Upload
sandg
View
231
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 UMTS Rendszer
1/67
UMTS rendszer
Maros DraBudapesti Mszaki Fiskola
Dr. ing. Robert Bestak
Prgai Mszaki Egyetem
7/25/2019 UMTS Rendszer
2/67
Mobil rendszerek genercii
ener!i "#$ %ellemzk
1&'()*+'((,-
"M &"ordi! Mobile elep/one-0 1,* M2z3 (** M2z4MP5 &4d$an!e Mobile elep/one 5ystem-0 654475 &otal 4!!ess 7ommuni!ation 5ystem-0 683 93 5P3Radio!om :***0 FR
4nalg rendszer"emzeti rendszer
2ang
2&'((:+:***-
5M &lobal 5ystem ;or Mobile !ommuni!ations-+ 5M (**+ 5M ')** &D753 Digital 7ommuni!ation 5ystem-
D4MP5 &Digital 4MP53 95'
7/25/2019 UMTS Rendszer
3/67
3G szabvnyokJapn, Korea
C %apn 4R9B &4sso!iation ;or Radio 9ndustries and Businesses-
C < te!/nolgia ;eleszt#se 7DM43 DM4 and ?FDM4C '((G 7DM4 $lasztsa FDD #s DD
alkalazs$alC
7/25/2019 UMTS Rendszer
4/67
C 654 94 &ele!ommuni!ations 9ndustry 4sso!iation- 495 &4lian!e ;or ele!ommuni!ation 4sso!iation-3
'P'+k#nt is ismert : te!/nolgibl tmenet a 94C szinkron /lzatC
7/25/2019 UMTS Rendszer
5/67
3G szabvnyok()rpa *&M+'#(+'-
C Release (( 8iads '((( Els $erzi
C Release 1 8iads :**' 4 Release (( a$Ktsa
C Release , 8iads :**: 25DP4 &2ig/ 5peed DoLnlink Pa!ket 4!!ess- bemutatsa 9P alap szllKtsi r#teg 9nternet Engineering ask For!e &9EF- szer$ezet anlsainak be$onsa I
elents 9P alap alkalmazsokC Release =
8iads :**< 2at#konyabb rdis er;orrs menedzsment
C Release G >N
7/25/2019 UMTS Rendszer
6/67
! 3G.. l/0reozsa *3rdGenera0ion .ar0nersip.roec0-
C
7/25/2019 UMTS Rendszer
7/67
3G.. $)nkacsopor0ok
dis el/r/slza0 +'G
Maglza0+'G
'zolgl0a0sok /srendszer4
elle$zk +'G
+er$inlok+'G
G(!" +'G*2%%%-
7/25/2019 UMTS Rendszer
8/67
&M+' rdis ozz6/r/s
7DM4 7ode Di$ision Multiple 4!!essC Egy el;izet+egy kd
DupleAel#s
FDD 8OlHnbHz ;rek$en!ias$ok doLnlink #s uplink t$itelre FD+7DM47DM4 &ideband 7DM4-
DD 6gyanaz a ;rek$en!ias$ doLnlink #s uplink t$itelre D+7DM4 &ime Di$ision 7DM4-.
