

slot2

slot14

sloti

5120 chips

Ndata = 10*2k bits, k=0...3

Npilot = 8 bits NTFCI = 2 bits

TFCIPiloto

Datos

Datos

Control

Tslot = 0,666 ms. = 2560 chips

mnimo 3 4 access slots 3 4 access slots

1,5 2,5access slots




68/156


En el primer paso, siempre que un UE necesita iniciar una transmisin,enva un prembulo de acceso (AP: Access Preamble) en uno de losaccess slots disponibles en la clula para su clase de servicio de acceso(ASC: Access Service Class), que selecciona de modo aleatorio.

La posibilidad de conceder diferentes nmeros de access slots segn laclase de servicio de los mviles permite proporcionar una ciertapriorizacin en el acceso. De hecho, la clula puede transmitir tambinpara cada clase de servicio un valor que determina la probabilidad detransmitir el prembulo en el siguiente access slot o de esperar 10 ms.para decidir de nuevo si transmite.

La potencia con la que enva el AP la determina el UE mediante unesquema de control de potencia en lazo abierto, dependiendo de laestimacin que realice de la atenuacin del enlace y de la interferenciatotal que existe en el UL de la clula.

Para calcular la atenuacin, el UE mide la potencia recibida en el canal P-CCPCH y conoce la potencia con la que lo transmite la estacin base,porque esta informacin la difunde la clula en el canal BCH.




69/156


La interferencia en el UL no la puede medir el mvil, pero s la mide laestacin base y difunde su valor tambin en el canal BCH.

Cada prembulo est constituido por 4.096 chips, que corresponden a

256 repeticiones de una secuencia denominada signaturade 16 chipsmultiplicadas por un cdigo de scrambling. Existen 16 signaturasdiferentes y la estacin base transmite en el canal BCH cules puedenser utilizadas en la clula para cada clase de servicio.

Al igual que en el downlink, existen tambin 8.912 cdigos de scramblingque pueden ser usados en el prembulo del PRACH que se distribuyenen 512 grupos de 16 cdigos cada uno. Existe una relacin de uno a unoentre cada uno de estos grupos y cada uno de los 512 cdigos primariosposibles para el downlink. De este modo, al determinar el cdigo primarioque se est usando en la celda, el UE conoce qu grupo de 16 cdigosde scrambling puede ser usado para el PRACH.

La estacin base transmite en el BCH qu cdigos de scrambling, de los16 que forman el grupo marcado por el cdigo de scrambling primario,pueden ser usados por el mvil para el acceso.




70/156


El mvil elige aleatoriamente una signatura para construir el prembulo.

La duracin del prembulo es inferior a la de un access slot para asegurarque la transmisin del UE llega a la estacin base antes de que comienceel siguiente access slot.

Si dos mviles eligen aleatoriamente la misma signatura y transmiten enel mismo access slot, la estacin base no podr distinguirlos.

Una vez que el mvil ha transmitido el prembulo, escucha el canal AICH

1,5 o 2,5 slots ms tarde (el valor concreto usado en la celda lo difunde lared en el BCH).

La estacin base difunde en el canal AICH los AIs (Acquisition Indicators)correspondientes a cada una de las 16 signaturas. Un valor AI=+1

significa que el mvil puede comenzar la transmisin de la parte delmensaje; un valor AI=-1 significa que se ha detectado el prembuloenviado con esa signatura, pero no se permite el acceso, por ejemploporque el canal PRACH est ya ocupado en ese momento; un valor AI=0

significa que no se ha detectado nada en esa signatura (no se ha recibidosuficiente seal o se ha producido una colisin).




71/156

Si AI=-1, el mvil informa a la capa MAC e interrumpe el acceso. Elacceso se aplaza un nmero aleatorio de intervalos de 10 ms.

Si AI=0, el mvil espera un nmero de access slots aleatorios antes de

retransmitir el prembulo. La espera mnima es de 3 o 4 access slots (elvalor concreto lo difunde la red en el BCH). La siguiente retransmisin delprembulo la hace con un nivel de potencia entre 1 dB y 8 dB superior ala anterior transmisin (el valor concreto se difunde tambin en el BCH).Este proceso se mantiene hasta que se recibe un valor de AI = +1 o -1 ohasta que se alcanza el mximo nmero de retransmisiones permitidas(parmetro enviado tambin en el BCH).

