1 / 46

UMTS 13.00 - 14.30

UMTS Technology Explained Ir. Errol M.F. Nasierkhan UMTS System Engineer errol.nasierkhan@siemens.nl +31 70 333 2477 +31 651263809. UMTS 13.00 - 14.30. Demo filmpjes 1 Overzicht standaardisatie en concepten UMTS Netwerk Architectuur Vergelijking GSM & UMTS CDMA in UMTS 3G spectrum,

maya
Download Presentation

UMTS 13.00 - 14.30

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. UMTS Technology ExplainedIr. Errol M.F. NasierkhanUMTS System Engineererrol.nasierkhan@siemens.nl+31 70 333 2477+31 651263809 UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  2. UMTS 13.00 - 14.30 • Demo filmpjes 1 • Overzicht standaardisatie en concepten • UMTS Netwerk Architectuur • Vergelijking GSM & UMTS • CDMA in UMTS • 3G spectrum, • Duplex/Multiplex • Utra Codes • Power Control • Handover • Demo filmpjes 2 • Planning aspecten • UMTS Licentie procedure • Conclusies UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  3. UMTS 13.00 - 14.30 • Demo filmpjes 1 • Overzicht standaardisatie en concepten • UMTS Netwerk Architectuur • Vergelijking GSM & UMTS • CDMA in UMTS • 3G spectrum, • Duplex/Multiplex • Utra Codes • Power Control • Handover • Demo filmpjes 2 • Planning aspecten • UMTS Licentie procedure • Conclusies UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  4. IMT-2000 Terrestrial Radio Interfaces IMT-TC (Time Code) IMT-TC (Time Code) IMT-DS (Direct Spread) IMT-MC (Multi Carrier) IMT-SC (Single Carrier) IMT-FT (Freq. Time) IMT-TC (Time Code) W-CDMA UTRAN-FDD cdma2000 UTRAN-TDD* TD-SCDMA** UWC-136 (EDGE) DECT CDMA TDMA FDMA Door ITU goedgekeurde Radio Specifications(Helsinki november 1999) * TDDHCR ** TDDLCR UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  5. IMT-2000 concept • Wereld wijd, “seamless” toegang • Compatibiliteit binnen de IMT-2000 familie • Downwards compatibel met 2G systemen • Fixed Mobile Convergence (FMC) • Hoge data snelheden • Multi-media applicaties • CS & PS data transport UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  6. 3G vereisten volgens IMT-2000: Om de “High Speed Data” eisen te verwezenlijken dient een 3G air-interface het volgende te ondersteunen: • 144 kbs data voor “hoge snelheid mobiliteit” • 384 kbs data voor voetgangers of “lage snelheid mobiliteit” • 2 Mbps voor stationair UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  7. IS-95A/B IS-2000 (SR1) 1xEV-DO PDC 3GPP2 GSM HSCSD W-CDMA GPRS EDGE 3GPP IS-136 EDGE EDGE 3G 2.5G 2G 2G naar 3G Migratie UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  8. ‘Indoor’ Pico Cell • Celgrootte: enkele 10m’s • Kantoor/Thuis • Lage mobiliteit (< 10 km/h) •  2Mbps • ‘Urban’ Micro Cell • Celgrootte: 50 - 300m • ‘Hot spots’ (binnenstad, stadions, stations, luchthavens, etc.) • Matig mobiliteit (10 - 120km/h) •  384kbps ‘Suburban’ Macro Cell • Celgrootte: 350m - 20km • randstad/platteland • Hoge mobiliteit (120- 500km/h) • 144 - 385kbps ‘Global’ World Cell • Celgrootte: 10 -1000km’s • ‘Mobile Satellite System’ (MSS) • Zeer hoge mobiliteit ( 1000km/h) •  144 kbps 4-Zone Concept in UMTS UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  9. Siemens UMTS Visie: „Convergence – Creating a Universe of One™“ Audio - Video - Data Computer • Video on demand • Interactieve video services • TV/radio/data contribution & distribution • Internet • E-mail • Real-time image transfer • Multimedia document transfer • Mobile computing – mobility – high speed services – mobility – personal services UMTS IMT-2000 UMTS – mobility – wideband services Telecommunication • ISDN services • Video telefonie • Breedband data services UMTS provides efficient Mobile Communication with seamless IT & TelCo Integration UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  10. UMTS 13.00 - 14.30 • Demo filmpjes 1 • Overzicht standaardisatie en concepten • UMTS Netwerk Architectuur • Vergelijking GSM & UMTS • CDMA in UMTS • 3G spectrum, • Duplex/Multiplex • Utra Codes • Power Control • Handover • Demo filmpjes 2 • Planning aspecten • UMTS Licentie procedure • Conclusies UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  11. HLR SCP Abis Um MAP INAP BTS BSC 2.5G-RAN A ATM Gb