pl umts pa1 students - strony przedmiotów - dmcsneo.dmcs.p.lodz.pl/tkb/slajdy/tkb_4_umts.pdf ·...
TRANSCRIPT
112
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
UMTS –
3rd generatio
n netw
orks
solutio
n
Tomasz Kaczmarczyk, D
OTR
Ericpol Telecom Sp. z o.o.
lTel.: +
48 663 426 806
GS
M O
ve
rvie
w
3
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
3T
ech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
•UMTS basis
•Radio In
terface
•Power contro
l mechanisms
•UMTS handover ty
pes
•UMTS security
mechanisms
Ag
en
da
Ag
en
da
4
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
4T
ech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
UMTS basis
5
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
5T
ech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Ce
llula
r ne
two
rks
evo
lutio
n
NMT
AMPS
TACS
JTACS
CDMA2000
GSM
D-AMPS
CSD
HSCSD
GPRS
EDGE
UMTS
HSPA
HSPA+
LTE
cdmaOne
EV-DO
-1G
-2G
-2,5G
-2,75G
-3G
-3,5G
-3,9G
-network migration
-network evolution
IS-136 (T
DMA)
IS-95A
IS-95B
IS-2000
UWC-136
6
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
6T
ech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
3G
(UM
TS
) ge
ne
ral a
ss
um
ptio
ns
•common initia
l spectru
m worldwide (1
.8-2.2 GHz
band)
•wide range of services
(voice, data, m
ultim
edia, in
ternet)
•data rates up to 2 Mb/s
(CS, PS modes)
•global seamless roaming and service delivery
•enhanced security
and perform
ance
•integration of m
ultip
le radio (cellular, c
ordless,
wireless) a
nd satellite
systems
•QoSmechanisms
7
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
7T
ech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
UM
TS
sp
ec
trum
for E
uro
pe
Tim
e Division Duplex
UTRA Unpaired Band: T
D-CDMA
1900-1920 MHz and 2010-2025 MHz
Mobile Satellite
Service: 2
x 30 MHz
Uplink:
1980-2010 MHz
Downlink: 2170-2200 MHz
MSS
MSS
Frequency Division Duplex: 2
x 60 MHz
UTRA Paired Band:WCDMA
Uplink:
1920-1980 MHz
Downlink:
2110-2170 MHz
FDD
FDD
TDD
TDD
1900
1950
2000
2050
2100
2150
2200
f MHz
8
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
8T
ech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
WC
DM
A c
ha
nn
els
allo
ca
tion
(Po
lan
d)
1900.1 -1905.1 MHz
1964.9 -1979.7 MHz (U
plink)
2154.9 -2169.7 MHz (D
ownlink)
Play
(P4)
1915.1 -1920.1 MHz
1920.5 -1935.3 MHz (U
plink)
2110.5 -2125.3 MHz (D
ownlink)
Orange
(PTK
Centerte
l)
1905.1 -1910.1 MHz
1950.1 -1964.9 MHz (U
plink)
2140.1 -2154.9 MHz (D
ownlink)
Plus
(Polkomtel)
1910.1 -1915.1 MHz
1935.3 -1950.1 MHz (U
plink)
2125.3 -2140.1 MHz (D
ownlink)
Era
(PTC)
TDD channels
FDD channels
Operator
CB
AD
1900,1 MHz
DD
DA
AA
BB
BC
CC
1920,1 MHz
1979,7 MHz
1920,5 MHz
9
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
9T
ech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
GS
M/U
MT
S n
etw
ork
–R
99
PSTN
PSTN
ISDN
ISDN
PLMN
PLMN
INTERNET
INTERNET
AUC
GMSCHLR
GGSN
SS
BTS
BTS
BSC/TRC
BSS (GERAN)
UTRAN
RNC
Node B
Node B
EIR
SGSN
MSC
VLR
10
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
10
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
GS
M/U
MT
S n
etw
ork
–R
4
PSTN
PSTN
ISDN
ISDN
PLMN
PLMN
INTERNET
INTERNET
AUC
MGW
GGSN
SS
BTS
BTS
BSC/TRC
BSS (GERAN)
UTRAN
RNC
Node B
Node B
SGSN
MGW
MSS
MSS
HLR
EIR
11
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
11
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
GS
M/U
MT
S n
etw
ork
–R
5
PSTN
PSTN
ISDN
ISDN
PLMN
PLMN
INTERNET
INTERNET
MGW
GGSN
SS
BTS
BTS
BSC/TRC
BSS (GERAN)
UTRAN
RNC
Node B
Node B
SGSN
MGW
MSS
MSS
HSS
(HLR & AuC)
EIR
IMS
12
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
12
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
GS
M/U
MT
S n
etw
ork
–R
6
PSTN
PSTN
ISDN
ISDN
PLMN
PLMN
INTERNET
INTERNET
MGW
GGSN
SS
BTS
BTS
BSC/TRC
BSS (GERAN)
UTRAN
RNC
Node B
Node B
SGSN
MGW
MSS
MSS
HSS
(HLR & AuC)
EIR
IMS
WLAN
AAA
13
