WCDMA Anssi Kukkonen Tarja Kettunen

•ITU aloitti IMT-2000 projektin v. 1992, jolla WCDMA valittiin UMTS:n radiojärjestelmäksi •IMT-2000 koostuu joukosta radiorajapinnan määrityksiä sekä maanpäällisiin että satelliittijärjestelmiin •UMTS-järjestelmän spesifiointi 3GPP:n tehtävä Anssi Kukkonen Tarja Kettunen WCDMA Wideband Code Division Multiple Access

Wideband Code Division Multiple Access •Tarkoitetaan kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmän UMTSin radiorajapinnan toteutusta •Laajakaistainen koodijakoinen monipalveluympäristön radiojärjestelmä •WCDMA perustuu CDMA- hajaspektritekniikkaan, joka WCDMA- järjestelmässä toteutetaan suorasekvenssimenetelmällä

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen •OSI- mallin alimmalla, fyysisellä kerroksella tapahtuu hajautus / modulointi

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen UMTSin kanavat • UMTS-järjestelmässä on loogisia, fyysisiä ja siirtokanavia • Loogiset kanavat vastaavat siitä mitä siirretään • Fyysiset kanavat siitä, minne dataa siirretään • Kuljetuskanavat siitä, miten dataa siirretään

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen UPLINK DOWNLINK UTRA FDD eli WCDM (IMT-DS) aika eri taajuus, sama aika UP- LINK DOWN- LINK taajuus aika UTRA TDD (IMT-TC) sama taajuus, eri aika taajuus UMTSIN JÄRJESTELMÄT

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen •WCDMA FDD ja TDD ovat kaksi mahdollista radiotien liityntätapaa •FDD: toimii hyvin äänipuheluiden kanssa, mutta ei yhtä hyvin nopean datan kanssa •TDD: on epäsymmetrinen, sopii internetin yhteyksiin ja raskaiden tiedostojen lataamiseen •Taloudellisten ja teknisten resurssien takia molempien ylläpitäminen operaattoreille liian kallista ->FDD käytetympi UMTSIN JÄRJESTELMÄT

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen UMTSIN TAAJUUDET • UMTSille on varattu 155 MHz leveydeltä radiotaajuuksia: • FDD-menetelmä: MHz tukiasemalle tuleva 2110 – 2170 MHz tukiasemalta lähtevä • TDD-menetelmä: MHz ja MHz • Satelliittijärjestelmä: MHz

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen GSM PDC PDC-P TDMACDPD CDMAOne GPRS CDMA2000 1X WCDMA EDGE CDMA2000 1Xev 2G <65 kbits 2.5G <144 kbits3G 2mbps 3G-verkko mahdollistaa korkealaatuiset kuva- ja videolähetykset sekä niiden vastaanoton Nopeat datayhteydet internetiin 2G:stä 3G:hen

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen WCDMAGSM Kantoaaltotaajuuksien väli5 MHz200 kHz Taajuuksien uudelleenkäyttö Tehonsäätötaajuus1500 Hz>2 Hz LaaduntarkkailuRRM- protokollatVerkon suunnittelu (taajuuksien suunnittelu) Taajuusdiversiteetti5 MHz taajuuskaistan ansiosta monitie- etenemisdiversiteettiä Rake- vastaanottimella. Taajuushyppely PakettidataKuormitusperusteinen pakettien muodostus. Aikajakoinen pakettien muodostus GPRS- tekniikassa. Downlink- siirtodiversiteetti3GPP- standardi mahdollistaa kapasiteetin kasvattaminen. Ei tuettu standardissa, mutta voidaan lisätä tarvittaessa. 2G:stä 3G:hen

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen SOLUT JA TEOREETTISET NOPEUDET •Pikosolu, sisätilat 2 Mbit/s •Mikrosolu, kaupunkialue 512 kbit/s •Makrosolu, maaseutu 144 kbit/s •Sateliittijärjestelmät 64kbit/s

UMTSIN ARKKITEHTUURI BTS = Base Tranceiver Station BSC = Base Station Controller BSS = Base Station Subsystem WCDMA RAN = WCDMA Radio Access Network RNC = Radio Network Controller RBS = Radio Base Station