NodeBFDD othercircuit/voice networks Iub Iu ISUP RNC G-MSC MSC NodeBTDD Uu Iur SGSN NodeBFDD otherpacket/IPnetworks Gn GGSN Iu Iub RNC NodeBTDD Release‘99Core Network 3G-MSC 3G-UTRAN 3G-SGSN U-MSC 3GPP R’ 99 Core Network + 3GPP R’99 RAN Gi Common Common UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  12. HLR SCP MAP INAP ISUP G-MSC MSC GGSN Gn Common Release‘99Core Network 3G-MSC 3G-SGSN U-MSC 3GPP R’99 Core Netwerk • De bestaande GSM en GPRS core netwerken dienen aangepast te worden om ook UMTS te ondersteunen • Introductie van de ATM platform • Service Platform CAMEL (Customer Application for Mobile Network) dient uitgebreid en aangepast te worden voor UMTS diensten UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  13. ATM RNS NodeBFDD Iu Iub RNC NodeBTDD Uu Iur NodeBFDD Iu Iub RNC NodeBTDD 3G-UTRAN 3GPP R’99 RAN - Elementen en Interfaces • RNC Radio Netwerk Controller: • Controleert één of meer Node B’s, • Mobility management, • Call processing, • Handover mechanismen • Node B (TDD/FDD): • Ondersteunt één of meer cellen (pico/micro/macro) • Voert Handover beslissingen uit • Interfaces (ATM gebaseerd): • Iu - interface tussen RAN en CN (CS en PS) • Iub - interface tussen RNC en Node B • Iur - Interface tussen (S/D)RNC’s • Air-interface • Uu - WCDMA (Wideband CDMA) UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  14. UMTS 13.00 - 14.30 • Demo filmpjes 1 • Overzicht standaardisatie en concepten • UMTS Netwerk Architectuur • Vergelijking GSM & UMTS • CDMA in UMTS • 3G spectrum, • Duplex/Multiplex • Utra Codes • Power Control • Handover • Demo filmpjes 2 • Planning aspecten • UMTS Licentie procedure • Conclusies UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  15. GSM UMTS ME  BTS Um Interface (FDMA/TDMA) BTS BSC A bis Interface (Properitary - geen protocol stackgedefinieerd) maakt gebruik van TDM transmissie BSC  MSC A interface maakt gebruik van TDM transmissie BSC  SGSNGb (GPRS) BSC BSC Geen interface UE  NodeB Uu Interface (CDMA) NodeB  RNC Iub Interface (Open interface defined) gebaseerd op ATM transport technologie RNC  Core Network Iu (CS) & Iu (PS) gebaseerd op ATM transport technologie RNC  RNC Iur (FDD, i.g.v. handover tussen RNC’s) gebaseerd op ATM transport technologie Vergelijking GSM & UMTS UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  16. UMTS 13.00 - 14.30 • Demo filmpjes 1 • Overzicht standaardisatie en concepten • UMTS Netwerk Architectuur • Vergelijking GSM & UMTS • CDMA in UMTS • 3G spectrum, • Duplex/Multiplex • Utra Codes • Power Control • Handover • Demo filmpjes 2 • Planning aspecten • UMTS Licentie procedure • Conclusies UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  17. Europese Spectrum Allocatie voor UTRA 1900 1920 1980 2010-25 2110 2170 MHz 60 30 15 20 60 30 15 20 (35) MHz for unpaired UTRA (TDD) 2 * 60 MHz for paired UTRA (FDD) 2 * 30 MHz for satelite UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  18. Energie Uplink kanaal Downlink kanaal DL UL FDD UL/DL Frequentie split Frequentie Energy Uplink kanaal Downlink kanaal TDD Tijd Tijd split Duplex Transmissie: FDD & TDD Duplexing Scheiding van “Uplink” (UL) en “Downlink” (DL) verkeer UL: Mobiel -> Base Station DL: Base Station -> Mobile Twee methoden: FDD: “Frequency Divison Duplex” Twee gepaarde frequenties gescheiden voor UL en DL TDD: “Time Division Duplex” Eén “ongepaarde” frequentie waarin UL en DL “flexibel” in de tijd worden gealloceert UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  19. FDMA CDMA t t P P 3 1 2 3 f 2 TDMA 1 f t P 3 2 1 f Multiplex Methoden P Power f Frequency UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  20. CDMA (Code Division Multiple Access) • “Spread Spectrum Technology”: een smalbandig signaal met hoge bitenergie wordt getransformeerd naar een breedbandig signaal met lage bitenergie dichtheid (‘informatie wordt versleutelt in ruisniveau’) • De zender vermenigvuldigt het oorspronkelijk signaal met een “spreading code” en verstuurt het resultaat • Alle gebruikers zenden (continue) in dezelfde frequentiekanaal • De ontvanger vermenigvuldigt het ontvangen signaal met de “spreading code” en genereert zo het oorspronkelijk signaal • De spreading codes zijn “(quasi) orthogonale codes” UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  21. P P P f f P f P P combining de-spreading spreading P f f f f  van beide op air-interface Spreaded Signaal Oorspronkelijk Signaal Resultaat na de-spreading CDMA Principe UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  22. 