2G hálózatok (GSM, GPRS, HSCSD, EDGE) 3G hálózatok (Node B, RNC, MSC szerver, MGW)

1. Hírközlési és Informatikai Tudományos EgyesületSzegedi Tudományegyetem Informatikai TanszékcsoportHarmadik generációs hálózatokrendszertechnikájaTóth TiborEricsson Magyarország Kft.

2. Menetrend • 2G hálózatok (GSM, GPRS, HSCSD, EDGE) • 3G hálózatok (Node B, RNC, MSC szerver, MGW) • WCDMA (bitek és chipek)

3. Switching System MIN EIR AUC SDP SCF HLR ILR BGW Other PLMN MC SOG MSC/VLR Public Data PSTN GMSC Networks SSF DTI OSS ISDN Base Station System TRC BSC RBS Signaling Information Speech and signaling information Menetrend Ericsson GSM Hálózati architektúra

4. Mit jelent az, hogy 3G az előfizető szemszögéből?Avagy mire használjuk mobiltelefonunkat? • Beszédátvitel - AMR • Új kódolás: AMR (Adaptive Multi Rate) jobb beszédminőséget tesz lehetővé. Ez már bevezetésre került a GSM-ben is, illetve emiatt nem szükséges új technológia. • A kódolás periodikusan figyelembe veszi a rádiós interfész interferenciaszintjét és ahhoz alkalmazkodva választja ki a legoptimálisabb kódolást. • Kevesen fogják értékelni. Ma ezért senki nem fog többet fizetni. • SMS, MMS • Továbbra is támogatva lesz, lényegi különbség nélkül. Piaci jóslatok szerint növekedni fog a szolgáltatás volumene, de a piaci verseny miatt az árak is csökkenni fognak.

5. Mit jelent az, hogy 3G az előfizető szemszögéből?Avagy mire használjuk mobiltelefonunkat? • Adatátvitel - Lényeges előrelépés várható • GSM (kezdetben): 9,6 kb/s • Sok éve már: 14,4 kb/s • HSCSD: max. 56 kb/s (4*14,4 kb/s) • GPRS: 10 kb/s TS-onként • EDGE: 48 kb/s TS-onként • WCDMA: 384 kb/s 2Mb/s • HSDPA: 14Mb/s

6. Mit jelent az, hogy 3G az előfizető szemszögéből?Avagy mire használjuk mobiltelefonunkat? • Szolgáltatások - Lényeges előrelépés várható • A magasabb adatátviteli sebességek nem mindenki számára vonzóak. Mindenképpen számítógép-telefon összekapcsolást jelent. Az előfizetők azokra a szolgáltatásokra lesznek kíváncsiak, amelyekhez nem szükséges számítógép. • Új, vonzó szolgáltatások kidolgozása várható. • A video-telefon már a korai 3G rendszerekben is lesz. Demo szolgáltatás • Videoklippek, mobil TV, filmek stb. • Várható, hogy az újonnan kitalált nem sávszélességigényes szolgáltatások megjelennek GSM-ben is.

7. Mit jelent az, hogy 3G a szolgáltató szemszögéből? • Új rádiós interfész: WCDMA technika • A nemzetközi trendnek megfelően a rádiós interfészen Magyarországon is a WCDMA technikát választották. Ez egy teljesen új rádiós hálózat kiépítését teszi szükségessé, a meglévő GSM hozzáférési hálózat megtartása mellett. • Cél a minnél hatékonyabb és költségkímélőbb megoldás: • Az Ericsson a 3G hálózat kiépítésében segítséget tud nyújtani az • Új szolgáltatóknak a legújabb technológia rendelkezésre bocsátásával • A jelenlévő szolgáltatóknak pedig a már meglévő hálózatuk költségkímélő 3G hálózattá bővítésével.

8. 3GPP Referencia hálózati modell (Jelenlévő szolgáltatóknak)

9. 3GPP Referencia hálózati modell (Új szolgáltatóknak)CS (Circuit Swiched) Áramkörkapcsolt JELLEGŰ FORGALOM

10. 3GPP Referencia hálózati modell PS(Packet Switched) Csomagkapcsolt JELLEGŰ FORGALOM

11. • Orthogonal in frequency within cell • Narrow bandwidth per carrier • Continuous transmission and reception• No synchronization in time t MS1 MS 2 MS 3 Power f FDMA (Frequency Division Multiple Access)pl. NMT

12. • Orthogonal in time within cell • Increased bandwidth per carrier • Discontinuous transmission and reception• Synchronization in time t Power MS 1 MS 2MS 3 f 200 kHz TDMA (Time Division Multiple Access)pl. GSM

