ROMAT R E

Facoltà di IngegneriaAnno accademico 2004-2005

Lauree specialistiche in Ingegneria informatica e Ingegneria gestionale e dell’automazione

Corso di SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE

Prof. Alessandro NERI

• e-mail: neri@uniroma3.it• www.comlab.uniroma3.it

ROMAT R E

GSM -ARCHITETTURA

BTS

BTS

BTS

BTS

BSC

MSCMSC

BSC BSC

ROMAT R E

GSM - ARCHITETTURA

PST/ ISDN

PST/ ISDN

MSC

VLR

MSC

VLR

Gateway MSC

HLR

BSC

BSC

BTS

BTS

BTS

AUC

EIR

SMS Gateway MSC

SMSC

ROMAT R E

Handover

BTS

BTS

BTS

BTS

BSC

MSCMSC

BSCBSC

ROMAT R E

Location update

MSCMS BSSVLR old

HLRVLR new

2

2.Change location area

3

3.Provide IMSI

6.IMSI ACK

6

7

7. Send Parameters

9

9. Authenticate

4. Identification request

4

1.a Radio connection establishment

1.b Location Update request

1

5. Identification response

510

10. Aut Req.

11

11.Authentication Res

11

8.Authentication parameters

8

13. Cancel Location

13

12

12. Update location

14

14.Cancel Location ACK

15

15.Update Location ACK

ROMAT R E

Mobile-terminated call

BSS

MSCMS PublicnetworkBSS

BSS

GMSC

VLR HLR

12

3

45

6

78

9

9

9

9

10 10

1112

1313

a. Invio (IAM) Initial Address Message (1)b. GMSC: Individuazione HLR + richiesta

info (2)c. HLR: Controllo esistenza numero e

abilitazione servizi + richiesta MSRN (3)d. VLR: Invio MSRN (4)e. HLR: Determinazione dell’MSC

f. GMSC: Invio richiesta all’MSC (6)g. MSC: Richiesta stato di disponibilità (7)h. HLR: Controllo disponibilità MS e invio

notifica (8)i. MDC+BSS: inoltro nella Location Area

dell’avviso di chiamata (paging) (9)j. MS: Risposta (10)k. MSC+VLR: procedure di sicurezza

(11),(12)l. MSC+BSS+MS: Connessione sul canale

radio

ROMAT R E

Mobile-originated call

BSS

MSCMS PublicnetworkBSS

BSS

GMSC

VLR HLR

55

34

1 2

67

ROMAT R E

\

BSS-A BSS-BMSCMS

A-HO-REQUIREDA-HO-REQUEST

A-HO-REQUEST ACK

MS

A-HO-COMMANDRI-HO-COMMAND

RI-HO-Access

A-HO-DetectRI-HO-Complete

A-HO-CompletedA-CLEAR -COMMAND

A-CLEAR -COMPLETE

ROMAT R E

Mobile-originated call

MSC-AMS/BSS-A BSS-B/MS

MSC-BVLR-B

HLR

A-HO-REQUIRED MAP-Prep- HO Req.MAP-Allocate – HO-Number Req.

A-HO-REQUEST

A-HO-REQUEST ACK

ROMAT R E

GSM — Pila protocollare

Layer 1LAPDm

RR

MMCM

Layer 1LAPDm

RR’

Layer 1LAPD

BTSM

Layer 1LAPD

Layer 1MTP

BTSM

RR

SSCP

BSSAP

Layer 1MTP

SSCP

BSSAP

MMCM

Um Abis A

MS BTS BCS MSC

ROMAT R E

GSM - Multiple access and timeslot structure

• The access scheme is Time Division Multiple Access (TDMA) with eight basic physical channels per carrier.

• The carrier separation is 200 kHz.

• A physical channel is therefore defined as a sequence of TDMA frames, a time slot number (modulo 8) and a frequency hopping sequence.

• The basic radio resource is a time slot lasting 576,9 µs (15/26 ms) and transmitting information at a modulation rate of 270.833 kbit/s (1625/6 kbit/s). This means that the time slot duration, including guard time, is 156,25 bit durations.