2 1 1 3 1 1 5 4 1 1 1 1 6 5 1 1 7 1 Voordelen van CDMA t.o.v. andere access technologieën: • Stabiliteit: • Smal band ruis • Multi-pad interferentie • “Soft capacity” limiet • “Soft Handover” • Simpel frequentie planning (re-use factor 1) Note: Power Control UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  23. Wideband-CDMA (FDD methode) max 256 Frequency 5 MHz Uplink 1920 - 1980 MHz Code cont. 0 Time 10 ms 0 ms max 512 Frequency 5 MHz Downlink 2110 - 2170 MHz Code cont. Time 0 0 ms 10 ms UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  24. 14 : 2 2 : 14 Time Division-CDMA (TDD methode) Uplink(é) Up-or Downlink(é)(ê) Downlink(ê) Asymmetry 13:2 or 2:13 max 16 Frequency Code 5 MHz 0 Time 10 ms 0 ms 667µs UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  25. FDD - Component TDD- Component Multiplex technology W-CDMA TD-CDMA Bandwidth 2*5 MHz paired 1*5 MHz unpaired Frequency Re-use 1 1 Handover Soft Hard Modulation QPSK QPSK 3.84 Mcps Chip Rate 3.84 Mcps max. Datarate (ETSI) 2 Mbps (low mobility) 384 kbps (high mobility) Spreading Factor 4 – 256 1, 2, 4, 8, 16 Continuous Transmission Transmission 15 Timeslots FDD versus TDD QPSK: Quaternary Phase Shift Keying UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  26. SC 2 SC 1 CC 1 Appl. 1 CC 2 Appl. 2 Node-B CC 3 CC 4 Node-B UTRA CC en SC codes in de DL “Scrambling codes” (SC): scheiding van verschillende bronnen “Channelization Codes” (CC): scheiding van kanalen van één bron UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  27. SC 2 CC 1 CC 2 CC 1 CC 2 CC 3 Node-B SC1 UTRA CC en SC code in UL “Scrambling Codes” (SC): scheiding van verschillende bronnen “Channelization codes” (CC): scheiding van kanalen van één bron UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  28. Structuur in UTRA Codes “Channelization Codes” Scrambling Codes FDD: BTS/UE “Gold Codes UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  29. Limiteren van interferentie “Near-Far problem” D2 D1 Node-B UE1 UE2 Snelheid van de mobile gebruiker Power Control in CDMA systemen Essentieel in CDMA systemen: Snel Power Control systeem D: Distance UE: User Equipment UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  30. RNC Node-B Node-B UTRA Power Control Types “Open Loop Power Control” Vaststellen van de initiële zendvermogen in de UL v/d UE “Outer Loop Power Control” RNC legt de waarde van SIRdef vast op basis van de kwaliteit v/d actuele radio kanaal “Inner Loop Power Control” • UL/DL: Node B commandeert UE TPC up/down (SIR versus SIRdef) • 1500 PC cycli/sec SIR: Signal-to- Interference Ratio TPC: Transmit Power Control UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  31. Activeer nieuwe Node B Update actieve set van cellen Analyse meetgegevens UE: Bepaald signaal- kwaliteit en sterkte van eigen en lokale Node B HOV beslissing Handover (HO) beslissingen Meetwaarden Node B: Bepaald signaal- kwaliteit en signaalsterkte Rapport gemeten waarden RNC • UMTS Handover • Geïnitieerd door RNC • Uitgevoerd door UE UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  32. HandoverHard HO versus Soft HO • Hard HO • TDD/TDD • FDD/FDD bij verandering CN • Inter-systeem HO (FDD/TDD, UMTS/GSM) Soft HO Intra-systeem FDD/FDD Softer HO Node B intern UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  33. CN Iu Iub RNC Iub Iub Iur Iub Iub RNC Iub RNC CN Iu HandoverIntra-RNC versus Inter-RNC Intra-RNC Soft HO slechts 1 RNC betrokken • Inter-RNC Soft HO • S-RNC: combining/Splitting + RR allocation • D-RNC: RR allocatie • D-RNC  S-RNC UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  34. UMTS 13.00 - 14.30 • Demo filmpjes 1 • Overzicht standaardisatie en concepten • UMTS Netwerk Architectuur • Vergelijking GSM & UMTS • CDMA in UMTS • 3G spectrum, • Duplex/Multiplex • Utra Codes • Power Control • Handover • Demo filmpjes 2 • Planning aspecten • UMTS Licentie procedure • Conclusies UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  35. UMTS 13.00 - 14.30 • Demo filmpjes 1 • Overzicht standaardisatie en concepten • UMTS Netwerk Architectuur • Vergelijking GSM & UMTS • CDMA in UMTS • 3G spectrum, • Duplex/Multiplex • Utra Codes • Power Control • Handover • Demo filmpjes 2 • Planning aspecten • UMTS Licentie procedure • Conclusies UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  36. Radio Planning strategieën • FDD Mode voor: • “Coverage driven” scenario • Macro en micro cellen • Data snelheden tot 384 kbs bij hoge mobiliteit • TDD Mode voor: • “Hot spot” scenario • Efficiënter in kleine cellen met a-symmetrisch verkeer • Data snelheden tot 2 Mbs UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  37. Netwerk dimensionering WCDMA netwerk dimensionering verschilt t.o.v. dat van GSM: 1. Geen noodzaak voor frequentie planning 2. - Cel radius sterk afhankelijk van de “Bearer data rate” - “Link budgets” sterk afhankelijk van de “Bearer” type en omgeving - Cel dekking neemt af met Cel belasting (“Cell Breathing”) 3. Power Control is een cruciaal aspect 4. Soft Handover Gain 5. Verkeer bestaat uit: Circuit Switched en Packet Switched UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  38. Cel Belasting = 50% Cel Belasting = 75% “Cell Breathing” effect Cel belasting stijgt boven een bepaalde specifieke drempel Ontvanger ruis niveau stijgt Cel dekkingsgebied kleiner Nieuwe cel of 2de RF kanaal vereist 3dB Cel Krimpt ! UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  39. Soft Handover In de dimensionereing wordt uitgegaan van 40% van de UE is in Soft HO Softer HO Gebied RNC S3 Soft HO Gebied S1 S2 Netwerk Dimensionering Soft Handover en Softer Handover Softer Handover In de dimensionereing wordt uitgegaan van 10-15% van de UE is in Softer HO UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  40. UMTS 13.00 - 14.30 • Demo filmpjes 1 • Overzicht standaardisatie en concepten • UMTS Netwerk Architectuur • Vergelijking GSM & UMTS • CDMA in UMTS • 3G spectrum, • Duplex/Multiplex • Utra Codes • Power Control • Handover • Demo filmpjes 2 • Planning aspecten • UMTS Licentie procedure • Conclusies UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  41. UMTS Licentie veiling in Nederland • Vijf frequentie kavels met gepaarde- en ongepaarde spectrum (A-E) • Licentie A moet volledig ‘interwerken’ met 2G GSM, de overige met IMT-2000 standaard • Licenties hebben een geldigheidsduur van 15 jaar • Dekkingsvoorschriften: • Vanaf 1 jan. 2007 dekking in alle steden met>25k inwoners, alle hoofdwegen, spoorlijnen en waterwegen (60% dekking); • Vanaf 1 jan 2003 UMTS Services beschikbaar; • Minimale service niveau 144kbs. • Nationale roaming UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  42. UMTS Frequentie kavels: • Licentie A: • 2 x 14,6 MHz gepaard, • 1 x 5,4 MHz ongepaard; • Licentie B: • 2 x 14,8 MHz gepaard, • 1 x 5 MHz ongepaard; • Licenties C, D, E: • 2 x 10 MHz gepaard, • 1 x 5 MHz ongepaard. UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  43. UMTS Licentie veiling in Nederland • Initieel 8 gegadigde; vlak voor de start nog 6 over • KPN, Libertel, Dutchtone, Telfort, 3G Blue, Versatel • Veiling startte op 6 Juli 2000 • Veiling eindigde na 305 ronden in slechts 13 dagen Ben UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  44. Licentieverdeling na de veiling UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  45. UMTS 13.00 - 14.30 • Demo filmpjes 1 • Overzicht standaardisatie en concepten • UMTS Netwerk Architectuur • Vergelijking GSM & UMTS • CDMA in UMTS • 3G spectrum, • Duplex/Multiplex • Utra Codes • Power Control • Handover • Demo filmpjes 2 • Planning aspecten • UMTS Licentie procedure • Conclusies UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

  46. Conclusies • Met UMTS zal mobiel communiceren meer zijn dan alleen mobiel bellen; • UMTS Architectuur; • Verschillen 2G/2.5G/3G; • W-CDMA; • Netwerkplanning; • UMTS veiling in Nederland. UMTS Technology Explained Errol Nasierkhan

More Related