Si AI=+1, el mvil enva la parte de mensaje 3 o 4 access slots despusdel ltimo prembulo (el valor concreto se averigua a travs del BCH). Laparte del mensaje se transmite con una potencia que es la del ltimoprembulo enviado ms un valor difundido en el BCH y que puedeencontrarse entre -5 dB y 10 dB. Esta potencia se mantiene constantedurante toda la transmisin del mensaje (no hay control de potencia en

lazo cerrado en el PRACH).




72/156

La parte del mensaje puede durar 10 o 20 ms., segn la configuracin delPRACH, y se compone de una parte de datos, que puede contener 80,40, 20 o 10 bits por slot segn el factor de ensanchado sea 32, 64, 128 o256, respectivamente, y una parte de control con 10 bits por slot y factor

de ensanchado 256.La parte de control contiene el indicador del formato de transporte (TFCI),constituido por 30 bits (2 bits por slot; si el mensaje dura 20 ms., en lasegunda trama se repite en mismo valor de TFCI) y 120 bits de piloto (8

por slot) que se utilizan para la estimacin del canal.El cdigo de scrambling utilizado para la parte del mensaje se identificadirectamente a partir del usado en el prembulo (existe una relacin deuno a uno entre los cdigos de scrambling del prembulo y los de la parte

del mensaje).La parte de datos del mensaje se modula en la rama en fase y la decontrol, en la de cuadratura.

EL canal PRACH tambin puede usarse para transmitir paquetes de datos

cortos.




73/156

Los cdigos de spreading de la parte de datos y de control se derivandirectamente de la signatura utilizada. Cada una de las 16 posiblessignaturas se corresponde con uno de los cdigos OVSF de longitud 16en el rbol de los cdigos ortogonales. A partir de ese nodo, para la parte

de datos se elige el cdigo de la rama superior para el factor deensanchado deseado (32, 64, 128 o 256). Para la parte de control, quesiempre tiene factor de ensanchado 256, se usa el cdigo de la ramainferior.

Cch,16,n

Cch,32,2n

Cch,64,4n

Cch,128,8n

Cch,256,16n

Cch,32,2n+1

Cch,64,4n+3

Cch,128,8n+7Cch,256,16n+15

CDIGO DECONTROL

CDIGOS DE DATOS

SIGNATURA

PREMBULO


Transferencia de datos


74/156

Inicialmente, en las R99 y R4, se contemplaban las siguientes posibilidadespara las comunicaciones de usuario:

Si el servicio tiene estrictos requisitos temporales (servicios en tiempo real) quetransmite flujos de informacin relativamente continuos, el canal ms apropiado esel DCH tanto para el UL como para el DL. Esta canal utiliza control de potenciarpido y proporciona buenas prestaciones en cuanto a eficiencia en el consumo depotencia y tasa de error, as como retardo constante. El tiempo inicial deestablecimiento de la conexin es relativamente alto.

Si el servicio en el UL requiere la transmisin espordica de paquetes de datos de

pequeo tamao y con requisitos de retardo relajados, la opcin ms adecuadapuede ser usar el RACH, que puede transmitir datos en una o dos tramas, y no esnecesario realizar un proceso de establecimiento de la conexin ni se transmitenada durante los perodos de inactividad. Estos datos tienen que tolerar tasas deerror en el bloque elevadas, pues el RACH no utiliza control de potencia rpido en

lazo cerrado, sino en lazo abierto.

Si el servicio de datos es discontinuo y tolerante al retardo, pero los paquetes dedatos son demasiado largos para que sea eficiente el uso del RACH, puedeutilizarse el CPCH. Adems, este canal utiliza control de potencia en lazo cerrado,

por lo que ofrece mejores tasas de error. Este canal ya no se contempla a partir dela R5.


Transferencia de datos


75/156

En el DL, los servicios de datos discontinuos pueden utilizar los canales FACH yDSCH (este ltimo ha desaparecido a partir de la R5 y ha sido sustituido porcanales HSPA).