13. Separate users through different codes • Large bandwidth • Continuous transmission and reception t MS 1MS 2MS 3 Code f 5 MHz CDMA (Code Division Multiple Access) • IS-95 (1.25 MHz) • CDMA2000 (3.75 Hz) • WCDMA (5 MHz)

14. WCDMA • Az egyes csatornákat el kell különíteni egymástól: • A bázisállomás 3 előfizetőnek sugároz: • I1*C1 I2*C2 I3*C3 • Minden előfizető megszorozza a vett jelet a saját kódjával: • A második számú előfizető: • (I1*C1 + I2*C2 + I3*C3)*C2 = I1*C1*C2 + I2*C2 *C2+ I3*C3*C2

15. WCDMA A felhasználható kódokat eleve úgy kell meghatározni, hogy azok egymást kizárják, azaz ortogonálisak legyenek. Ha a kódokat mint vektorokat értelmezzük, akkor ORTOGONÁLIS vektorokat kell választani. Ebben az esetben a vektorok skalárszorzását hajtjuk végre. I1*C1*C2 + I2*C2 *C2+ I3*C3*C2 = I1*0 +I2*X +I3*0 Normált vektorok esetén ez éppen I2-t adja. I értéke lehet: +1 vagy –1 C kód/vektor elemei is +1 vagy –1 értékűek, pl.: C2={+1,+1,-1,+1}

16. 1 Bit 0 1 0 Bits/s Chips/s Code (1 -1 1 -1) Signal Chips/s Chip Bits and Chips +1 Bipolardatasequence -1 +1 -1 +1 -1

17. WCDMA Az alábbi 4 kód valós ortogonális WCDMA kódok: {+1,+1,+1,+1} {+1,+1,-1,-1} {+1,-1,+1,-1} {+1,-1,-1,+1} Látható, hogy az egyéb szempontból optimális kódok érzékenyek az idő tényezőre, azaz ha sokszor egymás után írjuk le ugyanazt a kódot, akkor eltolással az egyikből megkaphatjuk a másikat. Pl.: (+1,+1,-1,-1) (+1,+1,-1,-1) (+1,+1,-1,-1) (2.) (+1,-1,-1,+1) (+1,-1,-1,+1) (+1,-1,-1,+1) (4.) Azaz ezen kódokat nem használhatjuk az egyes előfizetők megkülönböztetésére UL irányban, mert ott nem tudjuk garantálni azt, hogy a mobilok üzenetei szinkronban érkezzenek meg a bázisállomáshoz.

18. Code tree restrictions Using C4.1 C8.1 = {11111111} C4.1 = {1111} C2.1 = {1 1} Unusable codes C8.2 = {1111-1-1-1-1} C2.1 = {1 1} C8.3 = {11-1-111-1-1} Using C8.4 C8.4 = {11-1-1-1-111} C4.2 = {1 1-1-1} SF = 2 SF = 4 SF = 8 Unusable code

19. WCDMA Szükség lesz ezért egy olyan kódra IS, mely az egyes adókat különbözteti meg egymástól. Az ortogonális kódokat az egy forrásból származó adatcsatornák megkülönböztetésére fogjuk használni, míg az egyes adókat un. SCRAMBLING kódokkal fogjuk megkülönböztetni egymástól, melyre teljesül az, hogy bár nem ortogonálisak, de elég jó hatékonysággal kizárják egymást, azaz kicsi a keresztkorrelációjuk, attól függetlenül, hogy milyen időkülönbséggel érkeznek meg a vevőbe. A WCDMA rendszerekben tehát együtt használjuk az ortogonális és a Scrambling kódokat. Az ortogonális kódok különböző hosszúságúak is lehetnek. Mivel a kódokat felépítő chipek sebessége a rendszerben konstans: 3.84 Mc/s, és egy bitidő alatt kisugározunk egy ortogonális kódot Következik, hogy a kódok hosszától függ a bitsebesség.

20. Pilot, Broadcast SC1 + CCp + CCb 1 Data channel SC1 + CC3 2 Data channels SC1 + CC1 + CC2 2 Data channels SC3 + CC1 + CC2 2 Data channels SC4 + CC1 + CC2 Pilot, Broadcast SC2 + CCp + CCb 3 Data channel SC2+CC4+CC5+CC6 3 Data channels SC2+CC1+CC2+CC3 3 Data channels SC6+CC1+CC2+CC3 3 Data channels SC5+CC1+CC2+CC3 Scrambling and Channelization Codes User 2 BS1 User 1 User 4 BS2 User 3