ROMAT R E

GSM - Multiple access and timeslot structure

ROMAT R E

GSM - Uso dei canali fisici

ROMAT R E

GSM - Struttura della trama

ROMAT R E

GPRS

• Il sistema GPRS permette ad un utente di trasmettere e ricevere dati a pacchetto senza utilizzare risorse di rete in modalità a circuito. Quindi la trasmissione dati a pacchetto sfrutta sia sull'interfaccia di accesso radio U sia su quella G all'interno della core network. I servizi e le modalità di trasferimento che sono state standardizzate hanno lo scopo di adattarsi a traffici dati che hanno le seguenti caratteristiche.

• Traffici intermittenti o non periodici in cui il tempo fra due trasmissioni consecutive sia maggiore del ritardo di trasferimento medio end to end.

• Frequenti trasmissioni di piccoli volumi di dati: trasmissioni di meno di 500 ottetti con numerose trasmissioni al minuto.

• Trasmissioni non frequenti di grandi volumi di dati; esempio di questo tipo di traffico può essere un trasferimento di alcuni kbyte di dati con una frequenza di alcune richieste per ora.

ROMAT R E

GPRS - Servizi portanti punto-punto

• Servizi di reperimento di informazioni su database remoti (es. WWW).

• Servizi di messaggistica per la comunicazione attraverso unità di memorizzazione (es. E-mail service).

• Servizi che prevedono una comunicazione con trasferimento dati bi-direzionale in tempo reale (es. Telnet).

• Servizi caratterizzati dal trasferimento di piccole quantità di dati (es. validazione di carte di credito, monitoraggio di un sistema remoto).

ROMAT R E

GPRS - Servizi portanti punto-multipunto

• Servizi di distribuzione da un punto centralizzato all'interno della rete verso destinatari sparsi sul terriorio(es. trasmissione di informazioni meteo o di traffico automobilistico).

• Servizi di conferenza che consentono il trasferimento in tempo reale ed in modalità multidirezionale di dati fra utenti sparsi sul territorio.

ROMAT R E

GPRS - Servizi

• Per utilizzare i servizi forniti dall'architettura GPRS è previsto che l'utente registri l'attivazione del servizio mediante sottoscrizione esplicita e che identifichi il tipo di servizio richiesto mediante un profilo che definisce la qualità del servizio che deve essere garantita.

• I parametri necessari all'identificazione del profilo sono parte integrante del contratto e vengono successivamente mappati sulle connessioni fra gli elementi logici all'interno del sistema.

• Visto che lo scenario di mobilità degli utenti cambia le condizioni radio su cui opera un servizio (copertura, interferenza, ecc.) i parametri si riferiscono a condizione di copertura "accettabile" (senza entrare nel merito di tale definizione) e di carico normale della rete.

• In caso di congestione, tali parametri sono indicativi e la rete è tenuta solo a garantire la priorità fra i vari servizi.

ROMAT R E

GPRS — Quality of Service (QoS)

• Il GPRS prevede esplicitamente servizi con Qualità del Servizio (QoS) definita sulla base dei seguenti indicatori:

– Priorità

– Affidabilità

– Ritardo

– Capacità

ROMAT R E

Area concepts

ROMAT R E

Mobile IPhost

Home agent

Foreignagent

Mobile node advertisement

Agent Discovery

Registrationrequest

Registrationrelay

datagram

tunnel

ROMAT R E

Mobile IPhost

Home agent

Foreignagent

Mobile node

Binding request

Binding warning

tunnel

Binding update

ROMAT R E

Separate CN architecture

ROMAT R E

Integrated CN Architecture

ROMAT R E

ROMAT R E

Routing area update

ROMAT R E

Periodic registration

ROMAT R E

Mobile IP in UMTS/GPRS

ROMAT R E

Attivazione contesto PDP + registrazione Mobile IP

ROMAT R E

UMTS (da UMTS Forum)• Concepito come sistema globale composto da sottosistemi terrestri (a livello nazionale) e componenti satellitari

globali.

