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SER MS LDERES HSxPA
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Qu es HSDPA?
High SpeedDownlinkPacketAccess
Es una mejora de WCDMA para permitir servicios de datos demayor tasa binaria en el enlace descendente Se ha incorporado en la Release 5
Permite velocidades de transmisin tericas de hasta 14 Mbit/s En la prctica estarn limitadas a 10,7 Mbits/s
Permitir, tambin, reducir la latencia de los servicios de datos Uno de los principales problemas de los servicios de datos con GPRS y WCDMA
Dos grupos de mejoras tcnicas: Incorporacin de nuevas tecnologas que permiten soportar tasas binarias
ms altas Modulacin/codificacin adaptativas
Asignacin rpida de recursos
Mecanismos de retransmisin hbridos (HARQ)
Nuevo esquema para de la gestin de los recursos radio En vez de controlar la potencia de transmisin para mantener una tasa binaria
constante, se intenta utilizar la mxima tasa binaria que se soporta con la potenciadisponible
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Nuevo modelo de gestin de recursos radio
WCDMA
Controlado en potencia Tasa binaria constante
HSDPA
Potencia constante Tasa binaria variable
Potencia
Tasa binaria
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Modulacin/codificacin adaptativos
En funcin de las condiciones de propagacin e interferencia se seleccionalos esquemas de modulacin y codificacin contra errores que permitenmaximizar la tasa binaria con la potencia disponible proporcionando unacalidad de servicio (p.e., tasa de error) adecuada
16QAM QPSK QPSK
Smbolos de informacin
Smbolos de proteccin frente a errores
Cuatrobits porsmbolo
Dos bits
porsmbolo
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Asignacin rpida de recursos
Consiste en intentar transmitir al usuario que disponga de lasmejores condiciones (relativas) de propagacin en cada instante La ganancia es mayor cuando:
Los desvanecimientos de las distintas conexiones no estn correlados Aumenta el nmero de usuarios
Es necesario complementarlo con mecanismos para garantizaruna cierta equidad en la asignacin de recursos
ndice
de
calidad
Tiempo
Usuario 1
Usuario 2
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Introduccin
Se necesita una nueva entidad de capa 2: MAC-hs Fsicamente situada en el Nodo-B Libera de carga computacional al RNC
Menor latencia al reducir la sealizacin en la interfaz Iub
HS-DSCH
Associated Uplink
SignallingAssociated Downlink
Signalling
FACH RACH
DCCH DTCHDTCH
DSCH
MAC Control
Iur or local
MAC Control
DCH DCH
MAC-d
USCHTDD only
MAC-c/sh
CPCHFDD only
CCCH CTCHBCCH SHCCHTDD only
PCCH
FACHPCH USCHTDD only
DSCHIub
MAC Control
MAC-hs
Configuration without MAC-c/sh
Configuration with MAC-c/sh
Configuration with MAC-c/sh
HARQ,AMC
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Principales problemas
La gestin de los recursos radio es mscompleja La potencia disponible debe repartirse
entre los servicios controlados en potencia(voz o servicios interactivos) y loscontrolados en tasa binaria (datos)
No es posible garantizar una calidad deservicio adecuada para servicios quetengan limitaciones en la variacin delretardo Se perdera la eficacia de los mecanismos
de asignacin rpida de recursos
Requiere Nodos B (estaciones base) msinteligentes Deben incorporar funcionalidades del
controlador de la red radio (RNC)
Control de las retransmisiones
Canales comunes
Canales de trfico dedicados (DCHs)
Potencia no utilizada
Poten
cia
totaldelsector
Canales comunes
Canales de trfico dedicados (DCHs)
Potencia no utilizada
Poten
cia
totaldelsector
Canales comunes
Potencia
totaldelsector
Canales de trfico dedicados (DCHs)
Canales compartidos (HS-DSCHs)
Canales comunes
Potencia
totaldelsector
Canales de trfico dedicados (DCHs)
Canales compartidos (HS-DSCHs)
Aumentan los requisitos de capacidad de procesado y memoria de losterminales mviles
