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UMTS

Universal Mobile Telecommunication Systems

UPC

Grupo de Comunicaciones Radio

1

Índice 1. Conceptos previos CDMA 2. Arquitectura UMTS 3. Interfaz radio UMTS 4. QoS y Radio Resource Management

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2

CONCEPTOS PREVIOS: CDMA c(t)

m(t)

⎛ ⎞ S (t ) = A⎜ ∑ d K p (t − kT ) ⎟ cos(w0t + ϕ ) ⎝ k ⎠

p(t) Gen.sec. PN

Gen. Portadora

Ganancia de procesado r(t)

O.L.

L.P.F.

p(t) Gen. Sec. PN

Filtro adaptado

G p = 10 log

Tb Tc

Secuencia local perfectamente alineada con la secuencia recibida

Cambiar la velocidad de d(t) se puede hacer de modo natural sin afectar la estructura del sistema. Î Aplicaciones Multimedia

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Acceso Múltiple a(t)

a(t) c1(t) c12 (t).a(t) + b(t) c1(t) c2(t)

1

a(t) c1(t) + b(t) c2(t)

c1(t)

-1

c1(t)

b(t)

1 -1

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1

b(t) c2(t)

c2(t)

Interferencia Intra -cell

-1

DS permite habilitar el Acceso Múltiple:CDMA Grupo de Comunicaciones Radio

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CONTROL DE POTENCIA • Se utiliza para compensar el efecto NEAR/FAR Garantiza que todos los móviles lleguen a la estación base con un nivel de señal parecido. C I

≅ out

Ai2

⋅Gp

M

∑A k =1 k ≠i

2 k

Ai2 ≡ Ak2

C I

≅ out

Gp M −1

≤ γ0

in

La interferencia intra-cel limita el número máximo de usuarios por celda

• El control de potencia precisa de un canal de realimentación para enviar los comandos de control. Si la velocidad de control es suficiente rápida (mayor que la Frecuencia Doppler) se pueden combatir los desvanecientos Rayleigh Se precisa menor C/I para garantizar una determinada Tasa de Error

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5

PLANIFICACIÓN CELULAR

BTS

BTS

BTS BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS BTS

BTS

BTS

BTS

En CDMA no hay planificación frecuencial

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RECEPTOR RAKE (I) Se la señal CDMA recibida : r(t) =d(t).c(t)+ζ d(t-τ)c(t-τ)

ζ

ζ

[

r(t)

τ

t

τ

0

• Receptor RAKE r(t+τ)

1

]

a(t ).c(t ) = ξ * d (t + τ ) ⋅ c(t + τ ) + ξ d (t ) ⋅ c(t ) ⋅ c(t ) + 2

+ [d (t ) ⋅ c(t ) + ξ d (t − τ ) ⋅ c(t − τ )]⋅ c(t )

*

1*

X

X Si C(t) y C(t-τ) están incorrelados y |C(t)|2=1

+ a(t)

c(t)

X

∫ (.) dt

S

[

]

S (t ) = a(t ).c(t ) = ξ + 1 ⋅ d (t ) 2

SUMA CONSTRUCTIVA DE LOS DOS ECOS

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RECEPTOR RAKE (II)

• Efecto del Ruido n(t+τ)

ζ*

n(t)

τ 1*

X

[

n(t) y n(t+τ) son muestras de ruido incorreladas, luego la densidad espectral será

X

[

+ n1(t)

c(t)

X

]

n1 (t ) = ξ * n(t + τ ) + n(t ) ⋅ c(t )

∫ (.) dt

]

[

]

NT 2 ⋅ ξ +1 Gn1 ( f ) = Gn ⋅ ξ + 1 ≡ T

S

2

Por consiguiente la relación señal ruido será 2

γT

d (t ) ≡ ⎛ NT ⎜ T ⎝

[

⋅ 1+ ξ

[

]

2 2

⎞⋅ 1+ ξ ⎟ ⎠

2

]

≡

1 ⎛ NT ⎞ ⎜ T ⎟⎠ ⎝

[

⋅ 1+ ξ

2

]≡ γ

1

+γ2

EL RECEPTOR RAKE SUMA LAS RELACIONES SEÑAL RUIDO DE LOS DISTINTOS ECOS DE LA RESPUESTA IMPULSIONAL

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SOFT–HANDOVER HANDOVER En CDMA tenemos soft HANDOVER Si el receptor RAKE tiene 3 ramas Las tres ramas están conectadas a la Base vieja

Antes

Primero dos ramas a Base la vieja y una a la nueva y luego una a la vieja y dos a la nueva

Durante 1 2

E

Las tres ramas están conectadas a la base nueva

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Después

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GESTIÓN DE POTENCIAS: UPLINK (I) En una celda CDMA, todos los usuarios comparten una banda común y cada nueva conexión incrementa el nivel de interferencia de las otras conexiones afectando a su calidad expresada en términos de una cierta (Eb/No). Para n usuarios transmitiendo simultáneamente en una celda , se debe verificar la siguiente desigualdad: P + χ + PR Pi ≥ N n SFi ⎛ Eb ⎞ Pi × SFi +1 PR = ∑ Pi con ⎟⎟ ≥ ⎜⎜ i =1 ⎛ Eb ⎞ PN + χ + [PR − Pi ] ⎝ N o ⎠ i ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ N o ⎠i Sumando las n desigualdades resulta: PN + χ + PR = ≥ P P ∑ ∑ i R SFi i =1 i =1 +1 ⎛ Eb ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ N o ⎠i n

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n

n

PR ≥

(PN + χ )∑ 1 i =1

n

1− ∑ i =1

1 Γi

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Γi

con

Γi ≡

SFi ⎛ Eb ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ + 1 N ⎝ 0⎠

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GESTIÓN DE POTENCIAS: UPLINK (II) n

Puesto que PR debe ser positiva (i.e. PR>0) resulta

∑ i =1

1 SFi ⎛ Eb ⎜⎜ ⎝ No

⎞ ⎟⎟ ⎠i

0) resulta:

⎡ ⎛ 1⎤ χ ⎞ PN ≤ PR ⎢1 − ⎜⎜1 + ⎟⎟ ⋅ ∑ ⎥ ⎣ ⎝ PR ⎠ i Γi ⎦

⎛ χ ⎞n η ≡ ⎜⎜1 + ⎟⎟∑ ⎝ PR ⎠ i =1

1 SFi ⎛ Eb ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ N o ⎠i