• Impiego dei sistemi di 2a generazione per estendere la copertura dei servizi base (terminali multimodo e

multibanda)

• Obiettivo primario: comunicazioni personali con terminali in grado di migrare da una rete radio privata o da

una rete fissa a reti pubbliche basate su pico/micro celle, macro celle (quali quelle dei sistemi di 2a generazione)

nonché alla rete satellitare, in ogni caso con interruzioni minime nel trasferimento dei flussi informativi.

Zone 4:

SatelliteZone 3:

Zone 2:Zone 1:In building

Macro cellPico cellMicro cellWorld cell

2Gs: Satellitenetworks

public mobile &fixed networks

privat residential &fixed networks

ROMAT R E

Bande assegnate

1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250

1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250

NorthAmerica

MSSPCS

Reserve

Europe UMTSGSM 1800 DECT MSS

1880 MHz 1980 MHz

JapanKorea (w/o PHS)

MSSIMT 2000PHS MSSIMT 20002160 MHz1895 MHz

1918 MHz1885 MHz

ITU Allocations

1885 MHz 2025 MHz

IMT 2000

2010 MHz

2110 MHz 2170 MHz

China MSSIMT 2000IMT 2000

IMT 2000

MSSUMTS2170 MHz

MSS

1885 MHz 1980 MHz

AA D B E F C AA D B E F C

MDS

GSM 1800

1850 MHz WLL WLL

ROMAT R E

Servizi

2001e-6>64Accesso WWW

40 / 901e-764 / 384Video telefonia

100 / 2001e-664 / 2000Dati digitali

100 / 2001e-61.2 / 64E-mail

2001e-5950Audio alta qualità

401e-3 / 1e-48 / 32Voce

Ritardo di trasmissione

[ms]

Probabilitàd’errore

(Bit Error Ratio)

Velocità di trasmissione

[Kbps]SERVIZIO

ROMAT R E

Quality of Service (QoS)Sono definite quattro classi:

• Conversational class

– è la classe più sensibile ai tempi di trasferimento e viene utilizzata per il trasporto di traffico real time.

– I servizi principali di tale classe sono costituiti dalle comunicazioni tra due o più persone, pertanto i requisiti qualitativi sono strettamente determinati dalle percezioni umane, essi devono sottostare a vincoli più severi rispetto a tutte le altre classi di QoS.

– le caratteristiche principali della conversational class sono pertanto il basso ritardo di trasferimento, la limitata variazione di esso e il mantenimento delle relazioni temporali tra le varie entità che compongono il flusso dei dati.

ROMAT R E

Quality of Service (QoS)• Streaming class:

– viene utilizzata per il trasporto di un flusso di dati real time e unidirezionale sia di tipo video che audio.

– Questa classe, come la precedente, è caratterizzata dal mantenimento delle relazioni temporali tra le varie entità che compongono il flusso dati e da una limitata variazione dei ritardi del flusso end-to-end.

– La variazione ammessa per i ritardi di trasferimento, però, risulta essere molto più grande di quella data dai limiti della percezione umana e quindi da quella richiesta al punto precedente.

ROMAT R E

Quality of Service (QoS)

• Interactive class:

– È relativa in cui l’utente richieda dati ad un nodo remoto.

– Alcuni esempi possono essere il Web Browsing, la ricerca su data base e l’accesso ad un determinato server.

– Questa classe è caratterizzata dal fatto che l’utente finale attende un messaggio in risposta all’interrogazione effettuata all’apparato remoto. Risulta quindi di primaria importanza il round trip delay che deve essere contenuto in tempi

ROMAT R E

Quality of Service (QoS)

• Background class:

– viene utilizzata nel caso in cui l’utente finale, in genere un computer, stia effettuando un trasferimento di file in background.

– Esempi: e-mail, sms, trasferimento file.