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
13
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
GS
M/U
MT
S n
etw
ork
–R
8
PSTN
PSTN
ISDN
ISDN
PLMN
PLMN
INTERNET
INTERNET
MGW
GGSN
SS
BTS
BTS
BSC/TRC
BSS (GERAN)
UTRAN
RNC
Node B
Node B
SGSN
MGW
MSS
MSS
HSS
(HLR & AuC)
EIR
IMS
WLAN
AAA
PDN-GW
E-UTRAN
eNB
eNB
S-GW
14
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
14
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
UT
RA
N a
rch
itec
ture
UTRAN
RNS
RNS
Uu
Iub Iur
Iu-PS
Iu-CS
Iub
Iu-PS
Iu-CS
UE
MSC
SGSN
RNC
RNC
Node B
Node B
Node B
Node B
Node B
15
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
15
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Radio Interface
16
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
16
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
FD
MA
–F
req
ue
nc
y D
ivis
ion
Mu
ltiple
Ac
ce
ss
Channel 1
Channel2
Channel 3
Channel 4
Channel 5
time
frequency
1G systems:
•NMT
•AMPS
•TACS
•One (fre
quency) p
hysical
channel per subscriber
•Continuous tra
nsmission and
reception
•No synchronization in tim
e
needed
17
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
17
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
TD
MA
–T
ime
Div
isio
n M
ultip
le A
cc
es
s
TS 1
time
frequency
2G systems:
•GSM (T
DMA + FDMA)
•D-AMPS (T
DMA + FDMA)
TS 2
TS 3
TS 4
TS 5
One freq.
channel
•One (T
ime Slot) p
hysical
channel per subscriber
•Discontinuous tra
nsmission
and reception
•Synchronization in tim
e
needed
18
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
18
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
(W)C
DM
A –
(Wid
eb
an
d) C
od
e D
ivis
ion
Mu
ltiple
Ac
ce
ss
Channel 9
Channel 8
Channel 7
Channel 6
Channel 5
Channel 4
Channel 3
Channel 2
User 1
One „coded”
channel
time
frequency
3G systems:
•IS-95 –1,25 MHz
•CDMA2000 –3,75 MHz
•WCDMA –5 MHz
•Users separation through
diffe
rent codes
•Large bandwidth
•Continuous reception and
transmission
•FDD or TDD for U
MTS
19
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
19
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Sp
rea
din
g c
on
ce
pt –
time
do
ma
in
The user in
form
ation bits are spread into a number of chips
Chip rate = 3,84 Mchip/s
Bandwidth = 5 MHz
c(t)
e(t)
Original user d
ata
960 kbit/s
d(t)
0
11
1
C4,2
SF=4
Spread signal
XOR
Chip-by-chip
multip
lication
=
20
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
20
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
WC
DM
A fe
atu
res
WCDMA advantages:
•Wideband transmission–less sensitiv
e to selective
frequency interference and fading
•Power density
decreased–good jamming resistance –
information tra
nsfer b
elow (w
ideband) b
ackground noise
•Easier radio netw
ork planning–frequency reuse = 1
•Soft/
Softe
r handover –
less power u
sed in one cell
WCDMA disadvantages:
•Fast p
ower control m
echanism necessary
•Soft h
andover –
a few cells resources reserved for one call
21
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
21
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
UT
RA
N ra
dio
sig
na
l pro
ce
ss
ing
step 1)
Channelization–tra
nsform
ation of each data
symbol in
to multip
le chips
OVSF –Orth
ogonal Variable Spreading Factor
step 2)
Scrambling–inform
ation individualization and
signals tra
nsmission features im
provement
Gold codes
Short c
odes
Filtra
tion,
Modulation,
Signal shaping
Spreading code
Scrambling code
Data
(physical channel)
Receiving,
Demodulation,
Amplify
ing
Spreading code
Scrambling code
Data
(physical channel)
22
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
22
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Ch
an
ne
liza
tion
co
de
s
•Increase bandwidth –3,84 Mcp/s
•Spreading Factor (c
ode length):
•4-256 chips –uplink
•4-512 chips -downlink
•Managed by RNC
•Allow to:
•UPLINK -Separate physical channels (d
ifferent services) fro
m the same