Durante una misma conexin es posible cambiar de canal. Por ejemplo, en unservicio en tiempo no real como la navegacin web, se puede utilizar los canalesDCH en los perodos de actividad (p. ej. durante la descarga de un fichero o pginaweb) y conmutar a una conexin RACH/FACH en los perodos de inactividad (p. ej.mientras el usuario lee lo que ha descargado). Esto permite liberar cdigos OVSF

en el DL y disminuir la probabilidad de bloqueo por indisponibilidad de cdigos.

El procedimiento que permite esta conmutacin se denomina Transport ChannelType Switching, y se realiza generalmente en base a la monitorizacin del trfico.Por ejemplo, si la ocupacin del buffer de datos de un UE supera un cierto valor, se

usa el DCH y cuando se queda por debajo de un determinado umbral, se libera elDCH y se conmuta a RACH/FACH para transmitir la nueva informacin.


Transferencia de datos mediante el DCH


76/156

La informacin del canal DCH se mapea en el Dedicated Physical DataChannel (DPDCH), el cual se multiplexa con el Dedicated Physical ControlChannel (DPCCH), que transporta informacin de control relativa al nivelfsico. Este multiplexado se realiza de forma diferente en el UL y en el DL.

Siempre existe un nico DPCCH para cada conexin, si bien un usuariopuede utilizar varios DPDCHs en paralelo.

La informacin de control enviada en el DPCCH se utiliza para poder llevara cabo los procedimientos de control de potencia en lazo cerrado y dediversidad en transmisin por parte de la estacin base, realizar laestimacin de la respuesta impulsional del canal en el receptor y,finalmente, indicar los formatos de transporte utilizados en cada trama delDPDCH. Para ello, se envan los siguientes comandos:

TPC (Transmit Power Control): NTPC bits/slot

FBI (Feedback Information): NFBI bits/slot

Piloto: Npilot bits/slot

TFCI (Transport Format Combination Indicator): NTFCI bits/slot




77/156

DPDCH y DPCCH en UL

NTFCI



10 ms

Supertrama = 720 ms

0,666 ms

0,666 ms, 2560 chips, 20*2k bits, k=0...6

NTPCNpilot NFBI

DatosDPDCH

DPCCH




78/156

La trama de 10 ms. se divide en 15 time slots, cada uno de 2.560 chips.El concepto de trama es distinto al de TDMA, pues en UTRA FDD no hayun multiplexado de usuarios en distintos slots en los canales dedicados.Cada slot corresponde a un ciclo del control de potencia; es decir, el

transmisor debe ser capaz de modificar su potencia cada slot de acuerdoa los comandos TPC recibidos en el DL. Esto proporciona una velocidadde control de potencia de 1.500 Hz (por eso se llama a este control depotencia en lazo cerrado, control de potencia "rpido").

El DPDCH se multiplexa en la rama I de modulador, y el DPCCH en larama Q (cada canal est modulado BPSK). De este modo, aunque en elDPDCH no se transmita nada, siempre existe transmisin en el DPCCH.De este modo, se evitan las discontinuidades peridicas en la

transmisin, que son las que provocan las interferencias con los equiposde audio cercanos tpicas en GSM.

El DPCCH usa un factor de ensanchado constante de 256. Eso equivale a10 bits/slot. Se han definido diferentes formatos segn el nmero de bits

dedicado a cada uno de los cuatro campos que lo componen.




79/156

Para el DPDCH se han definido siete formatos, que determinan el factorde ensanchado usado, el cual puede variar de 4 a 256. Teniendo encuenta la velocidad fija de 3,84 Mchips/s., esto equivale a una variacinen el nmero de bits por slot entre 640 y 10, o de forma equivalente, una

tasa de transmisin en el canal entre 960 kbits/s y 15 kbps (incluyendo lacodificacin de canal).