– Per questa classe è importante sottolineare il fatto che l’utente non ha la necessità di ricevere i dati in tempo reale, e quindi è quella meno sensibile ai tempi di consegna. Però è quella che richiede maggiormente la massima affidabilità e integrità sulla trasmissione dei dati e necessita quindi di un

ROMAT R E

Architettura UMTS

B node

B node

B node

RNC

B node

B node

B node

RNC

3G MSC/VLR

HLR

PST/ ISDNPST/ ISDN

Packet data

networks

Packet data

networksGGSN

3G SGSN

GnIups

Iucs

Gs

UTRAN CORE NETWORK

ROMAT R E

Architettura UMTS• UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network )

– è l’entità dedicata al controllo dell’ accesso alla rete tramite la gestione delle risorse radio disponibili. L’UTRAN è l’unità che maggiormente differenzia il sistema UMTS rispetto al GPRS, principalmente a causa dell’ introduzione della tecnica di multiplazione a divisione di codice al posto di quella a divisione di tempo utilizzata nei sistemi cellulari GSM/GPRS. La connessione con la core network avviene tramite l’interfaccia.

• CN (Core Network)– è l’entità che si occupa di fornire agli utenti i vari

servizi richiesti. Può essere connessa con reti di tipo diverso che supportano svariati protocolli di

ROMAT R E

UTRAN: funzioni• Funzioni relative al controllo dell’accesso al sistema

permettono all’utente di connettersi alle rete UMTS per poter usufruire dei servizi offerti. L’accesso al sistema può essere effettuato sia dal terminale mobile, in seguito ad una chiamata originata dal mobile, che dalla rete nel caso di una chiamata verso il mobile.

• Controllo dell’accessosvolge il compito di accettare o rifiutare nuovi utenti, cercando di evitare situazioni di sovraccarico sulla base di misurazioni di interferenza e valutazione delle risorse utilizzate. Questa funzione è svolta dal serving RNC attraverso l’interfaccia e viene utilizzata ogni volta che un utente effettua un accesso alla rete, oppure durante gli handover e durante l’assegnazione o riconfigurazione dei radio bearer.

• Controllo della congestionesvolge il compito di monitorare, rilevare e gestire situazioni in cui il sistema è prossimo alla congestione. Per questo motivo dovranno essere decise in breve tempo contromisure in grado di riportare il sistema ad uno stato di stabilità.

ROMAT R E

UTRAN: funzioni• Trasmissione delle informazioni di sistema

questa funzione fornisce ai vari terminali mobili tutte le informazioni riguardanti l’access stratum ed il non access stratum di cui ogni UE si serve per svolgere le operazioni all’interno della rete.

• Criptazione (e decriptazione) dei canali radio

assicura la protezione dei dati trasmessi sull’interfaccia radio da intercettazioni non autorizzate.

• Funzioni relative alla mobilità :

– Handover è la funzione che gestisce la mobilità degli utenti sull’ interfaccia radio. Si basa sulle misurazioni dei livelli di potenza ricevuti e serve a garantire il mantenimento della qualità di servizio richiesta dalla core network. L’handoverpuò essere controllato dalla rete ma anche dal mobile.

– Rimpiazzo del SRNS, coordina le attività della rete quando il ruolo di un SRNS sta per essere preso da un altro RNS e gestisce la connessione sull’interfaccia nel passaggio da un RNS ad un altro.

ROMAT R E

UTRAN: funzioni• Funzioni relative alla gestione e al controllo delle risorse radio :

– protocolli radio: forniscono la possibilità di trasferire dati d’utente e segnalazione attraverso l’interfaccia radio della rete UMTS adattando il servizio alla trasmissione radio. Questa funzione include la multiplazione dei diversi servizi e dei diversi utenti sui radio bearer, la segmentazione ed il riassemblaggiodei dati e la trasmissione in modalità acknowledged o unacknowledged a seconda della QoS richiesta.

– Controllo della potenza sui canali radio: realizza il controllo dei livelli di potenza sul canale per minimizzare i segnali interferenti e garantire una adeguata qualità della trasmissione.

– Codifica e decodifica di canale– Controllo della codifica di canale: generazione delle informazioni di controllo

(schema di codifica , rate del codice…) richieste dalle funzioni di codifica e decodifica.