terminal
(up to 3 channelizationcodes used by UE)
•DOWNLINK -Separate connection to diffe
rent te
rminals fro
m one Node B
(one channelizationcode per U
E)
•Physical channels can be spread with diffe
rent S
F-fa
ctor codes
•„th
e higher S
F the lower p
hysical channel amplific
ation”
[]
[]
()
SF
dB
I
Ed
BI
EC
blg
10
00
+=
23
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
23
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
OV
SF
co
de
s tre
e
C1,0 (1)
C2,0 (1,1)
C4,0 (1,1,1,1)
C8,0 (1,1,1,1,1,1,1,1)
C16,8 (1,-1
,1,-1
,1,-1
,1,-1
,1,-1
,1,-1
,1,-1
,1,-1
)
C16,9 (1,-1
,1,-1
,1,-1
,1,-1
,-1,1,-1
,1,-1
,1,-1
,1)
C16,10 (1,-1
,1,-1
,-1,1,-1
,1,1,-1
,1,-1
,-1,1,-1
,1)
C16,11 (1,-1
,1,-1
,-1,1,-1
,1,-1
,1,-1
,1,1,-1
,1,-1
)
C16,12 (1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,1)
C16,13 (1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,1,-1
,1,1,-1
,-1,1,1,-1
)
C16,0 (1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)
C16,1 (1,1,1,1,1,1,1,1,-1
,-1,-1
,-1,-1
,-1,-1
,-1)
C16,2 (1,1,1,1,-1
,-1,-1
,-1,1,1,1,1,-1
,-1,-1
,-1)
C16,3 (1,1,1,1,-1
,-1,-1
,-1,-1
,-1,-1
,-1,1,1,1,1)
C16,4 (1,1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,1,1,-1
,-1)
C16,5 (1,1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,1,1)
C16,6 (1,1,-1
,-1,-1
,-1,1,1,1,1,-1
,-1,-1
,-1,1,1)
C16,7 (1,1,-1
,-1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,1,1,1,1,-1
,-1)
C8,1 (1,1,1,1,-1
,-1,-1
,-1)
C8,3 (1,1,-1
,-1,-1
,-1,1,1)
C8,2 (1,1,-1
,-1,1,1,-1
,-1)
C8,4 (1,-1
,1,-1
,1,-1
,1,-1
)
C8,5 (1,-1
,1,-1
,-1,1,-1
,1)
C8,6 (1,-1
,-1,1,1,-1
,-1,1)
C2,1 (1,-1
)
C4,1 (1,1,-1
,-1)
C4,2 (1,-1
,1,-1
)
C4,3 (1,-1
,-1,1)
…
24
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
24
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Orth
og
on
al c
od
es
us
ag
e e
xa
mp
le
C4,1
| C4,2
01
11
Channelizationcode
C4,2
Decoded
signal
Integrator
Result
10
11
??
??
User d
ata
Coded signal
right code
wrong code
25
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
25
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Orth
og
on
al c
od
es
usa
ge
exam
ple
–M
ultiu
se
rsp
rea
din
g -
Do
wn
link
00
10
C4,2
C4,1
Result
10
01
00
10
AUser d
ata B
Composite spread signal
01
10
XOR
C4,2
C4,1
Received signal
Despreading
Integrator
26
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
26
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Sc
ram
blin
g c
od
es
(ps
eu
do
-no
ise
co
de
s)
Gold codes (lo
ng codes):
•Code length –38400 chips (1
0 ms –1 fra
me)
•Number of codes available:
•Downlink –8192 codes (5
12 sets with 16 codes)
1 prim
ary + 15 secondary codes per set
•Uplink –16777232 codes
•Allow to separate:
•UPLINK -Separate term
inals for tra
nsmission toward Node B
•DOWNLINK -Separate Node B for tra
nsmission toward UE
27
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
27
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
WC
DM
A –
co
de
s u
sa
ge
ex
am
ple
BS 1
BS 2
UE 1
UE 2
UE 3
UE 4
Ccu…–channelizationcode for u
ser …
Csbs…-Cell …
scrambling code
Csu…-Scrambling code for u
ser …
Cc –Channelizationcode
Ccu1+Csbs1
Cc+Csu1
Ccu2+Csbs1
Cc+ Csu2
Ccu1+Csbs2
Cc+Csu3
Ccu2+Csbs2
Cc+ Csu4
Cell 1
Cell 2
28
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
28
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Power control m
echanisms
29
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
29
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Po
we
r co
ntro
l
Power contro
l in a WCDMA system is crucial fo
r its
successful operation
The key goals of power contro
l are to:
•Provide each UE with suffic
ient signal quality
regardless of th
elink conditio
n or d
istance to the BTS
•Compensate for channel degradation such as fast fa
ding and
attenuation
•Optim
ize power consumption and hence battery life
in the UE
•Minimize interferences by lim
ited power ra
diation in radio
