1 / 35

Il sistema UMTS - Introduzione

Il sistema UMTS - Introduzione. Seminario per l’esame di Reti Mobili Andrea Lorenzani Anno accademico 2002-2003. Obiettivi dell’UMTS. Convergenza tra rete fissa e mobile ampia gamma di servizi (per la comunicazione e multimediali)

callia
Download Presentation

Il sistema UMTS - Introduzione

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Il sistema UMTS - Introduzione Seminario per l’esame di Reti Mobili Andrea Lorenzani Anno accademico 2002-2003

  2. Obiettivi dell’UMTS • Convergenza tra rete fissa e mobile • ampia gamma di servizi (per la comunicazione e multimediali) • applicazioni accessibili in modalità wired o in modalità wireless Tutto ciò è reso possibile grazie a una innovativa interfaccia radio e da una efficiente Core Network

  3. La rete UMTS discendente del GSM Nelle reti di prima e seconda generazione il Core Network era ottimizzatoper il traffico vocale (commutazione di circuito) La rete UMTS necessita invece di un’ottimizzazione per il traffico dati (commutazione di pacchetto)

  4. Caratteristiche della vecchia infrastruttura • Ritardi di trasferimento limitati • bassa flessibilità dell’architettura di rete • difficoltà di sviluppo di nuove caratteristiche (causata dall’interfaccia radio e dal legame con la comunicazione fissa) • Tariffazione poco flessibile (basata unicamente sul tempo di utilizzo della rete)

  5. Miglioramento ottenuto col GPRS • Commutazione di pacchetto e utilizzo del protocollo IP • trasferimento efficiente dei dati a bit rate variabili • Migliore sfruttamento della rete Il GPRS è, sotto molti aspetti, una tecnologia molto simile all’UMTS

  6. Analogie e differenze tra UMTS e GPRS Analogie: • dividono gli elementi radio da quelli che regolano la trasmissione dati sulle reti • La Core Network è basata su ATM/IP (QoS e Interworking) • Tariffazione flessibile basata su tempo o dati • Differenze: • Radio SubSystem • Diversa banda quindi diversi servizi

  7. Funzionalità richieste all’UMTS • Servizi dati a larga banda • comunicazioni di tipo simmetrico e asimmetrico • traffico a circuito con garanzia di QoS • commutazione di pacchetto con diversi livelli di QoS • Servizi Real Time e Non Real Time • Una tariffazione più flessibile

  8. Le Quality of Service di UMTS: • Conversational Class • Streaming Class • Interactive Class • BackGround Class

  9. Le Quality of Service di UMTS Le prime due classi (Conversational e Streaming) sono utilizzate per i servizi Real Time (devono avere basso ritardo di trasferimento, limitata variazione e mantenimento delle relazioni temporali degli elementi dello stream) Le ultime due servono per i servizi Internet, quindi necessitano di un minor error rate e il round trip delay deve essere accettabile

  10. La storia della telefonia mobile

  11. PRIMA GENERAZIONE (TACS) • Duplexing a divisione di Frequenza • Problemi di interferenza con altri utenti • Terminali grossi

  12. SECONDA GENERAZIONE (GSM) • Uso di tecniche di trasmissione digitale • Accesso a divisione di tempo (TDMA)

  13. TERZA GENERAZIONE (UMTS) • Unica interfaccia radio a livello mondiale • Problemi negli USA per PCS, rete nuova in Europa • Compattibilità con 3G, 2G e roaming internazionale • CDMA

  14. ARCHITETTURA GENERALE

  15. Elementi dell’UMTS • UE (User Equipment) comunica con l’UTRAN tramite l’interfaccia Uu • UTRAN (Umts Terrestral Radio Access Network) si interfaccia al Core Network attraverso l’ Iu • CN (Core Network)

  16. Stratificazione • AS (Access Stratum): tutti i livelli che dipendono dalla tecnica di accesso radio • NAS (Non Access Stratum): gli altri. La separazione è utile in caso di riconfigurazione della rete radio

