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Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 1 Lezione 22 – Sistemi Cellulari UMTS.

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1 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 1 Lezione 22 – Sistemi Cellulari UMTS

2 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 2 Macro-Cell Micro-Cell Pico-Cell Mega-Cell Pico-celle d<100 m Micro-celle d<1 Km Macro-celle d~20/30 km Megacelle

3 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 3 WWW accesso a reti intranet Immagini in movimento videoconferenza Sms multimediali E-mail Interference voce Perché passare a UMTS?

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7 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 7 UMTS- caratteristiche f=2 GHz (International Telecommunications Union) Banda =5 MHz (up-link e down-link) Chip rate= 3.84 Mchip/s T chip =0.26µs

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9 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 9 f1f1f1f1 Up-link f2f2f2f2 Down-link FDD f1f1f1f1 Up-link f1f1f1f1 Down-link TDD Tdown Tup FrequencyDivisionDuplex / TimeDivisionDuplex

10 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 10 UTRA / FDDUTRA / TDD Tecnica d accesso W-CDMATD-CDMA Canalizzazione5 [MHz] Chip rate3.84 [Mchip/s] Data rate massimo 384 kb/s2 Mb/s Spreading factor4-2561,2,4,8,16 RicevitoreRakeJoint Detection Trama0.667/10/720 [ms] Handoversofthard Controllo di potenza Veloce: ogni 0.667 [ms] lento: ogni 10 [ms] ModulazioneDown-link: QPSK Up-link: Doppio codice BPSK QPSK

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12 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 12 B node RNC B node RNC 3G MSC/VLR HLR PST/ ISDN Packet data networks GGSN 3G SGSN GnGn I u ps I u cs GsGs UTRAN CORE NETWORK

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15 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 15 Si utilizza in caso di soft handover

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17 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 17 r Tutti gli utenti hanno a disposizione simultaneamente lintera banda r In ricezione, la separabilità tra i singoli segnali è basata sullimpiego da parte di ciascun utente di un proprio codice per il quale viene moltiplicata in trasmissione linformazione dutente (operazione di espansione dello spettro o spreading) r Se i codici impiegati sono ortogonali tra loro, il ricevitore è in grado di isolare e ricostruire nuovamente i flussi informativi dei diversi utenti, con operazioni semplici. r A causa del rumore, delle distorsioni introdotte nel canale di propagazione e delle proprietà non ideali dei codici, il numero massimo di segnali che si possono sovrapporre è limitato. CDMA: concetti di base

18 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 18 r Nelloperazione di espansione, la sequenza dinformazione con intervallo di ripetizione dei simboli T b viene modulata sui livelli antipodali +1 e –1 e moltiplicata per una sequenza binaria con valori {-1,1}, con intervallo di ripetizione T c tra i simboli elementari detti chip. r Il rapporto G s =T b /T c è definito come guadagno del processo, in assenza di codifica, o fattore despansione (spreading factor).

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24 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 24 OVSF 1010 1111 0000 1111 1111 0000 0000 n Chip rate 3.84 Mchip/s Multi-SF code 240 kb/s 480 kb/s 960 kb/s Tempo di simbolo 16240 kb/s 8480 kb/s 4960 kb/s SFData rate

25 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 25 Scrambling code Non modifica il chip rate, serve per: separare gli utenti in up-linkseparare gli utenti in up-link separare le celle in down-link separare le celle in down-link r Numero complessivo m 2 18 -1 = 262,143 (numerati da 0 a 262,142) r Impiegabili m 512 insiemi composti da m 1 codice primario [n=16i (con i=0…511)]. m 15 codici secondari [n=16 i+k, ( k=1…15)]. A ciascuna cella è allocato uno ed un solo codice primario.

26 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 26 UMTS: Down Link I canali fisici trasmessi contemporaneamente trasportano sia i canali logici relativi alle informazioni dutente (dati) sia i canali di per adattare il ricevitore alle caratteristiche del canale (Common Pilot Channel) Ch 1 G1G1 Ch 2 G2G2 Ch M GMGM P-SCH GPGP S-SCH GSGS I canali di sincronizzazione vengono aggiunti al flusso dati in down link senza essere codificati perché essendo i primi canali letti dal terminale, questultimo non può conoscere il codice di codifica prima di sincronizzarsi

27 http://culture.deis.unical.it Corso di Telematica A.A. 2003-2004Prof. Salvatore Marano 27 Power control Tutti gli utenti sono sovrapposti in frequenza e nel tempo può accadere che per la diversa distanza dalla BS (near-far) o per effetto del fading un utente sia ricevuto con una potenza molto maggiore degli altri e disturbi tutti gli altri. POWER CONTROL La BS effettua quindi una misura della potenza ricevuta dal mobile e comanda lincremento o la riduzione di potenza trasmessa per mantenere P1 e P2 uguali P1 P2


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