diplomska naloga hsupa -aljaz.vodopivec - scpet.net aljaz_tk.pdf · Šolski center za poŠto,...

ŠOLSKI CENTER ZA POŠTO, EKONOMIJO IN TELEKOMUNIKACIJE LJUBLJANA

VIŠJA STROKOVNA ŠOLA

DIPLOMSKA NALOGA

ALJAŽ VODOPIVEC

Ljubljana, november 2008

ŠOLSKI CENTER ZA POŠTO, EKONOMIJO IN TELEKOMUNIKACIJE LJUBLJANA

VIŠJA STROKOVNA ŠOLA Študijski program: telekomunikacije

DIPLOMSKA NALOGA

HSUPA Diplomant: Aljaž Vodopivec Mentor: Iztok Saje, univ. dipl. inž. el. Lektorica: Vesna Gomboc, dipl. slovenistka Vpisna številka: 12130081415

Ljubljana, november 2008

VODOPIVEC, Aljaž. HSUPA: dipl. nal., Ljubljana, ŠC PET, VSŠ, 2008 _______________________________________________________________________________

2

Zahvala

Zahvaljujem se vsem, ki so mi ob izdelavi diplomske naloge stali ob strani in mi na

kakršenkoli način pomagali.

Posebna zahvala gre mentorju Iztoku Sajetu, univ. dipl. inž., za njegovo izdatno pomoč in

usmerjanje ter spodbudo, ki je v veliki meri pripomogla k izdelavi diplomske naloge.


3

Izvleček

V diplomski nalogi je opisan princip delovanja prenosov HSUPA. V uvodnem delu je

predstavljen razvoj mobilne telefonije – od tehnologije NMT prek tehnologij GSM, EDGE,

UMTS in HSDPA do prenosov HSUPA. Predstavljene so razlike med prenosi HSDPA in

HSUPA. Podrobno sta opisani struktura in funkcionalnost HSUPA, kot so posamezni

protokoli, struktura oddajnika in fizični kanali na navzgornji in navzdolnji povezavi.

Predstavljen je vpliv uravnavanja moči na delovanje prenosov HSUPA s posebnim

poudarkom na uravnavanju moči zunanjega kroga in funkciji mehkega izročanja. Podrobno

je opisan razporejevalnik z vsemi dopustnimi razporeditvami ter oceno njegovih

zmogljivosti in omogočanja hitrejšega prenosa podatkov. Glavna funkcija prenosov

HSUPA je prenašanje podatkovnih paketov med celicami, kar je podrobno opisano v

poglavju Mobilnost. Sledi opis upravljanja zmogljivosti na prenosu HSUPA in nosilne

storitve radijskega dostopa. Na koncu so predstavljene še selitve in aktiviranja na prenosih

HSUPA.

Ključne besede

HSUPA, struktura oddajnika, fizični kanal, uravnavanje moči, razporejevalnik, E-DCH,

HARQ, RNC, bazna postaja.


4

Abstract

In this task I tray to explain basics principals of HSUPA. First chapter contains

introduction of mobile technologies from NMT over GSM, EDEG, UMTS and HSDPA

technologies till HSUPA. There is description of basic principles of HSDPA and HSUPA.

Following is explained detailed specification of structure and functionality of HSUPA, like

basic protocols, transmitter structure and physical channels on DL and UL. Also influence

of power regulation is introduced, with main stress on outer loop power control and soft

handover functionality. There is detailed introduction of scheduler functionality with all his

scheduling grants, resource estimations, and scheduling requests. Main function of HSUPA

is carrying packets between cells, which is explained in chapter »Mobility«. After that is

described capacity management on HSUPA followed by radio access bearer. On the end

migration and activation on HSUPA is explained.

Keywords

HSUPA, transmitter architecture, physical channel, power control, scheduler, E-DCH,

HARQ, RNC, base station.


5

Kazalo vsebine

SEZNAM KRATIC ............................................................................................................. 8 1 Uvod ............................................................................................................................ 23 2 Osnovni principi delovanja HSDPA in HSUPA ..................................................... 25

2.1 Princip delovanja HSDPA................................................................................... 26 2.1.1 Prenos kanala s souporabo (HS-DSCH)...................................................... 26 2.1.2 Višja stopnja modulacije ............................................................................. 26 2.1.3 Hitra povezava prilagajanja ......................................................................... 27 2.1.4 Hitro kanalsko odvisno razporejanje ........................................................... 28 2.1.5 HARQ z mehkim združevanjem ................................................................. 28 2.1.6 Kratek prenosni časovni interval ................................................................. 29 2.1.7 Dinamična razporeditev moči...................................................................... 29

2.2 Princip delovanja HSUPA................................................................................... 30 2.3 Primerjava med HSDPA in HSUPA ................................................................... 32

3 Struktura in funkcionalnost HSUPA....................................................................... 34 3.1 Protokol ............................................................................................................... 34 3.2 Struktura oddajnika ............................................................................................. 35 3.3 Prenos podatkov na navzgornji povezavi ............................................................ 38 3.4 Struktura fizičnih kanalov HSUPA ..................................................................... 42 3.5 Fizični kanali na navzdolnji povezavi ................................................................. 42 3.6 Fizični kanali na navzgornji povezavi ................................................................. 45 3.7 Protokol L1/L2 in funkcionalnost ....................................................................... 46 3.8 Hibridni ARQ v povezavi z mehkim združevanjem ........................................... 49

4 Uravnavanje moči...................................................................................................... 55 4.1 Uravnavanje moči................................................................................................ 55 4.2 Uravnavanje moči zunanjega kroga za kanal E-DCH......................................... 56 4.3 Mehko izročanje .................................................................................................. 59