7/25/2019 UMTS Rendszer
9/67
&M+' 6rekvenciasvok *()rpa-
)ple7el/s &plink o8nlink 'v
&M+'49 '(:* + '()* M2z :''* + :'G* M2z =* J =* M2z
&M+'4+ '(** + '(:* M2z6Q@DQ:*'* + :*:, M2z
6Q@DQ:* J ', M2z
M:old '()* + :*'* M2z :'G* + ::** M2z
7/25/2019 UMTS Rendszer
10/67
+;bbsz;r;s ozz6/r/si 0ecnikk
9M!&FreTuen!yDi$ision Multiple 4!!ess-
' !satorna ' ;rek$en!ia
Frek$en!ia
9d
+M!&imeDi$ision Multiple 4!!ess-
' !satorna ' idr#s
CM! &7odeDi$ision Multiple 4!!ess-
' !satorna ' kd
Frek$en!ia
9d
Frek$en!ia
9d
Hbb ;el/asznl megoszt$a /asznla a rendelkez#sre ll kommunik!is!satornkat
7DM4 egy idben tHbb el;izet /asznla aktK$an ugyanazta ;rek$en!ias$ot &pl. s$sz#less#g , M2z-
7/25/2019 UMTS Rendszer
11/67
Cellk /s ada0sebess/g
Piko!ellaMikro!ellaMakro!ella
FHld !ella
&szatelit-
7/25/2019 UMTS Rendszer
12/67
3G szolgl0a0sok elle$zi
C Minden
7/25/2019 UMTS Rendszer
13/67
7/25/2019 UMTS Rendszer
14/67
.rbesz/d *conversa0ional-osz0ly elle$zi
C 7on$ersational Besz#d
C 5zimmetrikus ;orgalomC Round rip ime V 1** ms
C 4MR &4dapti$e Multi+rate- !ode!C 4MR+B &4MR ideband- !ode! &Release ,-I Minta$#tel '= k2z &) k2z /elyett-I 2ang #s audio elek mins#gi kdolsaI 5ebess#g :1 Z =3= kbps
ideo tele;onC YramkHrkap!solt 2.
7/25/2019 UMTS Rendszer
15/67
&M+' lza0
6E"ode B
R"7
M57@QR
55"
"ode B
2QR
M57
Internet
PLMN,
ISDN
6R4" Mag/lzat&7"7ore"etLork-
8Ols /lzatok
5"
6E
>ra$k;rkapcsol0 *C'-
;sszek;0e0/sez
Cso$agkapcsol0 *.'-;sszek;00e0/sez
&(?Fel/asznli k#szOl#k &+!"?6M5 ;Hldi rdis+el#r#s /lzat
"ode = B&zis- !sompont3 bzislloms "C Rdis+/lzat $ez#rl
7/25/2019 UMTS Rendszer
16/67
(gy/b
7/25/2019 UMTS Rendszer
17/67
9elasznli k/sz@l/k *&ser (A)ip$en0-
C Mobil k/sz@l/k *M(?Mobile (A)ip$en0- rdi terminl3 amely tHbb;ata in;orm!i &besz#d3 audio3 $ideo3
internet3 stb.- kezel#s#re alkalmas
C &'M *&M+' 'M- 5M 59M krty$al /asonl ;unk!ik3 ellemzkkel kieg#szKt$e
659M
ME
6E
Mobil k#szOl#k
6M5 El;izeti4zonosKt Modul
7/25/2019 UMTS Rendszer
18/67
!z &+!" ele$ei
C "ode B Bzislloms3 amely meg$alsKta a rdis inter;#sz ;izikai r#teg#t
!satornakdols #s interlea$ing3 spektrum kitereszt#s@szkKt#s&spreading@despreading- modul!i@demodul!i3 sebess#gilleszt#s3m#r#sek3 stb.-
Meg$alsKt n#/ny rdi er;orrs menedzsment ;unk!it is
pl. ;inomabb &so;ter- /ando$er $agy zrt/urk &!lose loop-telesKtm#nyszablyozsC R"7 &Radio "etLork 7ontroller-
Rdis+/lzat $ez#rl3 amely az 6M5 rdis inter;#sz #s amag/lzat kHzHtti kap!solatot biztosKta
ez#rli a rdis er;orrsok ;el/asznlst3 a telesKtm#nyszablyozst 8ezeli a protokoll illeszt#seket a kH$etkez inter;#szeken 6E+R"73R"7+R"7 or R"7+M57@55"
7/25/2019 UMTS Rendszer
19/67
dis lza0i alrendszer
"ode B
"ode B
R"7
"'
"ode B
"ode BR"7
"'
6R4"
M57@QR
55"
C R"5 &Radio "etLork 5ub+system- Rdis+/lzati alrendszer+ egy R"7 J egy $agy tHbb "ode
+ az R"7+k kHzHtt is le/et kap!solatC 6R4" egy $agy tHbb R"5
75
P5
6E
7/25/2019 UMTS Rendszer
20/67
&M+' in0er6/szek
&(*M'-
"ode =*=+'- "C
*='C-
M57@QR
55"
"ode B
2QR
M57
Internet
PLMN,ISDN
5"
6u &6m- 9ub &4bis- 9u
9ur
D
7
r !