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen •Sisältää: –Tukiasemat (BS/Node-B) –Radioverkko-ohjaimet (Radio Network Controller) huolehtivat päätelaitteiden ja tukiasemien välisen radiorajapinnan toiminnasta yhdistää tukiasemat UMTS:n runkoverkkoon –RNS (Radio Network Sub-System) Yhden RNC:n ja siihen liittyneiden tukiasemien muodostama aliverkon kokonaisuus UTRAN (UMTS Radio Access Network) =UMTS:n maanpäällinen liityntäverkko

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen •Sisältää : –MSV/VLR (Mobile Switching Center/Visitor Location Register = Runkoverkon keskus, joka kytkee yhteydet sijaintien mukaan –GMSC=Gateway-MSC, yhdyskäytävä puhelinverkkoihin –SGSN(Serving GPRS Support Node) Yhdistää UMTS –verkon muihin verkkoihin GPRS-pohjaisella ratkaisulla –GGSN (Gateway GPRS Support Node) Yhdyskäytävänä UMTS:n ja IP - verkkojen välillä CORE NETWORK (CN)

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen RAJAPINNAT •Uu-rajapinta •Kännykän ja tukiaseman välinen ilmarajapinta •tällä rajapinnalla käytetään WCDMA:ta

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen RAJAPINNAT Iub-rajapinta Tukiaseman ja radioverkkko-ohjaimen välinen rajapinta Iur-rajapinta Radioverkkojen osajärjestelmien välinen rajapinta Iu-rajapinta Radioverkko-ohjainten ja runkoverkon välinen rajapinta

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen RAKE-VASTAANOTIN - Toimii UMTS-järjestelmässä radiolähetteen vastaanotossa ”haravana” - Käytetään hyväksi monitie-etenemistä - Kerää tietyllä ajanhetkellä parhaat lähetteet ja yhdistää ne. - Laatu paranee verrattuna yksittäisen komponentin laatuun

•Päätelaite voi olla yhteydessä verkkoon usean solun kautta –Laatu paranee, verkon kokonaiskapasiteetti laskee •Liikuttaessa solurajojen yli päätelaite mittaa kummankin tukiaseman signaalin voimakkuutta –Kun yhteyden taso alle vaaditun, vaihtaa paremman radioyhteyden tarjoamalle kanavalle eli tapahtuu handover Anssi Kukkonen Tarja Kettunen KANAVANVAIHTO eli HANDOVER

•Pehmeä kanavanvaihto –Päätelaite samanaikaisesti yhteydessä useampaan vierekkäiseen samalla taajuudella toimivaan tukiasemaan –RNC päättää kanavanvaihdosta –Kahden erillisen radioyhteyden käyttö vahvistaa signaalia -> lähetystehoa voidaan pienentää Anssi Kukkonen Tarja Kettunen HANDOVERin kolme tekniikkaa

•Pehmeämpi kanavanvaihto –Päätelaite yhteydessä yhden tukiaseman useaan sektoriin samanaikaisesti –Kun päätelaite kulkee solun sektorien raja-alueella –Overlapping, yhteyden pallottelu puolelta toiselle –Ei juurikaan eroa pehmeästä kanavanvaihdosta •Kova kanavanvaihto –Päätelaite yhteydessä vain yhden linkin kautta tukiasemaan –WCDMA-verkossa siirryttäessä WCDMA- JA GSM- järjestelmien välillä Anssi Kukkonen Tarja Kettunen HANDOVERin kolme tekniikkaa

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen CHIP Käyttäjän data PN-koodiKoodattu lähete • Käyttäjän data kerrotaan ns. valesatunnaiskohinalla l. datakoodilla, josta käytetään nimitystä PN (pseudo random noise) • PN on sarja datayksiköita = chip • Koodattu lähete puretaan käyttäen samaa PN-koodia

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen HAJASPEKTRITEKNIIKKA

WCDMA:n tärkeimmät erot GSM:ään Anssi Kukkonen Tarja Kettunen -UMTS on suunniteltu siirtämään kuvia, grafiikkaa, videota, audiota ja muita laajakaistaisia lähetteitä. -Nopeammat bittinopeudet edeltäjäänsä verrattuna. -Tuki monipuolisille palveluille ja suuri kapasiteetti. -Lisää sovellusmahdollisuuksia

Anssi Kukkonen Tarja Kettunen