640640960049606

320320480084805

1601602400162404

80801200321203404060064602

2020300128301

1010150256150

Ndata

Bits/ SlotBits/ TramaSFTasa (kbps)Formato

640640960049606

320320480084805

1601602400162404

80801200321203404060064602

2020300128301

1010150256150

Ndata

Bits/ SlotBits/ TramaSFTasa (kbps)Formato

122510150256155

220610150256154

210710150256153

212510150256152

200810150256151

202610150256150

NTPCNFBINTFCINpilotBits/ SlotBits/ TramaSFTasa (kbps)Formato

122510150256155

220610150256154

210710150256153

212510150256152

200810150256151

202610150256150

NTPCNFBINTFCINpilotBits/ SlotBits/ TramaSFTasa (kbps)Formato

DPDCH

DPCCH




80/156

La tasa de transmisin del DPDCH puede variar cada TTI (TransmissionTime Interval). Este parmetro puede tomar los valores 10, 20, 40 y 80 ms.y hace referencia a la periodicidad con que se puede cambiar el formato detransporte (velocidad de transmisin, codificador de canal, entrelazado,

etc.). Se informa del formato usado en el TFCI de cada trama.

Si se usa una tasa de transmisin variable, para mantener el nivel deEb/No requerido por el servicio ser necesario incrementar o disminuir lapotencia transmitida en el mismo factor que la velocidad.

TTI

Potencia detransmisin

DPCCH DPDCH

Tasa R

R/4 0 R/2

Tasa 4R

Tasa 2R




81/156

La velocidad mxima de 960 kbps se puede incrementar mediante latransmisin multicdigo, que consiste en el uso de hasta 6 DPDCH enparalelo por un mismo usuario. En este caso, todos los DPDCH debentener un factor de ensanchado 4. As, la velocidad en el UL puede alcanzar

los 5.760 kbps (con codificacin de canal y redundancia de capassuperiores). Solamente se transmite un DPCCH.

En R99 se definen diversas clases de terminales segn sus capacidades.En la prctica se la mxima tasa neta de transmisin en el UL para

terminales comerciales R99 es de 384 kbps.

* j

CD

CC

G

I + jQ

DPDCH

(data)

DPCCH

(control)

I

Q* j

GGG

I + jQ

DPDCH

(datos)

DPCCH

(control)

I

cdigo de canalizacin

cdigo de canalizacin

cdigo de scramblingcomplejo

CC

Proceso de ensanchadopara un DPDCH nico




82/156

Proceso de ensanchado para varios DPDCH simultneos en el UL

I

j

d

Sdpch,n

I+jQ

DPDCH1

Q

d

DPDCH3

d

DPDCH5

d

DPDCH2

d

DPDCH4

d

DPDCH6

c

DPCCH

S

Cch,4,1

Cch,4,2

Cch,4,3

Cch,4,1

Cch,4,2

Cch,4,3

Cch,256,0




83/156

El canal DPCCH siempre se transmite con el mismo cdigo decanalizacin: Cc = Cch,256,0, que corresponde al cdigo OVSF de longitud256 situado en la rama superior del rbol. Todos los UEs usan este mismocdigo para el DPCCH en el UL.

Si el mvil transmite un nico DPDCH con factor de ensanchado SF, elcdigo de canalizacin utilizado es el CD = Cch,SF,SF/4. Si transmite ms deun DPDCH, como todos tienen un factor de ensanchado SF=4, los cdigosde ensanchado utilizados son CDn = Cch,4,k, con k=1 para n ={1, 2}; k=3

para n ={3, 4} y k=2 para n ={5, 6}. Aunque se utilicen los mismos cdigosortogonales en dos DPDCH, la ortogonalidad se garantiza porque uno vaen la rama en fase y el otro en la rama en cuadratura. El cdigo descrambling utilizado por cada UE es asignado por la red (FACH), y serdistinto del que usan el resto de UEs para que puedan ser distinguidos en

la estacin base aunque transmitan con el mismo cdigo de canalizacin.

Los coeficientes c y d se usan para establecer el nivel relativo entre losDPDCH y el DPDCH. En cada instante, uno de ellos vale 1 y el otro puedetomar 16 valores distintos entre 0 y 1. Estos valores pueden cambiar tramaa trama.




84/156

El multiplexado de los datos (DPDCH) y el control (DPCCH) es en tiempo.Si fueran multiplexados en cdigo, cada DPCH (Dedicated PhysicalChannel) requerira dos cdigos de canalizacin distintos (pues el cdigo

de scrambling es el mismo en el DL para todos los UEs), lo que seramenos eficiente.