Es necesario proveer de los recursos de transmisin necesarios en la redde acceso radio para soportar las tasas binarias ms elevadas
Mayores requisitos de linealidad en amplificadores de cara a soportar16QAM en reas de cobertura ms extensas
WCDMA
HSDPA
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Estrategias de envo (scheduling)
El Nodo-B reparte el trfico a enviar a cada usuario segn determinadas
estrategias Round-Robin: cola FIFO de usuarios
Maximum C/I: atiende al usuario con mayor relacin C/I en cada momento
Proportional Fair: se atiende al usuario cuya potencia se encuentre en unacresta relativa a su valor medio
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Nuevos canales
Nuevos canales fsicos: HS-PSDCH (High Speed Physical Downlink Shared Channel) HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel)
HS-DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel)
El canal HS-PDSCH transporta el trfico a los usuarios Correspondencia directa HS-DSCH -> HS-PDSCH
El canal HS-SCCH transporta informacin de control de bajada Formato empleado en el HS-DSCH
Nmero de canales HS-PDSCH
Modulacin: QPSK / 16-QAM
Tamao de bloque
Informacin de control de HARQ
El canal HS-DPCCH transporta informacin de control de subida
ACK/NACK de cada bloque Medida de la calidad del enlace: CQI (Channel Quality Indicator)
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Nuevo esquema de modulacin
Modulacin 16QAM
Doble tasa binaria para la misma tasa de smbolos Menor proteccin frente a los desvanecimientos
Las regiones de decisin se deben adaptar a los desvanecimientos
El decodificador turbo debe adaptarse a este tipo de modulacin
El Nodo-B slo lo emplea cuando la calidad del enlace (CQI)supera cierto umbral; por debajo se emplea QPSK
1011 1001 0001 0011
1010 1000 0000 0010
1110 1100 0100 0110
1111 1101 0101 0111
i2 i2
i1
q1
q2
q2
0.3162 0.94870.3
162
0.9
487
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Funcionamiento general
Mecanismo general de funcionamiento: Cada UE mide la calidad del enlace y enva una indicacin (CQI) al
Nodo-B Una vez cada TTI (2 ms, tres slots)
El Nodo-B decide cul es el siguiente usuario a ser atendido (FastScheduling) Round-Robin, Maximum C/I, Proportional Fair
En funcin del CQI, el Nodo-B decide el formato de transporte y lamodulacin a emplear Tamao de bloque
Nmero de canales HS-PDSCH
Modulacin
El Nodo-B transmite un bloque de transporte con el formato elegido
para ese UE El UE lo recibe, y si hay un error enva una indicacin NACK por el
canal de subida HS-DPCCH
Al recibir un NACK, el Nodo-B retransmite el bloque anterior
Si el bloque se recibe correctamente se enva unACK
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Descripcin de HSDPA: funcionamiento general
El UE recibe el bloque retransmitido pero
antes de decodificarlo lo combina con elanteriormente recibido: ARQ Hbrido Combinacin a nivel de soft bits (muestras
complejas recibidas)
La combinacin permite compensar losdesvanecimientos: DIVERSIDADTEMPORAL
Cada bloque retransmitido es diferente al
original Mayor nmero de bits de redundancia
Distintas etapas de Rate Matching ajustanla cantidad de redundancia
La redundancia es progresivamente mayorcon el nmero de retransmisiones:Incremental Redundancy
Tras un nmero mximo de retransmisiones, el bloque se descarta Los bloques descartados a nivel MAC-hs sern retransmitidos por RLC
Resultado de las simulaciones: muy pocos bloques son descartados(habitualmente menos del 1%)
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Funcionamiento general
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Canales HS-PDSCH
El canal HS-DSCH se corresponde con un conjunto de canales fsicos
HS-PDSCH Ganancia de procesado fija e igual a 16
Potencia constante durante todo el TTI
TTI fijo igual a 2 ms (3 slots)
Slot #0 Slot#1 Slot #2
Tslot= 2560 chips, M*10*2 bits (k=4)
DataNdata1bits
1 subframe: T = 2 ms