– Gestione dell’accesso con controllo distribuito: si occupa di rilevare i vari tentativi di accesso alla rete di un particolare mobile e di rispondere a tali richieste in modo adeguato risolvendo eventuali contese verificatesi sul canale radio. Nel caso in cui l’accesso vada a buon fine, a tale risposta seguirà, a seconda delle necessità di trasmissione del mobile, la richiesta di allocazione delle risorse.

ROMAT R E

UTRAN: funzioni• Funzioni relative alla gestione e al controllo delle risorse radio :

– Configurazione delle risorse radio: gestisce le risorse radio della rete all’interno delle singole celle.

– Monitoraggio dei canali radio: misurazioni sui canali radio della cella di interesse e su quelle adiacenti (livelli di potenza ricevuti, stima del BER, livelli di interferenza, spostamento doppler ,ecc.) poi tradotte in stime della qualità del canale.

– Controllo della divisione e della ricombinazione dei flussi informativi,permette la trasmissione e la ricezione dello stesso flusso di informazioni attraverso più canali fisici da o verso un determinato terminale mobile, introducendo quindi nel sistema la macrodiversità e la possibilità di effettuare soft-handoff. A seconda del contesto, questa funzione può essere svolta da diverse entità come i SRNS, i DRNS e i NODE B.

– Instaurazione e rilascio dei radio bearer, lo scopo di questa funzione è contribuire all’ instaurazione e al rilascio delle connessioni end-to-end.

– Allocazione e deallocazione dei radio bearer, permette di gestire i canali fisici in base alla QoS del radio access bearer.

ROMAT R E

UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access )

lento: ogni 10 [ms]Veloce: ogni 0.667 [ms]Controllo di potenza

0.667/10/720 [ms]0.667/10/720 [ms]Trama

2 Mb/s384 kb/sData rate massimo

3.84 [Mchip/s]3.84 [Mchip/s]Chip rate

1,2,4,8,164-256Spreading factor

Joint DetectionRakeRicevitore

hardsoftHandover

TD-CDMAW-CDMATecnica d’accesso

QPSKDown-link: QPSKUp-link: Doppio codice BPSK

Modulazione

5 [MHz]5 [MHz]Canalizzazione

UTRA / TDDUTRA / FDD

ROMAT R E

CDMA: concetti di base• Tutti gli utenti hanno a disposizione simultaneamente l’intera banda

• In ricezione, la separabilità tra i singoli segnali è basata sull’impiego da parte di ciascun utente di un proprio “codice” per il quale viene moltiplicata in trasmissione l’informazione d’utente (operazione di espansione dello spettroo “spreading”)

• Se i codici impiegati sono ortogonali tra loro, il ricevitore è in grado di isolare e ricostruire nuovamente i flussi informativi dei diversi utenti, con operazioni semplici.

• A causa del rumore, delle distorsioni introdotte nel canale di propagazione e delle proprietà non ideali dei codici, il numero massimo di segnali che si

possono sovrapporre è limitato.

ROMAT R E

Spreading

• Nell’operazione di espansione, la sequenza d’informazione con intervallo di ripetizione dei simboli Tb viene modulata sui livelli antipodali +1 e –1 e moltiplicata per una sequenza binaria con valori {-1,1}, con intervallo di ripetizione Tc tra i simboli elementari detti chip.

• Il rapporto

Gs=Tb/Tc

è definito come guadagno del processo, in assenza di codifica, o fattore d’espansione (spreading factor).

ROMAT R E

Spreading• Segnale a spettro espanso

[fattore d’espansione pari a 64 ottenuto con una sequenza PN (pseudo-noise)].

• Segnale originale

ROMAT R E

Ricostruzione

• L’operazione di ricostruzione prevede, che la sequenza ricevuta venga moltiplicata chip a chip, per lo stesso codice usato nel processo di espansione, mediando sul periodo di bit e campionando si ricostruisce in questo caso esattamente la sequenza d’informazione.