interface
30
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
30
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Ne
ar-fa
r effe
ct
UE 1
UE 2
UE 3
Node B
Txlevel 1
Txlevel 2
Txlevel 3
Rx level
1/2/3
With
out p
ower control:
Txlevel 1 = Txlevel 2 = Txlevel 3
Rx level 1 < Rx level 2 < Rx level 3
With
power control:
Txlevel 1 > Txlevel 2 > Txlevel 3
Rx level 1 = Rx level 2 = Rx level3
31
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
31
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Po
we
r co
ntro
l me
ch
an
ism
s
RNC
Open loop (UL)
Open loop (DL)
Outer loop (DL)
Outer loop (UL)
Inner loop (DL)
(closed loop)
Inner loop (UL)
(closed loop)
32
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
32
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Op
en
loo
p p
ow
er c
on
trol
•Uplink „O
pen loop”aim:
Ensure new connections are established causing minimum
interferences –with minimum power (U
E energy save)
•Downlink „O
pen loop”aim:
Maximizing cell c
apacity by minimizing the power u
sed to setup a
connection
Mechanism is used for establishing the power re
quired for:
•Access Preamble (a
nd firs
t RACH message –RRC Connection
Request)
•Initia
l dedicated channels power (D
PCCH,DPDCH) -
downlink
•Initia
l dedicated channels power (D
PCCH,DPDCH) -
uplink
33
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
33
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Op
en
Lo
op
for A
cc
es
s P
rea
mb
le -
up
link
CPICH
1.UE measures Pilot channel
2.UE reads Pilot channel power fro
m
Broadcast channels
3.Transmission at calculated power
4.Power is
ramped up until re
sponse
on AICH is achieved
BCCH
PRACH
AICH
P_PRACH = Loss + RTWP + SIR_TARGET_RACH –10logSF
34
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
34
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Op
en
Lo
op
for D
PD
CH
/DP
CC
H
1.RNC calculates the initia
l power
value for D
PDCH channel and sends
it to the NodeB
2.The power is
ramped up until a
response is heard or a certa
in
maximum power is
reached
3.Response fro
m UE is send on DPDCH
uplink (R
adio Link synchronization)
DPDCH
RNC
1.UE calculates the initia
l power value
for D
PDCH channel
2.The power is
ramped up until a
response is heard or a certa
in
maximum power is
reached
3.Response fro
m NodeBis send on
DPDCH downlink (R
adio Link
synchronization)
DPDCH
35
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
35
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Ou
ter lo
op
po
wer c
on
trol
•„Outer lo
op”aim:
To keep appropriate QoSfor th
e service by monitoring BLER
(checking CRC for TB received by UE/RNC –downlink/uplink)
Signal quality
is estim
ated on BLER basis: (b
y MAC layer)
if BLER „to
bad”
increase reference SIR_targetfor In
ner lo
op
else
decrease reference SIR_targetfor In
ner lo
op
SIR_targetparameter is
calculated as QoSreference value.
36
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
36
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Ou
ter L
oo
p m
ec
ha
nis
ms
SIR_target
Time
Traffic
RNC
Traffic
Level re
quired by
application
(e.g. 10^-6)
BLER
Time
T1
T2
T3
T4
T5
T1
T2
T3
T4
T5
interference
1.Check BLER and …
2.…calculate new SIR_target
37
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
37
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Inn
er lo
op
po
we
r co
ntro
l
•Uplink „In
ner lo
op”aim:
Maintain all c
onnections at a suffic
iently good quality
level
Reduce the total amount of ra
diated power in
the network –
interferences reduced and battery life
increased
•Downlink „In
ner lo
op”aim:
Minimize the tra
nsmission power of th
e RBS, decrease
interferences and increase cell c
apacity
•Mechanism is used for contro
lling the signal power w
hen UE
moves toward/away fro
m the RBS.
•Power contro
l commands are fast enough (1
500 tim
es per
second) to
compensate Raleigh fading.