P5"
n
s
)4C'*!-
)4.'*Gb-
M57@QR
E
Pirossal az 6M53 zrelben zHlddel pedig a 5M@PR5meg;elelket elHltOk
9u ;leA &;leAible- Egy R"7 tHbb 9u+75 #s 9u+P5 inter;#szt tmogat egyszerre
7/25/2019 UMTS Rendszer
21/67
B ) in0er6/szek? )4=C /s )4.C
C=C?in;orm!i kOld#s a !ellban tartzkod minden 6E ;el# &p#ldul$rosn#$ kOld#se a k#szOl#kre-
'MC &545 n#$en is ismert-?4ktulis tartzkodsi /elytl ;Oggszolgltatsok &Qo!ation Base 5er$i!es- $ez#rl#s#/ez
R"77ell Broad!ast7entre &7B7-
9u+B7
stand alone5er$ing Mobile
Qo!ation7entre&5MQ7-
9u+P7
7/25/2019 UMTS Rendszer
22/67
Maglza0 6eld/se
M
55"
M
5"
6R4"
M57ser$er
M57ser$er
9u+75
9u+75
9u+P5
255
P5"
9nternet
MRF 757F M7F9M5
4dat ] $ez#rl#s
ez#rl#s
9P alap multimedisszolgltatsok biztosKtsra
&audio3 $ideo3 !/at3 stb.-
M Media ateLay &M#dia rtr-255 2ome 5ubs!riber 5er$er&2onos el;izeti szer$er-MRF Media Resour!e Fun!tion &M#dia er;orrs ;unk!i-757F 7all 5ession 7ontrol Fun!tion &2K$s ;el#pKt#s $ez#rl#s ;unk!i-M7F Media ateLay 7ontrol Fun!tion &M#dia tr $ez#rl#s ;unk!i-
9M5 9P Multimedia 5ubsystem &9P multim#dia alrendszer-
7/25/2019 UMTS Rendszer
23/67
B lza0i ele$ek a $aglza0ban
C M573 M57 szer$erek %elz#s;unk!ik $ez#rl#se 4z el;izeti adat az M+n megy keresztOl Egy M573 M75 szer$er szmos M+t $ez#rel
C 4mikor nH$ekszik az adat;orgalom3 !sak egyel nH$elni kell az M+k szmt
C M &Media ateLay-
Multim#dis ramkHrkap!soltmegoldsok traC 255 &2ome 5ubs!iber 5er$er-
2QR /elyett lesz &mobilits kezel#s3 ;el/asznli biztonsgi ;unk!ik3 el#r#s/itelesKt#s3 stb.-
C MRF &Media Resour!e Fun!tion- Multimedis er;orrsok $ez#rl#se &pl. $ideokon;eren!ia eset#n-
C 757F &7all 5ession 7ontrol Fun!tion- Multim#dis kap!solatok ;el#pKt#se #s kezel#seC M7F
4z 956P #s 9M alrendszerek /K$selz#s protokollok illeszt#s#t kezeli 9P szolgltatsok #s 6M5 ramkHrtkap!solt /lzati r#sz elz#sszint
Hsszekap!solsa
7/25/2019 UMTS Rendszer
24/67
adis er6orrs kezel/s*adio eco)rce Manage$en0-