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Cdigos de canalizacin
Cdigos de canalizacin permitidos: 1, 2, 3... 15 de la rama de SF = 16 El cdigo 0 est prohibido por los canales comunes
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Planificacin de cdigos y de potencia
El CRNC puede distribuir los recursos (cdigos OVSF y
potencia) entre los canales dedicados y compartidos para cadaNodo B
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Canal HS-SCCH
ChannelCoding 1
HS-SCCH
Physical
channel
mapping
Rate
matching 1
mux mux
Xccs Xms
Xue
X1X2
Xtbs XhapXrv
Xnd
Y
Channel
Coding 2
Rate
matching 2
UE
specificmasking
Z1 Z2
S1
R1 R2
Xue
RVcoding
r s b
UE specificCRC
attachment
Canal fsico de bajada
Transporta informacin decontrol Formato del HS-DSCH
Control de las retransmisiones
Codificacin fuerte paraasegurar una recepcin
esencialmente libre de errores Pueden existir hasta cuatro
canales HS-SCCH en la celda Recepcin robusta
Si no se recibe informacincoherente de un HS-SCCH, se
prueba con alguno de losrestantes
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Formato del canal HS-SCCH
SF = 128
UE puede monitorizar hasta 4 canales HS-SCCH La identificacin del UE se indica en los bits codificados (parte 1) y en
el CRC (parte 2)
Solo se soporta diversidad de transmisin STTD
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ARQ Hbrido (H-ARQ): Incremental Redundancy
Incremental Redundancy (IR) En cada nueva retransmisin se transmiten bloques distintos:
El nmero de bits de redundancia aumenta en cada retransmisin La probabilidad de deteccin correcta aumenta
El bloque recibido se combina con los anteriores en un Buffer IR Virtual
Combinacin ponderada por la SIR recibida
Necesidad de un buffer de memoria considerable para tasaselevadas
El canal HS-SCCH sealiza la cantidad de redundancia empleadamediante los parmetros RV
El ajuste de la redundancia se realiza mediante dos etapas de RateMatching
Systematicbits
Parity 1bits
Parity2bits
RM_P1_1
RM_P2_1
RM_P1_2
RM_P2_2
RM_S
First Rate Matching Second Rate MatchingVirtual IR Buffer
Nsys
Np1
Np2
Nt,sys
Nt,p1
Nt,p2
bitseparation
NTTI bitcollection
Ndata
C W
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Procesos de retransmisin en HSDPA
Para servicios soportados conHSDPA puede haber hasta tresbucles de procesos deretransmisin
Los soportados por las capasinferiores ofrecen mejoresprestaciones en trminos deretardo introducido
La capacidad del sistema puede estar limitada,dependiendo de las circunstancias, por las capasinferiores (MAC-hs) o superiores (TCP)
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Canal HS-DPCCH
High Speed Dedicated Control Channel
Canal fsico de control slo de subida Existe un canal dedicado por cada usuario
No existe ningn HS-DPDCH asociado, a diferencia de R99
Transporta las indicaciones de ACK/NACK desde el UE al Nodo-B
Subframe #0 Subframe #i Subframe #4
HARQ-ACK CQI
One radio frame Tf= 10 ms
One HS-DPCCH subframe (2 ms)
2Tslot= 5120 chipsTslot= 2560 chips
Tambin lleva indicacionesde CQI, para AMC
La recepcin robusta se consigue repitiendo las transmisiones N_acknack_transmit: n de transmisiones de ACK/NACK
N_cqi_transmit: n de transmisiones de CQI
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Modulacin y codificacin adaptativas (AMC):necesidad
Problema clave en HSDPA: no existe control de potencia Canal compartido: imposible mantener un control de potencia en lazo cerrado
independiente para cada UE
Se requiere algn otro mecanismo de adaptacin al enlace
Solucin: Modulacin y Codificacin Adaptativas En lugar de variar la potencia en cada momento, se vara la tasa binaria
instantnea
Las variaciones de tasa intentan seguir a las variaciones en la calidad delenlace, medida en trminos de SIR A menor SIR, menor tasa binaria
Para conseguirlo se vara el formato de los bloques de transporte de tresformas: Tamao de bloque