ROMAT R E

Modello del canale

ritardo τ1ritardo τ1

ritardo τLritardo τL

ΣΣ

α1

αL

FLAT-25.2700-32.03106

FLAT-18.0500-26.02905

FLAT-10.8300-18.01704

FLAT-7.2200-10.01103

FLAT-3.6100-3.0502

FLAT00001

SpectrumAvg. Power(dB)

Rel. Delay(nsec)

Avg. Power(dB)

Rel. Delay(nsec)

DopplerCanale BCanale ARitardo

• Indoor Office Test Environment (ETSI TR 101 112)

ROMAT R E

Modello del canale

• Outdoor to Indoor and Pedestrian Test Environment

CLASSIC-23.93700--6

CLASSIC-7.82300--5

CLASSIC-8.01200-22.84104

CLASSIC-4.9800-19.21903

CLASSIC-0.9200-9.71102

CLASSIC00001

SpectrumAvg. Power(dB)

Rel. Delay(nsec)

Avg. Power(dB)

Rel. Delay(nsec)

DopplerCanale BCanale ARitardo

CLASSIC-16.020000-20.025106

CLASSIC-25.217100-15.017305

CLASSIC-10.012900-10.010904

CLASSIC-12.88900-9.07103

CLASSIC0300-1.03102

CLASSIC-2.500.001

SpectrumAvg. Power(dB)

Rel. Delay(nsec)

Avg. Power(dB)

Rel. Delay(nsec)

DopplerCanale BCanale ARitardo

• Vehicular Test Environment, High Antenna, Tapped-

ROMAT R E

Ricevitore Rake

ΣΣαL∗

Ritardo τL-τLRitardo τL-τL ΣΣ

Ritardo τL-τ1Ritardo τL-τ1 ΣΣ

α1∗

ROMAT R E

• Un utente è definito come soddisfatto se:

– La richiesta non viene bloccata

• Tuser<Tblock

– La qualità desiderata (BER)della comunicazione è mantenuta per una certa

frazione della sessione

• Pr{BER > BERThreshold }< QualThreshold

– La chiamata non viene abbattuta. Una chiamata viene terminata automaticamente

se

• BER > BERThreshold per più di Tdrop secondi (tipico 1 s)

QoS — Servizi a commutazione di circuito

ROMAT R E

Outage Probability

• In generale per la probabilità di fuori servizio si ha

in cui il contributo relativo all’interferenza vale

20

Pr bout

N

EPI

= ≤ µ + λσ

,

1

1 user

int

Nk

erx

kb

r kk

fk

PE R

N=

= ρ ν∑

,0

1

1 userNk rx

k kkspre

binterf

spreaa dd k

NPE

R GI

G =

= ρ ν =∑

ROMAT R E

Outage Probability - Uplink

• Pertanto per un livello di QoS assegnato si ha

• Poichè

si ha

2

1 interf

spr

N

ead

bE NG

µλσ

−µ>2interf

b b Nspread

NE E

G

> µ + λσ

Ant Ant

b SpreadT Rx

cx

TxE GG TR

G Pγ=

21 NTx Ant

Rx spread intet

c rn

T fAx

PGT GG N

Rγ µ−µσλ

>

ROMAT R E

Outage Probability

• Quindi una riduzione della potenza media richiesta può essere ottenuta

– Diminuendo la rumorosità del ricevitore

– Aumentando il guadagno d’antenna (DBF)

– Migliorando le prestazioni del ricevitore ricorrendo alla diversità (in spazio, in polarizzazione, in angolo, DBF)

– Riducendo il numero efficace di interferenti tramite• Alto grado di settorializzazione delle celle (DBF)

• Riduzione dell’interferenza residua tramite algoritmi di rivelazione congiunta

– Aumentando il fattore di espansione

21 NTx Ant

Rx spread intet

c rn

T fAx

PGT GG N

R γ µ− µσλ

>

minpicco SprSpread ead medio

bbG WG

fW

f= ⇒ =

ROMAT R E

Fattori chiave: diversità • Migliora le prestazioni del ricevitore in presenza di cammini multipli

• Può ridurre l’effetto dell’interferenza

• Diversità in spazio: a causa della correlazione spaziale del fading dovuto ai cammini multipli è necessaria una diversità in spazio paria ad almeno ¾ λ(difficile da realizzare su terminali portatili)

• Diversità di polarizzazione: uso contemporaneo della polarizzazione orizzontale e verticale per ottenere una coppia di segnali affetti da rumori e distorsioni indipendenti senza separazione spaziale.