C RRM ;eladatok Rdis er;orrsok /at#kony kezel#se arantlt Uo5 #rt#kek a ;el/asznlk szmra Elre ter$ezett le;edetts#g biztosKtsa 8apa!its optimalizls
C RRM $ez#rl#si ;olyamatok elesKtm#ny szablyozs &PoLer !ontrol- 2ando$er Bel#ptet#s $ez#rl#s &4dmission !ontrol- er/el#s $ez#rl#s &Qoad !ontrol-
7/25/2019 UMTS Rendszer
25/67
Csa0ornakapaci0s k/rd/se
7 + !satorna t$iteli kapa!its bit@sS
B + !satorna s$sz#less#g 2zS5 + eltelesKtm#ny S
" + zatelesKtm#ny S &9nter;eren!ia elek okozzk-
1D Ea azonos el#za viszony 6enn0ar0sval n;velni akar)k a csa0orna 0vi0eli kapaci0s0*sebess/g/0- $eg kell n;velni a csa0orna svsz/less/g/0D
2D Ea a csa0orn0 zavar in0er6erencia 0Fl nagy *cs;kken '#" /r0/ke-, vl0oza0lan svsz/less/g
$elle00 cs;kken a csa0orna kapaci0saD
2artlay+5/annon tHr$#ny
( )
( )
B
C
N
S
N
SBC
N
SBC
+=
2ln
2ln1log
2
7/25/2019 UMTS Rendszer
26/67
+eles0$/ny szablyozs sz@ks/gess/ge
4 7DM4+t alkalmaz rendszerekn#l
2a az aktK$ 6E+k szma az inter;eren!ia szinte arendszerben
C Minden 6E inter;eren!it okozI Minden msik 6E+nek a !ellbanI Minden msik 6E+nek a kHrnyez !ellkban
2a 6E kimeneti telesKtm#nye a s$ban az inter;eren!ia& a rendszer kapa!itsa-
7/25/2019 UMTS Rendszer
27/67
+eles0$/ny szablyozs*k;zel40vol probl/$a a CM!4ban-
6E:6E'
"ode B
C 4 pontos #s gyorstelesKtm#nyszablyozs a7DM4 rendszerek/asznl/atsgnakleg;ontosabb t#nyeze
C 4 tl nagy telesKtm#nnyelad 6E blokkol/ata a !ella;orgalmnak nagy r#sz#t.
8Hzel+t$ol &near+;ar-probl#ma
elesKtm#ny szablyozsminimalizlni kell az inter;eren!it /ogy a kapa!itst nH$elni le/essen
7/25/2019 UMTS Rendszer
28/67
+eles0$/ny szablyozs 0p)sai
C 4 7DM4+ban alkalmazott /rom;#le telesKtm#ny+szablyozsmegolds
"yKlt/urk &open+loop- yors3 zrt/urk &;ast !losed+loop- 8Ols/urk &outer loop-
7/25/2019 UMTS Rendszer
29/67
"yl0)rkF 0eles0$/ny szablyozs*open4loop-
C 6E [dur$a\ kezdeti telesKtm#ny bellKtsa a !ellban4 bellKts [pontatlan\ toleran!ia ^ (+': dB &pat/ loss3 lass ;ading-
"agy az FDD ;rek$en!ik kOlHnbs#ge3 nin!s koller!i a gyors;adingek eset#n. "em /asznl/at.