DPDCH y DPCCH en DL



10 ms

Supertrama = 720 ms

0,666 ms

0,666 ms, 2560 chips, 20*2k bits, k=0...7

DPDCH DPCCH

NTFCINTPC NpilotDatos 1 Datos 2DPCH




85/156

Las potencias con que se transmiten el DPDCH y los diferentes camposdel DPCCH pueden ser distintas. Se definen tres valores (PO1, PO2 yPO3) que determinan la diferencia de potencias entre el DPDCH y los bitsTFCI, TPC y piloto, respectivamente.

Otra diferencia con el UL es que se trata de una modulacin QPSK pura enla que tanto la rama I como la Q transportan bits del DPDCH y del DPCCH(en un slot, los bits impares van por la rama I y los pares, por la Q).

Los factores de ensanchado posibles varan entre 4 y 512 (512 no estpermitido en el UL).

Existen 17 posibles formatos de time slots dependiendo del factor deensanchado y del nmero de bits de cada campo. Las tasas de

transmisin del DPDCH, con un nico canal DPDCH por usuario, varanentre los 3 kbps y los 1.872 kbps (incluyendo la codificacin de canal).

Es posible aumentar la velocidad de transmisin utilizando mltiplescdigos de canalizacin para un usuario, que pueden tener factores de

ensanchado distintos.




86/156

En el DL, si se transmiten varios DPDCH a un usuario, solamente setransmite un DPCCH.

Potencia NTFCI

NTPC

Npilot

Datos 1 Datos 2

PO1 PO3PO2

PotenciaDatos 1 Datos 2

Potencia

Datos 1 Datos 2

.

.

.

.

.

.

Canal fsico 1

Canal fsico 2

Canal fsico N

Con respecto a la relacin de tiempos entre el DL y el UL, se estableceque la trama del UL debe comenzar 1.024 chips despus de la recepcin

de la trama el DL.




87/156

En CDMA la transmisin es continua, por lo que el UE no dispone detiempo para realizar medidas en otras frecuencias (por ejemplo, pararealizar un handover intersistema a GSM o a otro sector o clula UMTS

que pueda operar a una frecuencia distinta). Para resolverlo, en UMTS seha definido el modo comprimido, tanto para el UL como para el DL en elque se establecen perodos de inactividad (un mximo de 7 slots portrama) que pueden ser peridicos o bajo demanda. Se definen formatos deslot especiales en UL y DL para compensar la ausencia de transmisin de

datos y control.

Modo comprimido

Tf = 10 ms

Tiempo disponible para medidas interfrecuenciales

SF=SF0

SF=SF0/2

SF=SF0




88/156

Los canales DPDCH y DPCCH utilizan el control de potencia en lazocerrado, excepto en el inicio de la transmisin, que se hace en lazo abierto.

El control de potencia en lazo cerrado en UMTS se compone de un bucleinterno y un bucle externo.

Control de potencia en los DCH en UL y DL

Nodo B

RNC

UE

Bucle interno del

Control de Potencia

Bucle externo delControl de Potencia

Gestin de la SIRobjetivo del UL

Estimacin de la SIR recibida y comparacin con la SIRobjetivo

Envo de comandos TPC para el UL

Gestin de la SIR objetivo del DL Estimacin de la SIR recibida y comparacin con la SIR objetivo Envo de comandos TPC para el DL


Procedimiento de control de potencia


89/156

Para un servicio determinado, los requisitos de calidad (generalmente latasa de error en un bloque de datos: BLER) se traducen en una SIRobjetivo tanto para el UL (RNC), como para el DL (en el UE).

Pero la SIR objetivo no es constante, pues depende de las condicionesdel canal (multipath, Doppler, etc.), por lo que debe ser ajustadafrecuentemente.

El algoritmo bsico de ajuste de la SIR objetivo consiste en incrementar

su valor una determinada cantidad cuando la BLER es superior a lamnima requerida para el servicio y disminuirlo en caso contrario.

El nodo B informa al RNC de los parmetros de calidad medidos en el UL(por ejemplo, CRC errneo o correcto en cada bloque de datos). Con esainformacin, el RNC ejecuta el algoritmo de ajuste de la SIR objetivo yenva su nuevo valor al nodo B (generalmente, entre 10 y 100 veces porsegundo).

En el DL, la SIR objetivo la determina el UE a partir del BLER requeridopara el servicio, valor del que el UE es informado por el RNC en el

establecimiento de la conexin.