Nmero de canales fsicos HS-PDSCH (de 1 a 15)
Modulacin (QPSK, 16QAM)
La entidad que realiza la funcin AMC es la MAC-hs
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Modulacin y codificacin adaptativas (AMC): CQI
El Nodo-B responde a las variaciones en la calidad del enlace
descendente El terminal debe medir la calidad y comunicar este dato al Nodo-B
El parmetro que se utiliza es el llamado CQI (Channel Quality Indicator)
El UE mide la SIR del canal de piloto P-CPICH, y a partir de su valor deduceel CQI Valor entero entre 0 (desvanecimiento profundo) y 30 (mxima calidad)
El Nodo-B recibe los valores de CQI y obtiene el formato a emplear a partir deun conjunto de tablas, segn la categora del terminal
CQITamao bloque
(bits)N canales
fsicosModulacin (dB) NIR XRV
0 N/A 1 QPSK 0 9600 0
1 137 1 QPSK 0
2 173 1 QPSK 0
3 233 1 QPSK 0
4 317 1 QPSK 0
5 377 1 QPSK 0
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CQI
Las variaciones de CQI (lnea marrn) son paralelas a los desvanecimientos
del canal (lnea verde):
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Traspaso en HSDPA
No se soporta el traspaso suave del canal HS-DSCH Implica el traslado de la entidad funcional MAC-hs
El traspaso duro est ligado al evento 1D
Valores de 1-2 dB, 0,5 s
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Estados RRC en HSDPA
Solo se contemplan tresestados Solo en el estado Cell DCH
se puede transmitirinformacin a travs delcanal HS-DSCH/DCH
Transicin entre estado IDDLE y Cell DCH
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Dispositivos con HSDPA
Tarjetas de datos: Motorola:
D1100 PC card GSM/GPRS/UMTS/HSDPA; disponibles en Q4 2005
Novatel Wireless: PC card 850/900/1800/1900 MHz GSM/GPRS/EDGE disponibles: 2H2005
Merlin U730: 850/1900 MHz UMTS/HSDPA (Norteamrica)
Merlin U740: 2100 MHz UMTS/HSDPA (Asia, frica, Europa, Oriente Medio)
PCI Express Mini Card compatible con 850/900/1800/1900 MHz GSM/GPRS/EDGE enfase de desarrollo:
Expedite EU730: 850/1900 MHz UMTS/HSDPA (Norteamrica) Expedite EU740: 2100 MHz UMTS/HSDPA (Asia, Africa, Europa, Oriente Medio)
Option: HSDPA data card disponible a finales de 2005
Siemens: tetrabanda para GSM/GPRS/EDGE; disponibles: 2H2005 DC10 UMTS 2100 Europa/Asia
DC16 UMTS 850/1900 MHz for U.S.
Sierra Wireless: disponibilidad en 2H 2005 AirCard 850: 850/900/1800/1900/2100 EDGE-UMTS-HSDPA (Europa) AirCard 860: 850/900/1800/1900 EDGE-UMTS-HSDPA (Norteamrica)
Terminales: Samsung y LG prevn terminales para la segunda mitad de 2005
Prototipo HSDPA de Samsung
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Futuras mejoras
A corto plazo: Introduccin de la seleccin rpida de clula Mejoras en el enlace ascendente: EUDCH/HSUPA/EUL
Se incorpora en Release 6 Aplicando las mismas tecnologas al enlace ascendente (en la medida
de lo posible) Se espera soportar tasas binarias mximas en torno a 4 Mbit/s
A medio/largo plazo
HSDPA con sistemas multiantena (MIMO) La utilizacin de esta tecnologa tambin se plantea para otros
sistemas como WiFi (802.11n) o WiMAX
HSDPA con OFDM Un estudio inicial realizado en 3GPP alcanza algunas conclusiones:
Para un ancho de banda de 5 MHz, OFDM no ofrece ventajassignificativas de capacidad respecto de espectro ensanchado
Para anchos de banda superiores (10-20 MHz), OFDM s resultauna opcin que ofrece mejor eficiencia espectral y una menorcomplejidad del terminal
Simplificacin de la red de acceso radio Incorporacin de nodos BSR (Base Station Router)
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Descripcin de HSUPA: novedades respecto aR99
HSUPA: High Speed Uplink Packet Access
Caractersticas bsicas: Nuevos canales E-DCH dedicados de subida
Trfico de paquetes de alta velocidad
Presencia de control de potencia
Tasa binaria variable dependiendo de las condiciones del canal(mximo 5.7 Mbps)
Mecanismo complementario de HSDPA Tcnicas de adaptacin al canal
ARQ Hbrido (H-ARQ)