  17. Collegamento AS-NAS • General Control (GC) SAP • Notification (Nt) SAP • Dedicated Control (DC) SAP I servizi dell’Access Stratum vengono offerti al Non AS attraverso i SAP (Service Access Point). Ce ne sono 3: Si usano protocolli del piano utente e protocolli del piano di controllo

  18. UTRAN

  19. Divisione dell’UTRAN • Node B: supporta FDD e TDD • RNC (Radio Network Controller): gestisce le celle di cui è a capo e gli Handover • RNS (Radio Network Subsystem)

  20. Connessione tra UE e UTRAN La connessione tra mobile e UTRAN avviene attraverso il Serving RNS che può essere aiutato da un Drift RNS

  21. Funzioni dell’UTRAN • Funzioni relative al controllo dell’accesso al sistema • Cifratura e decifratura dei canali radio • Funzionalità relative alla mobilità • Controllo dell’accesso • Controllo della congestione • Trasmissione delle informazioni al sistema • Handover • Rimpiazzo del SRNS

  22. Funzioni dell’UTRAN (2) • Funzioni relative alla gestione delle risorse radio • Configurazione delle risorse radio • Monitoraggio dei canali radio • Controllo della divisione e della ricombinazione dei flussi informativi • Instaurazione e rilascio dei Radio Bearer • Allocazione e deallocazione dei Radio Bearer • Funzioni del protocollo radio • Controllo della potenza sui canali radio • Codifica e decodifica del canale • Controllo della codifica del canale • Gestione dell’accesso random alla rete

  23. Interfaccia radio L’interfaccia radio è costituita da 3 livelli protocollari: • Livello Fisico (livello 1) • Livello Datalink (livello 2)(MAC, RLC, PDCC) • Livello Rete (livello 3) (RRC)

  24. LIVELLO FISICO • Permette il controllo della configurazione a RRC (CPHY-primitives) • Trasferisce informazioni al livello MAC(PHY-primitives) • Il trasferimento dati da livello fisico a MAC avviene tramite i canali di trasporto (definiti da un Transport Format o Transport Format Set) • Un UE può avere attivi contemporaneamente più canali di trasporto • Il multiplexing di tali canali è compito del Livello fisico

  25. I Canali di Trasporto I canali di trasporto possono essere suddivisi in • Comuni (gli UE devono essere identificati) • Dedicati (ogni canale fisico identifica un UE)

  26. I Canali di Trasporto (2) • Random Access Channel (RACH) • Common Packet Channel (CPCH) • Forward Access Channel (FACH) • Downlink Shared Channel (DSCH) • Broadcast Channel (BCH) • Paging Channel (PCH) • Dedicated Channel (DCH)

  27. IL CDMA

  28. Operazione di Spreading Consiste in due fasi: • Scrambling • Canalizzazione (Spreading Factor = 4)

  29. L’effetto di diffusione • Maggiore banda ma minore potenza dopo la codifica • Con la decodifica il segnale utile torna a elevata potenza mentre gli altri rimangono diffusi

  30. Allocazione dei codici • Utilizzazione (rapporto tra banda utilizzata e disponibile) • Complessità (si usa sempre il minor numero di codici) LA VELOCITA’ DI CIFRA IN ARIA E’ FISSA Ci sono due criteri di allocazione dei codici OVSF:

  31. TABELLA DI ESEMPIO

  32. Il controllo di potenza: un paragone Il CDMA può essere paragonato a un ambiente con molta gente La rete si propone come “traduttore universale”

  33. Il controllo di potenza PROBLEMA: l’utente più distante sarà mascherato da quello più vicino (near-far effect) SOLUZIONE: i livelli dei segnali trasmessi dai vari UE devono giungere al Node-B con la stessa potenza CLASSI DI SISTEMI DI CONTROLLO DI POTENZA: • Controllo di potenza ad anello aperto • Controllo di potenza ad anello chiuso o interno • Controllo di potenza ad anello esterno

  34. Parametri per il livello di potenza • Received Signal Code Power (RSCP) • Interference Signal Code Power (ISCP) • Signal to Interference Ratio (SIR)

  35. Effetto “Cell Breathing” L’effetto è legato al controllo di potenza e alle variazioni di potenza del livello di energia

More Related