Bucle externo del control de potencia en DL y UL



B l i t d l t l d t i UL


90/156

El nodo B realiza medidas de la SIR del enlace en el UL a travs de lossmbolos de piloto recibidos cada slot en el DPCCH del UL y compara el valormedido con la ltima SIR objetivo que le ha enviado el RNC.

Si la SIR recibida es mayor que el objetivo, el nodo B transmite un comandoTPC = down al UE en el siguiente slot del DPCCH del DL.

Si la SIR recibida es menor que el objetivo, el nodo B transmite un comando

TPC = up al UE en el siguiente slot del DPCCH del DL.El UE incrementa o disminuye la potencia de transmisin segn el comandoTPC recibido en pasos de 1 o 2 dBs.

Se controla simultneamente el DPDCH y el DPCCH (las diferentes potencias

con las que deben transmitir se ajustan con los parmetros c y d).

La frecuencia de actualizacin es de 1.500 Hz, lo que en general es suficientepara seguir las variaciones del canal cuando el UE se desplaza a velocidadesinferiores a 80 km/h. A velocidades superiores, el control de potencia suele

dejar de funcionar correctamente.

Bucle interno del control de potencia en UL



B l i t d l t l d t i DL


91/156

El UE recibe la BLER objetivo establecida por el RNC, determina la SIRobjetivo y la compara con la SIR estimada en los smbolos piloto recibidosuna vez cada slot en el DPCCH del DL.

Si la SIR recibida es mayor que el objetivo, el UE transmite un comandoTPC = down al nodo B en el siguiente slot del DPCCH del UL.

Si la SIR recibida es menor que el objetivo, el UE transmite un comando

TPC = up al nodo B en el siguiente slot del DPCCH del UL.El nodo B incrementa o disminuye la potencia de transmisin segn elcomando TPC recibido en pasos de 0,5; 1; 1,5 o 2 dBs.

Bucle interno del control de potencia en DL


Procesado de los canales de transporte

Adems de los diferentes tipos de canales de transporte existe un conjunto


92/156

Adems de los diferentes tipos de canales de transporte, existe un conjuntode parmetros que permiten configurar adecuadamente en cada instante elcanal fsico y especifican las posibilidades de transmisin en la interfaz aire:

Transmission Time Interval (TTI). Es el mnimo perodo de tiempo en el que losparmetros de configuracin de un determinado canal fsico permanecen invariables.Los valores posibles son 10, 20, 40 y 80 ms.

Transport Block (TB). Es la mnima cantidad de informacin que se puedenintercambiar los niveles fsico y MAC. Incluye la parte de datos y las cabeceras MAC y

RLC. El nmero de bits de un TB se denota TBS (Transport Block Size). Transport Format (TF). Es el formato que el nivel fsico ofrece al MAC para latransmisin de un conjunto de TBs en un TTI (nmero de TBs en un TTI - o de formaequivalente la tasa de transmisin o el factor de ensanchado -, tipo de codificacin decanal - por ejemplo, convolucional o turbocdigo -, tasa de codificacin, nmero debits de CRC, etc.).

Transport Format Set (TFS). Define el conjunto de TFs permitidos para un canal detransporte dado. As, limita el mximo nmero de TBs que se pueden transmitir en unTTI o, de forma equivalente, la tasa mxima de transmisin. Este parmetro se puede

ajustar dinmicamente para reducir la interferencia en situaciones de congestin.



Transport Format Combination (TFC) Se tili a c ando arios canales de transporte


93/156

Transport Format Combination (TFC). Se utiliza cuando varios canales de transportese multiplexan juntos en un CCTrCH (single Coded Composite Transport Channel), ydefine el nmero de TBs que se transmiten de cada canal multiplexado en un TTI dado.

Transport Format Combination Set (TFCS). Es el equivalente al TFS cuando se

multiplexan varios canales de transporte en un CCTrCH (single Coded CompositeTransport Channel), y especifica las TFCs permitidas en un TTI.