• Diversità in angolo: due o più fasci sono impiegati simultaneamente

ROMAT R E

Fattori chiave: signal tracking• Inseguimento della posizione del mobile: determinazione della direzione

d’arrivo del segnale desiderato tramite phased arrays per determinare quale fascio utilizzare ed aggiustarne i pesi in modo da massimizzare il rapporto segnale/(interferenza + rumore) in uscita.

• Disponibili algoritmi basati su MUSIC o ESPRIT Sono necessari miglioramenti per renderli più robusti rispetto alla dispersione angolare e migliorarne la risoluzione

• Per antenne adattative sono necessari miglioramenti degli algoritmi di inseguimento del sottospazio, poiché l’incremento del ritmo binario comporta l’incremento dell’ordine dell’equalizzatore, con conseguente incremento delle sequenze di addestramento e maggiore sovraccarico.

ROMAT R E

Uso del DBF in UMTS: uplink• In Up Link i canali dati DPDCH sono trasmessi congiuntamente

all’informazione necessaria per adattare il ricevitore alle caratteristiche del canale.

RACH

Pilot Npilot bits

TPC NTPC bits

Data Ndata bits

Slot #0 Slot #1 Slot #i Slot #14

Tslot = 2560 chips, 10 bits

1 radio frame: Tf = 10 ms

DPDCH

DPCCHFBI

NFBI bits TFCI

NTFCI bits

Tslot = 2560 chips, Ndata = 10*2k bits (k=0..6)

Pilot Npilot bits

Data Ndata bits

Tslot = 2560 chips, 10*2k bits (k=0..3)

Data

Control TFCI

NTFCI bits

ROMAT R E

UMTS: Down Link

ΣΣ

Ch1

G1

Ch2

G2

ChM

GM

P-SCH

GP

S-SCH

GS

ΣΣ

• I canali fisici trasmessi contemporaneamente trasportano sia i canali logici relativi alle informazioni d’utente (dati) sia i canali di per adattare il ricevitore alle caratteristiche del canale (Common Pilot Channel)

ROMAT R E

CPICH — Common Pilot Channel

Il CPICH è un canale fisico di downlink con una velocità

costante pari a 30 Kbps e con uno SF=256. Vi sono due

tipi di Canale CPICH:

• P-CPICH ovvero Primary Common Pilot Channel

• S-CPICH ovvero Secondary Common Pilot Channel

Slot #0 Slot #1 Slot #i Slot #14

Tslot = 2560 chips , 20 bits = 10 symbols

1 radio frame: Tf = 10 ms

Pre-defined symbol sequence

ROMAT R E

UMTS: Down Link

D2dl,n(t)

S PS P CSF(t)

j

m(t)

intera cella o parte di essa

Intera cellaTrasmissione

0,1, o più1Numero di canali

Primario o uno dei 15 secondari

primariocodice di scrambling

arbitrario con SF=256unicocodice di canalizzazione

S-CPICHP-CPICH

ROMAT R E

Downlink: Scrambling code

• Numero complessivo

– 218-1 = 262,143 (numerati da 0 a 262,142)

• Impiegabili

– 512 insiemi composti da

– 1 codice primario [n=16i (con i=0…511)].

– 15 codici secondari [n=16 i+k, ( k=1…15)].

• A ciascuna cella è allocato uno ed un solo codice primario.

• UsoCanali rimanentiPrimario o

secondario associato

CCPCH primario, CPICH primario, PICH, AICH, AP-AICH, CD/CA-ICH, CSICH e S-CCPCH (con PCH)

Solo primario

ROMAT R E

Canali logici

• Broadcast control channel (BCCH) carries system and cell specific information

• Paging channel (PCH) for messages to the mobiles in the paging area

• Forward access channel (FACH) for massages from the base station to the mobile in one cell.

• In addition, there are two dedicated channels:

• Dedicated control channel (DCCH) covers the two dedicated control channel stand-alone dedicated channel (SDCCH) and associated control channel (ACCH)

ROMAT R E

Canali fisici