Control de potencia
Variacin dinmica del formato de transporte (E-TFC)
Acceso rpido mediante access grants concedidos por la celday las vecinas Controlan los instantes de transmisin y la relacin de potencia E-
DPDCH / DPCCH
Ajustan la interferencia sobre la celda actual y las vecinas
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Descripcin de HSUPA: novedades respecto a R99
Existe control de potencia en lazo cerrado El lazo interno controla la potencia de los canales dedicados de subida:
DPCCH DPDCH
E-DPCCH mantienen relaciones de potencia fijas respecto al DPCCH
E-DPDCH
HS-DPCCH
El control de potencia permite compensar las variaciones de seal causadaspor el canal
Mecanismo alternativo al AMC de HSDPA Estabiliza la potencia => para una misma BLER, la BER disminuye
Mejora la eficacia del H-ARQ: menor nmero de retransmisiones
La tasa binaria recibida es variable Efecto del canal radioelctrico
Influencia de los dems usuarios: congestin, gestin de prioridades Variaciones en los access grants que determinan la relacin de potencia entre el
canal E-DPDCH y DPCCH (beta_ed) Existen 6 categoras de terminal
Capacidad de procesamiento variable
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Descripcin de HSUPA: novedades respecto a R99
Se necesitan dos nuevas entidades de capa 2 en UTRAN
MAC-e (situada en el Nodo-B), gestiona el H-ARQ MAC-es (situada en el RNC), se encarga del reordenamiento de los paquetes
y la gestin del soft handover
FAC H R ACH
DCCH DTCHDTCH
DSCHTDD only
MAC Control
Iur or local
MAC Control
DCH DCH
MAC-d
USCHTDD only
MAC-c/sh/m
CCCHCTCH
BCCH
SHCCHTDD only
PCCH
FACHPCH USCHTDD only
DSCHTDD only
MAC Control
HS-DSCH HS-DSCH
Associated UplinkSignalling
Associated Downlink
Signalling
MAC-hs
Configuration
without MAC -c/shConfiguration
with MAC
Configuration
with MAC-c/ sh
E-DCH
Associated UplinkSignalling
Associated Downlink
Signalling
MAC Control
MAC-es
MAC-e
MAC Control
Iub
c/sh
MSCH
MTCHMCCH
H-ARQ
Reordena
paquetes
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Descripcin de HSUPA: novedades respecto aR99
Servicios a prestar:
VoIP Videoconferencia de alta calidad
Background (FTP, e-mail)
...etc...
HSUPA est pensado para coexistir con HSDPA
Temporizacin compatible entre HSDPA y HSUPA La combinacin HSDPA + HSUPA ofrece un servicio de paquetes de alta
velocidad asimtrico HSDPA: hasta 14.4 Mbps (DL)
HSUPA: hasta 5.7 Mbps (UL)
No requiere cambios en la red troncal nicamente aumento de capacidad del SGSN para gestionar mayor volumen de
trfico
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Descripcin de HSUPA: novedades respecto a R99
Nuevo canal dedicado de transporte: E-DCH
Adaptacin del DCH de Release 99 Tamaos de bloque grandes (hasta 20000 bits) La duracin del TTI se reduce a 2 10 ms
Codificacin turbo 1/3 exclusivamente
Ganancias de procesado pequeas (64, 32, 16, 8, 4, 2)
El canal es dedicado, a diferencia del canal HS-DSCH de HSDPA Posible la transmisin simultnea de varios usuarios con canales E-DCH
independientes El usuario efecta peticiones de acceso a la red
La celda controla los instantes de transmisin y la potencia a emplear, para limitarla interefencia
Los access grants (Absolute, Relative) controlan la relacin beta_ed de cadausuario
Objetivo: aumentar el throughput respecto a R99, para complementar
HSDPA con un mecanismo de alta velocidad en uplink Aumentar el nmero de bits transmitidos en cada TTI
Disminuir la BLER mediante H-ARQ y control de potencia
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Descripcin de HSUPA: novedades respecto aR99
Presencia de H-ARQ
Mismo mecanismo de retransmisiones hbridas que en HSDPA El nmero de procesos H-ARQ est fijado a priori:
8 procesos para TTI = 2 ms
4 procesos para TTI = 10 ms
No es necesaria una temporizacin tan estricta como enHSDPA
Presencia de lazo interno de potencia sobre E-DPCCH y E-DPDCH La potencia de E-DPCCH y E-DPDCH es controlada por el