Durante un TTI dado, el TFC seleccionado deber permanecer invariado,

pero puede ser cambiado por el transmisor en el siguiente TTI. Este cambioimplica la alteracin de parmetros de nivel fsico, como el factor deensanchado o el formato del time slot utilizado. Como consecuencia, elreceptor debe tener los mecanismos para detectar el TFC que est siendo

usado en cada momento. Esto puede hacerse mediante el TFCI incluido enel canal fsico de control o mediante procedimientos de deteccin ciega queno requieren la transmisin del TFCI.



Ejemplo


94/156

En la siguiente tabla se muestran las caractersticas de un canal detransporte para un servicio interactivo en el UL que utiliza un canal DCH.

Ejemplo

TrCH type DCH

TB size (bits) 336

TFS

TF0 (bits) 0x336

TF1 (bits) 1x336

TF2 (bits) 2x336

TF3 (bits) 3x336

TF4 (bits) 4x336

TTI (ms.) 20

Coding type Turbo Code (1/3)

CRC (bits) 16

El tamao del TB entregado por el MACes de 336 bits, que incluye tanto lainformacin de usuario como lascabeceras MAC y RLC.

El TFS contiene 5 formatos detransporte (TFs), que corresponden a 5tasas de transmisin diferentes, quevaran desde la no transmisin (TF0)

hasta la obtenida con 4 TBs en un TTIde 20 ms. (TF4).

Una vez elegido el TF, se aade un CRC de 16 bits a cada TB y los bitsresultantes se codifican con un turbocdigo de tasa 1/3.



Ejemplo


95/156

El canal anterior puede multiplexarse conjuntamente con un canal lgico desealizacin DCCH cuyas caractersticas se muestran en la tabla

Ejemplo

TrCH type DCH

TB size (bits) 148

TFS

TF0 (bits) 0x148

TF1 (bits) 1x148

TTI (ms.) 40

Coding type Convolucional (1/3)

CRC (bits) 16

El tamao del TB entregado por el MACes de 148 bits.

El TFS contiene 2 formatos detransporte (TFs) que corresponden a lano transmisin (TF0) y la transmisin de1 TBs en un TTI de 40 ms. (TF1).

Esto conduce a un CCTrCH con el siguiente TFCS, que incluye 10 TFCs,

cada uno de los cuales se representa como (TFA, TFB), donde TFA es elformato de transporte del canal DTCH y TFB el del canal DCCH:

(TF0, TF0), (TF1, TF0), (TF2, TF0), (TF3, TF0), (TF4, TF0),

(TF0, TF1), (TF1, TF1), (TF2, TF1), (TF3, TF1), (TF4, TF1)



Canal de transporte 1 Canal de Transporte i


96/156

Procesado de losbloques detransporte en el UL

Ajuste de tasa

Segmentacin en canales fsicos

Segmentacin en tramas radio

Entrelazado 2

Mapeo en canales fsicos

Codificacin de canal

Ajuste de tasa

Concatenacin y segmentacin

Clculo del CRC

Ajuste al tamao de tramas radio

Entrelazado 1

Multiplexado de canales de transporte

p p

CCTrCH

PhCh 1 PhCh 2 PhCh N...



En cada TTI el MAC entrega al nivel fsico un determinado numero de


97/156

En cada TTI el MAC entrega al nivel fsico un determinado numero debloques de transporte (TBs) de cada uno de los canales de transporte quevaya a multiplexar conjuntamente de acuerdo a la combinacin de formatosde transporte (TFC) elegida.

El nivel fsico realiza una serie de procesos para distribuir los TBs en losrecursos fsicos disponibles:

1. Incorporacin del CRC a cada TB. Se utiliza para que el receptor pueda

detectar la presencia de errores en el bloque. El tamao del CRCpuede ser 24, 16,12, 8 0 bits y se calcula con todos los bits de un TB.

2. Concatenacin y/o segmentacin del bloque de transporte. Tras aadirel CRC los bloques de transporte se concatenan o segmentan en varios

bloques de codificacin de un mismo tamao que no supere el tamaomximo permitido. Cada tipo de codificacin de canal utilizado tienedefinido un tamao mximo para la secuencia de bits a codificar(bloque de codificacin): 504 bits para los cdigos convolucionales y5.114 bits para los turbocdigos.



3. Codificacin de canal. Se utilizan codificadores convolucionales o

Tema 4_Redes 3G

Documents

Transcript of Tema 4_Redes 3G