"ode B
6E
o8nlink v/0eli0eles0$/ny $/r/s *=CE-
+7 0eles0$/ny
7/25/2019 UMTS Rendszer
30/67
Gyors, zr0)rkF 0eles0$/ny szablyozs*closed4loop-
C 6plink irnyban "ode B m#ri a $ett 59R #rt#ket &5ignal to 9nter;eren!e Ratio- 2a 59Rm#rtX 59R!#lakkor a "ode B utasKta 6E+t telesKtm#nyt
2a 59Rm#rtV 59R!#lakkor a "ode B utasKta 6E+t telesKtm#nyt 5zablyozs sebess#ge ',**@s minden 6E eset#ben &'dB-
C 4 5M+ben lass szablyozs $an &: 2z-C 4 me!/anizmus gyorsabban mkHdik mint/ogy l#nyeges pat/ loss kH$etkeznebe
2a egy 6E tl nagy telesKtm#nnyel ad3 tl nagy inter;eren!it okoz a tHbbi6E szmra
C DoLnlink irnyban "in!s kHzel+t$ol probl#ma &"ode B tHbb 6E ;el#- 4 "ode B a !ella /atrn l#$ 6E+k/ez igazKta a telesKtm#nyt
6E:6E'
"ode B+7 0elD +7 0elD
@ F /
7/25/2019 UMTS Rendszer
31/67
K@ls)rkF 0eles0$/ny szablyozs*o)0er loop-
C 59R!#l&59Rtarget - a szOks#ges BER szerint $an meg/atroz$a
C 59R!#l.W 6E sebess#ge3 mert $ltozik a BER.59R!#l#rt#k#t az 6E sebess#g#tl ;Oggen kell $ltoztatni
C 8Ols/urk szablyozs 59R!#l#rt#ke $ltozik a "ode B+ben3 /ogy a BER+t konstans szinten
le/essen tartani
R"7&8Ols/urk szablyozs-
"ode B&_rt/urk szablyozs-
6E
BER
59R!#l
59R!#l
9d
7/25/2019 UMTS Rendszer
32/67
Eandover
C 7satorna$lts kap!solat kHzben
C Kpusok )rva *ard- andoverFrek$en!ik kHzHtti a 7DM4 $i$;rek$en!ik kHzHtti /ando$er &egy
!ellban tHbb $i$ is $an-Rendszerek kHzHtti7DM4 FDD+DD rendszer kHzHtt3 $agy 6M5 #s ms
rendszer kHzHtt &6M5+5M kHzHtt-
9ino$ *so60- andover? 8#t "ode B kHzHtt 9ino$abb *so60er- andover? Egy "ode B k#t szektora kHzHtt
7/25/2019 UMTS Rendszer
33/67
)rva *ard- andover
B5 '
&;'35,-
B5 : B5 '
&;:35
7/25/2019 UMTS Rendszer
34/67
9ino$ *so60- andover elve
C 7DM4 rendszerekben alkalmazzk
C Finom /ando$er Egy 6E kett3 $agy annl tHbb "ode B+$el kommunikl parallel
C 6E mr a "ode B:+$el kommunikl3mikHzben a "ode B'+el is kap!solatban marad [Qt/atatlan\ &seamless- tmenet a !ellk kHzHtt
C Hbb szimultn kap!solat a bzisllomsokkal ` Makro+di$erzits
"ode B' "ode B:
'
6Ea "ode B'"ode B:
:
6Ea
"ode B'"ode B:
6Ea
"ode B0vi0eli csa0ornn ve00 el
Demodultor
7/25/2019 UMTS Rendszer
46/67
+;bb)0as 0ered/s
C erm#szetes akadlyok miatt pOletek3 dombok3 stb.-3 tered#sekor a
el $issza$erdik3 szrdik #s !sillapul tHbbutas tered#s
C 4 el a $e$re idben l elkOlHnKt/et pillanatokban #rkezik
C 4 be#rkez energia $ltozsa &eloszlsa- ada meg a tHbbutas k#sleltet#s pro;iltC 4 k#sleltet#s #rt#ke ' to : s $rosi3 $id#ki kHrnyezetben :* s $agy tHbb dombos terOleteken
Hbbutas
komponensek
7/25/2019 UMTS Rendszer
47/67
+;bb)0as 0ered/s probl/$a
C !/ip *3:= s &7DM43 /a az t$iteli t f G) m&kis mozgsi@!/ip sebess#g-
C 'M!@s eset#n3
7/25/2019 UMTS Rendszer
48/67
Gyors 6ading
C 4 $ett el telesKtm#nye /irtelen :*+
7/25/2019 UMTS Rendszer
49/67
CM! vev
C 7s!s#rt#kek meg/atrozsa 4zon idbeli /elyek meg/atrozsa3 a/ol elentsen megn a
$ett el &szimblum- energia &telesKtm#ny srs#ge-3 #s ezen/elyek megelHl#se mutatkkal &;ingers-.