•Measurements are done on Pilot bits and temporary SIR is
calculated (b
y physical la
yer)
38
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
38
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Inn
er L
oo
p m
ec
ha
nis
m –
do
wn
link
ex
am
ple
SIR_temp_dl
Time
T1
T2
Traffic
RNC
1.UE checks received DPDCH power
from NodeB…
2.UE calculates SIR_tempand compare
to SIR_target
3.UE sends „in
crease”or „d
ecrease”
feedback
SIR_target
39
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
39
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
UMTS handover ty
pes
40
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
40
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
WC
DM
A h
an
do
ve
r typ
es
Handover
Soft/S
ofter
Hard
Intra
-frequency
Inter-fre
quency
Inter-R
AT
Interm
ode
Inter-fre
quency, In
term
odeand In
ter-R
AThandovers require
Compressed m
ode
CellChange
41
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
41
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Ha
nd
ove
r ca
us
es
•Bad uplink/downlink signal quality
•Distance
•Traffic
load
•Higher p
riority
calls setup
•Change of service
•Directed retry
The RNC is in charge of m
anagement of handovers
42
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
42
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Ha
rdh
an
do
ve
r
RNC
f2,SSC1
f2,SSC2
f1,SUE
f1,SUE
f1,f2–uplink/downlink fre
quencies
SUE,SSC1, S
SC2 –Scrambling codes
NodeB2
NodeB1
43
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
43
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
So
ft ha
nd
ove
r
RNC
f2,SSC1
f2,SSC2
f1,SUE
f1,SUE
Cell s
ets:
•Active
•Monitored
•Detected
f1,f2–uplink/downlink fre
quencies
SUE,SSC1, S
SC2 –Scrambling codes
Macrodiversity
NodeB2
NodeB1
44
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
44
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
So
fter h
an
do
ve
r
RNC
f2,SSC1
f2,SSC2
f1,SUE
f1,SUE
f1,f2–uplink/downlink fre
quencies
SUE,SSC1, S
SC2 –Scrambling codes
45
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
45
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
SS
DT
po
we
r co
ntro
l
NodeB2
NodeB3
NodeB1
UE on uplink DPCCH chooses NodeB
from which to get tra
ffic
46
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
46
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
SR
NS
Re
loc
atio
n p
roc
ed
ure
MSC
RNC 1
RNC 2
NodeB1
NodeB2
NodeB3
NodeB4
NodeB5
SRNC
SRNC
Iur
Iub
Iub
Iub
IuIu
47
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
47
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
UMTS security
mechanisms
48
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
48
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
UM
TS
ne
two
rk a
cce
ss
sec
urity
me
ch
an
ism
s
Temporary ID
numbers usage
Authentication and Key Agreement
Ciphering
Data integrity
check
MSC
SGSN
RNC
HLR
49
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
49
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
UM
TS
au
the
ntic
atio
n v
ec
tor
f1f2
f3f4
f5
AUTN = {SQN’|| AMF || M
AC}
AV= {RAND || X
RES || C
K || IK
|| AUTN}
XOR
Secret key
K
Sequence nr
SQN
Random nr
RAND
Key MngField
AMF
SQN
AK
IK
CK
XRES
MAC
SQN’
50
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
50
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Au
the
ntic
atio
n a
nd
Ke
y A
gre
em
en
t
23
4
56
8
MSC/VLR
RNC
HLR/AuC
1
7
8
51
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
51
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Cip
he
ring
XOR
f8
CK
COUNT-C
DIRECTION
BEARER
LENGTH
Ciphering
sequence
Original sequence
XOR
f8
CK
COUNT-C
DIRECTION
BEARER
LENGTH
Ciphering
sequence
Ciphered sequence
DIRECTION = 0
RNC
52
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
52
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Da
ta in
teg
rity
DIRECTION = 0
||
f9
IKCOUNT-I
DIRECTION
FRESH
MAC-I
Message
f9
IKCOUNT-I
DIRECTION
FRESH
XMAC-I
Message
MAC-I
XMAC-I and MAC-I
compare
RNC
53
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
53
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Any questio
ns?
54
Pro
jekt w
spółfin
ansow
any p
rzez U
nię
Euro
pejs
kąw
ram
ach E
uro
pejs
kie
go F
unduszu S
połe
cznego
54
Tech
no
log
ieko
mu
nik
acji
bezp
rzew
od
ow
ej
Tomasz Kaczmarczyk, D
OTR
Ericpol Telecom Sp. z o.o.
l
Mobile: +
48663 426 806
Thank you fo
r your atte
ntio
n.
5555