mismo lazo interno que controla el DPCH
Se mantienen unas relaciones de potencia con respecto alDPCCH: Beta_ec: E-DPCCH / DPCCH
Beta_ed: E-DPDCH / DPCCH
La relacin beta_ed puede variar con los access grants
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Descripcin de HSUPA: novedades respecto a R99
Nuevos canales fsicos: E-DPDCH, E-DPCCH, E-HICH, E-AGCH,E-RGCH E-DPDCH (E-DCH Dedicated Physical Data Channel)
transporta los datos de usuario (1, 2 4 canales simultneos)
E-DPCCH (E-DCH Dedicated Physical Control Channel) informacin de control de las retransmisiones y formato de transporte
empleado (E-TFC)
E-HICH (E-DCH Hybrid ARQ Indicator Channel) contiene las indicaciones ACK/NACK
E-AGCH (E-DCH Absolute Grant Channel) contiene los Absolute Grants de la Serving Cell
E-RGCH (E-DCH Relative Grant Channel)
contiene los Relative Grants de las Non-Serving Cells
No se emplea modulacin 16-QAM! Modulacin QPSK como en R99 (con distintas amplitudes en los ejes I
y Q)
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Descripcin de HSUPA: funcionamiento general
Mecanismo general de funcionamiento: Los UEs que deseen transmitir envan peticiones de recursos a la red
Scheduling Information
Happy bit campos contenidos en las PDUs
Los Nodos-B del active set conceden access grants: Absolute Grants: concedidos por la Serving Cell, determinan la mxima
relacin beta_ed a emplear
Relative Grants: concedidos por las Non-Serving Cells, hacen aumentar,mantener o disminuir la relacin beta_ed (UP, HOLD, DOWN)
En funcin de la relacin beta_ed, el UE decide el formato de transportea emplear en ese TTI (E-TFC) Tamao de bloque
Nmero de canales E-DPDCH a emplear
El UE transmite un bloque de transporte con el formato elegido El Nodo-B lo recibe, y si hay un error enva una indicacin NACK por el
canal de bajada E-HICH
Al recibir un NACK, el UE retransmite el bloque anterior
Si el bloque se recibe correctamente se enva unACK
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Descripcin de HSUPA: funcionamiento general
El Nodo-B recibe el bloque
retransmitido pero antes dedecodificarlo lo combina con elanteriormente recibido: ARQ Hbrido Combinacin a nivel de soft bits
(muestras complejas recibidas)
La combinacin permite compensarlos desvanecimientos: DIVERSIDAD
TEMPORAL Cada bloque retransmitido es
diferente al original Mayor nmero de bits de redundancia
Distintas etapas de Rate Matchingajustan la cantidad de redundancia
La redundancia es progresivamentemayor con el nmero deretransmisiones: IncrementalRedundancy
Tras un nmero mximo de retransmisiones, el bloque se descarta Los bloques descartados a nivel MAC-e sern retransmitidos por RLC
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Descripcin de HSUPA: funcionamiento general
El resultado es un throughput elevado, dependiente de varios factores:
Lejana de la estacin base Condiciones radioelctricas (nmero de multitrayectos, perfil de potencias)
Categora de terminal Ejemplo: resultados empleando el formato FRC1 (1.3 Mbps de pico)
FRC1 sin diversidad
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
-15 -10 -5 0 5 10 15
Ec/No (dB)
Throug
hput(kbps)
AWGN
PA3
PB3
VA30
VA120
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Descripcin de HSUPA: categoras de UE
Existen 6 categoras Diferentes capacidades de procesamiento y memoria
Nmero mximo de canales E-DPDCH soportados simultneamente
Ganancia de procesado mnima (2, 4)
Soporte de 2 ms de TTI
Tamao mximo de bloque
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Descripcin de HSUPA: canal E-DCH
Codificacin del canal E-DCH Cadena de procesamiento diferente a la de los canales DCH
La codificacin de canal emplea siempre turbocdigos con tasa 1/3
CRC attachment
aim1,aim2,aim3,...,aimA
Code block segmentation
Channel Coding
Physical ChannelSegmentation
Physical channel(s)
Physical Layer Hybrid-ARQ