4 m#r#s eredm#nyei adk a tHbbutas tered#s pro;ilt.
C ltozsok kH$et#se 4 mutatk $ektor ellegek3 amelyek kH$etik a gyors ;adingbl
ered #s gyorsan $ltoz ;zis+ #s amplitd ellemzket 4 $ltozsok #szlel#se ' ms
C %el;eldolgozs Minden egyes mutatt ;eldolgoznak3 /ogy meg/atrozzk ademodullt elet #s ;zisk#s#s#t3 mad az Hsszegzetteredm#nyeket a dekderbe kOldik.
7/25/2019 UMTS Rendszer
50/67
M)0a0k *6ingers- ele$z/se
Mutat '
Mutat :
Mutat P" sorozat nem telesen determinisztikus3 #s nem telesen $#letlen
C P" generatorQineris $issza!satolt s/i;t regiszter Minden s/i;t regiszter ms polinomot llKt el
4 P" sorozat /ossza
x0 x1 x2 x3
!a"#l
P" sorozat
$%&'p# * NI trolk szma
Plda+
7/25/2019 UMTS Rendszer
57/67
Gold kd
C old kd k#t pre;erlt P" sorozat bitenk#nti modulo :Hsszeadsa &?R- &primitK$ ki;eez#s- 4z egyik P" sorozat eltols$al ms ?QD kdot 7sak /rom keresztkorrel!is !s!s#rt#ke $an3 amely a
kdsorozat /ossznak nH$ekedes#$el egyre ke$#sb# l#nyeges Egyszer auto+korrel!i nulla #rt#k &mint a P" sorozatoknl- ElsegKti az aszinkron t$itelt
C a $#teli oldalon a old kd auto+korrel!is ellemzi segKts#g#$elllKt/at $issza a el
"agy mennyis#g kd generl/at korrel!is ellemzkkel
7/25/2019 UMTS Rendszer
58/67
Wals kdokC als/3 $agy als/+2adamard kdokC 4 kdok ortogonlisak egymssal ugyanabban a mtriAban &77F *-
C Rossz auto+korrel!is ellemzk Egy kd #s eltolt $ltozata kHzti auto+korrel!i nem nulla
C als/ mtriA "#gyzetes matriA MtriA leKr/at &, matriA m#rete3 ' sor szma-
=
NN
NN
NMM
MMM
2
=
=
==
1001
00110101
1111
0110
11001010
0000
0110
1100
1010
0000
0110
1100
1010
0000
0110
1100
1010
0000
10
000 8421 MMMM
m
iW
81W
[ ] [ ]++++=10101010
W l kd 6 0 k0F
7/25/2019 UMTS Rendszer
59/67
Wals kd 6as0r)k0Fra
[ ]01 =W
[ ]0020 =
W
[ ]001142 =W
[ ]0121 =
W
[ ]010141 =W [ ]011043 =W
[ ]0000000080 =W [ ]000011118
4 =W [ ]001100118
2 =W [ ]010101018
1 =W[ ]001111008 =W [ ]010110108! =W [ ]01100110
8
3 =W [ ]011010018
7 =W
ism#tl#s]
in$ertls
ism#tl#s
[ ]000040 =W
W l kd k ki0 0/ b * /ld -
7/25/2019 UMTS Rendszer
60/67
Wals kdok a ki0eresz0/sben *p/lda-
8d 7/ip+ek 4nalgmegelen#s
als/ * ****
als/ ' *'*'
als/ : **''
als/ < *''*
bit * j J'bit ' j +'
als/kd