functionality/Rate matching
oir1,oir2,oir3,...,oirK
ci1,ci2,ci3,...,ciE
up,1,up,2,up,3,...,up,U(p)
s1,s2,s3,...,sR
bim1,bim2,bim3,...,bimB
Interleaving &
Physical channel mapping
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Descripcin de HSUPA: canales E-DPDCH
El canal E-DCH se corresponde con un conjunto de canales
fsicos E-DPDCH E-DPDCH:
Ganancia de procesado variable (2, 4, 8, 16, 32, 64)
TTI de 2 10 ms
Potencia variable en cada slot segn el lazo interno
1, 2 4 canales E-DPDCH simultneos
Data, Ndata bits
Slot #1 Slot #14Slot #2 Slot #iSlot #0
Tslot = 2560 chips, Ndata = 10*2k+2
bits (k=05)
Tslot = 2560 chips
1 subframe = 2 ms
1 radio frame, Tf= 10 ms
E-DPDCHE-DPDCH
E-DPCCH 10 bits
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Descripcin de HSUPA: canal E-DPCCH
E-DCH Dedicated Physical ControlChannel
Transporta informacin de control Formato del E-DCH (TFCI)
Control de las retransmisiones (RSN)
Happy bit
Codificacin fuerte para asegurar unarecepcin esencialmente libre deerrores (cdigo Reed Muller)
Afectado por el control de potencia Mantiene una relacin de potencia
constante con respecto al DPCCH(beta_ec)
SF = 256
E-DPCCH
Physicalchannel
mapping
Multiplexing
xh,1 xrsn,2, xrsn,1
ChannelCoding
xtfci,7, ..., xtfci,2, xtfci,1
x1, x2,..., x10
z0, z1,..., z29
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Descripcin de HSUPA: canal E-HICH
E-DCH Hybrid ARQ Indicator Channel
Canal fsico de control slo de bajada SF = 128, canal dedicado para cada usuario
Transporta las indicaciones de ACK/NACK desde el Nodo-B acada UE Secuencia de valores bi,j siguiendo un patrn determinado, afectados
por una amplitud distinta para ACK / NACK El patrn de signaturas ortogonales favorece la deteccin en el UE
Al no existir CRC existen umbrales de deteccin y probabilidad de falsaalarma
Slot #14
Tslot = 2560 chip
bi,39bi,1bi,0
Slot #0 Slot #1 Slot #2 Slot #i
1 radio frame, Tf= 10 ms
1 subframe = 2 ms
D i i d HSUPA l E AGCH
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Descripcin de HSUPA: canal E-AGCH
E-DCH Absolute Grants Channel
Canal fsico de control slo de bajada SF = 128, canal compartido por todos los
usuarios Los usuarios se distinguen por un CRC
especfico derivado del E-RNTI (E-DCHRadio Network Identifier)
Transporta losAbsolute Grants a cadausuario Cadena de codificacin independiente
Se transmite un Absolute Grant en cadaTTI
Channel coding
xag,1, xag,2,..., xag,6
Rate matching
ID specificCRC attachment
Physical channelmapping
y1, y2,..., y22
z1, z2,..., z90
E-AGCH
r1, r2,..., r60
Slot #1 Slot #14Slot #2 Slot #iSlot #0
Tslot = 2560 chips
1 subframe = 2 ms
1 radio frame, Tf= 10 ms
E-AGCH 20 bits
D i i d HSUPA l E RGCH
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Descripcin de HSUPA: canal E-RGCH
E-DCH Relative Grants Channel
Canal fsico de control slo de bajada SF = 128, canal dedicado para cada usuario
Transporta los Relative Grants a cada usuario Secuencia de valores bi,j siguiendo un patrn determinado, afectados
por una amplitud distinta para UP, DOWN, HOLD El patrn de signaturas ortogonales favorece la deteccin en el UE
Al no existir CRC existen umbrales de deteccin y probabilidad de falsa alarma
Slot #14
Tslot = 2560 chip
bi,39bi,1bi,0
Slot #0 Slot #1 Slot #2 Slot #i
1 radio frame, Tf= 10 ms
1 subframe = 2 ms
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ARQ Hbrido (H-ARQ): Procesos H-ARQ
Mecanismo similar al de HSDPA
Al no tratarse de un canal compartido, no se necesita unatemporizacin estricta No existe el concepto de distancia inter-TTI
El nmero de procesos H-ARQ es un parmetro fijo y dependiente deltamao de TTI: TTI = 2 ms: 8 procesos H-ARQ
TTI = 10 ms: 4 procesos H-ARQ
El UE puede transmitir con un patrn continuo si la red se lo permite Con 4 procesos H-ARQ:
X1 X2 X3 X4 X1 X2 X3 X4 X1 X2 X3 X4........
Con 8 procesos H-ARQ:
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8.......
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ARQ Hbrido (H-ARQ): MAC-e/es
La presencia de ms de un proceso H-ARQ obliga a mantener
nmeros de secuencia
La entidad encargada de reordenar las PDUs es la MAC-es Existe una entidad MAC-es en cada UE y otra en el RNC
La entidad encargada de gestionar las retransmisiones es la MAC-e Existe una entidad MAC-e en cada UE y otra en el Nodo-B
Permite mucha agilidad al no intervenir el RNC
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Control de potencia: necesidad
Diferencia con HSDPA: s existe control de potencia Canal dedicado => posible mantener un control de potencia en lazo cerrado
independiente para cada UE Necesario para evitar el efecto cerca lejos
Se vara la potencia en cada momento, como en R99, en lugar de la tasa
binaria instantnea Para la misma BLER se reduce la BER y mejora la eficacia del H-ARQ
La potencia de los canales dedicados E-DPCCH, E-DPDCH, DPCCH,
DPDCH y HS-DPCCH evoluciona de manera paralela La referencia es el DPCCH
Todos los dems canales mantienen relaciones de potencia determinadas conrespecto al DPCCH: E-DPCCH / DPCCH: beta_ec
E-DPDCH / DPCCH: beta_ed (variable con los access grants)
DPDCH / DPCCH: beta_d
HS-DPCCH / DPCCH: beta_hs El receptor del Nodo-B estima la SIR en el campo PILOT del DPCCH
Comparando SIRest con SIRtg se enva un comando TPC de control depotencia al UE por el enlace descendente
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Control de potencia: necesidad
En ausencia de control depotencia, las variaciones de SIRrecibida son paralelas a losdesvanecimientos del canal
Con control de potencia la sealrecibida se estabiliza y disminuyela BER para una misma BLER
Efecto positivo sobre elmecanismo H-ARQ
Concesin de recursos en HSUPA: access grants
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Concesin de recursos en HSUPA: access grants
Mecanismo basado en solicitud concesin El UE solicita acceso a travs de:
Scheduling Information
HLID (Highest Priority Logical Channel ID)
TEBS (Total E-DCH Buffer Status)
HLBS (Highest Priority Logical Channel Buffer Status)
UPH (UE Power Headroom)
Happy Bit: indica a la red que se desean ms recursos de los
concedidos El Nodo-B concede recursos a travs de access grants:
Controlan la potencia de transmisin del E-DPDCH modificando elparmetro beta_ed
Dos tipos:
Absolute Grants (enviados por el canal E-AGCH)
Relative Grants (enviados por el canal E-RGCH)
Concesin de recursos en HSUPA: access grants
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Concesin de recursos en HSUPA: access grants
Absolute Grants Controlan la mxima relacin beta_ed a emplear en el siguiente
TTI Permiten habilitar o deshabilitar la transmisin del UE
Relative Grants Sirven para aumentar, mantener o disminuir la relacin beta_ed
UP DOWN saltos discretos en Scheduling Grant Table
HOLD Dos tipos:
Serving Relative Grants: Transmitidos en todas las celdas pertenecientes al Serving RLS Permite controlar la potencia de los UEs bajo el control del Nodo-
B Non-serving Relative Grants:
Transmitidos en todas las celdas pertenecientes a un non-servingRLS (celdas vecinas)
Permiten limitar la interferencia producida sobre las celdasvecinas
Concesin de recursos en HSUPA: seleccin de
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Concesin de recursos en HSUPA: seleccin deformato
La seleccin de formato (E-TFC) est condicionada por losaccess grants: Mecanismo de adaptacin del bitrate a los recursos disponibles
Los access grants determinan el formato a emplear
Anlogo a la seleccin del TFC de R99, pero ms flexible Nmero de formatos posibles muy superior
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ACELERAR PARA
SER MS LDERES Evolucin a largo plazo de UMTS
Evolucin de UMTS
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Evolucin de UMTS
Long Term Evolution en 3GPP
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Long Term Evolution en 3GPP
El estudio de viabilidad debe entregar sus conclusiones en julio
La semana pasada se celebr una reunin en China de cara a fijarposiciones
Tres cuestiones Mtodo de acceso
FDD: OFDM en DL, SC-FDMA en el ascendente
TDD: dos variantes
Misma tcnica que en FDD Evolucin del sistema TD-SCDMA
Adems, est la propuesta de sistema multiportadora de Qualcomm,apoyada por Cingular
Macrodiversidad Con una arquitectura basada en nodos BSR es complejo su soporte
Arquitectura de la red de acceso Acuerdo de mnimos por imposibilidad de que se aceptara una
propuesta concreta en RAN 3
Se va a solicitar que se aplace su decisin para trabajar con SA3
El problema es donde se realiza el cifrado
Algunos operadores no ven aceptable que se realice este en laBSR
Aspectos destacados
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ACELERAR PARA
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Aspectos destacados
Arquitectura plana Constituida por dos elementos: eNodeB y aGW
Funcionalidad de RRC Se localiza en el eNodeB
ARQ externo Se localiza en el eNodeB
aGW
eNodeB
aGW is a CN Node
RRC connection when UE is ACTIVE
Dormant/awake RRC states
Some companies may model it in MAC
MM connection
ACTIVE/IDLE
Iu/Gb likeS1
aGW
eNodeB
ACTIVE/IDLE
S1
aGWaGW
eNodeB eNodeBBuffers
Outer ARQ
MAC
PHY
PDCP
Ciphering
Packet/context transfer for Mobility
Minimal latency