5 Razporejevalnik......................................................................................................... 60 5.1 Razporejevalnik ................................................................................................... 60 5.2 Dopustne razporeditve in mehko izročanje ......................................................... 66 5.3 Prošnja za hitrejši prenos podatkov..................................................................... 68 5.4 Ocena zmogljivosti razporejevalnika .................................................................. 69

6 Mobilnost.................................................................................................................... 72 6.1 E-DCH/HS-DSCH-izbira celic............................................................................ 73 6.2 Mehko/mehkejše izročanje E-DCH..................................................................... 75 6.3 Sprememba celice E-DCH/HS-DSCH ................................................................ 76 6.4 Zapustitev pokrivanja HSUPA ............................................................................ 81 6.5 Pokrivanje proženja spodnjega stikala s strani E-DCH/HS-DSCH..................... 83

7 Upravljanje zmogljivosti........................................................................................... 84 8 Nosilna storitev radijskega dostopa ......................................................................... 92 9 Selitve in aktiviranje.................................................................................................. 95

9.1 Selitve in aktiviranje............................................................................................ 95 9.2 Lokalna celica E-DCH ........................................................................................ 96 9.3 HSUPA MO......................................................................................................... 96 9.4 Kodne omejitve na navzdolnji povezavi ............................................................. 97


6

10 Sklep........................................................................................................................ 99 11 Viri in literatura .................................................................................................. 100

Kazalo slik

Slika 1: Primerjava modulacij QPSK in 16QAM................................................................ 27 Slika 2: Prenosni parametri, prilagojeni trenutnim radijskim pogojem............................... 27 Slika 3: Oddajanje k uporabnikom z ugodnimi radijskimi pogoji....................................... 28 Slika 4: Hitra zahteva ponovnega prenosa manjkajočih podatkov (hibridni ARQ) ............ 29 Slika 5: Kratek prenosni časovni interval............................................................................ 29 Slika 6: Razporeditev moči brez in s HSDPA..................................................................... 30 Slika 7: Izpopolnjena navzgornja povezava – strukturni pregled........................................ 33 Slika 8: Protokolni sklad na pretoku E-DCH za načrt pretoka uporabniških podatkov...... 34 Slika 9: Struktura oddajnika za HSUPA na navzgornji povezavi ....................................... 35 Slika 10: Prenos podatkov HSUPA na navzgornji povezavi............................................... 39 Slika 11: Fizični kanali za HSDPA in HSUPA ................................................................... 42 Slika 12: Kanali HSUPA na navzdolnji povezavi ............................................................... 43 Slika 13: Kanali HSUPA na navzgornji povezavi............................................................... 45 Slika 14: HSUPA-struktura kanalov.................................................................................... 46 Slika 15: Struktura protokola E-DCH ................................................................................. 47 Slika 16: E-TFC selekcija.................................................................................................... 48 Slika 17: Način delovanja HARQ ....................................................................................... 50 Slika 18: Večkratni vzporedni proces HARQ ..................................................................... 51 Slika 19: HSUPA hibridni ARQ.......................................................................................... 52 Slika 20: Mehko združevanje – redundančne različice ....................................................... 54 Slika 21: SRB, preslikan na E-DCH v različici P5.............................................................. 56 Slika 22: Algoritem zunanjega kroga E-DCH..................................................................... 57 Slika 23: Regulator skakanja E-DCH.................................................................................. 58 Slika 24: Naloge razporejevalnika....................................................................................... 61 Slika 25: Ponovno razporejanje........................................................................................... 62 Slika 26: Primer razporejanja E-DCH, izbira TFC in E-TFC ............................................. 63 Slika 27: Razporejanje HSUPA........................................................................................... 64 Slika 28: Izbira transportnega formata ................................................................................ 65 Slika 29: Primer razporejanja .............................................................................................. 65 Slika 30: Razporejevalnik – nadzor signalizacije................................................................ 68 Slika 31: Delovanje razporejevalnika.................................................................................. 69 Slika 32: Izračun zmogljivosti razporejevalnika ................................................................. 70 Slika 33: Prioritetni vrstni red za vzpostavitev interaktivne PS .......................................... 73 Slika 34: Celična selekcija interaktivnega PS ..................................................................... 75 Slika 35: Dodajanje celice v aktivni niz .............................................................................. 79 Slika 36: Sprememba servisne celice .................................................................................. 80 Slika 37: Odstranitev in zamenjava neservisne celice......................................................... 80 Slika 38: Dogodek 1d HS – poslan, vendar ne sprejet ........................................................ 81 Slika 39: Kriterij proženja dogodka 1d v RNC ................................................................... 82 Slika 40: Medcelična sprememba v RNC............................................................................ 83


7

Slika 41: Pokrivanje proženja spodnjega stikala na DCH................................................... 84 Slika 42: Primerjava upravljanja zmogljivosti z razporejevalnikom RBS.......................... 85 Slika 43: Splošni pregled delovanja upravljanja zmogljivosti ............................................ 86 Slika 44: Krmiljenje dostopa, število uporabnikov ............................................................. 88 Slika 45: Krmiljenje dostopa, strojna oprema ..................................................................... 88 Slika 46: Promet prioritetnega razreda ................................................................................ 89 Slika 47: Dodeljene kode skupnih kanalov ......................................................................... 98

Kazalo tabel

Tabela 1: Primerjava HSDPA/HSUPA ............................................................................... 32 Tabela 2: Podatkovne hitrosti za posamezne kategorije uporabniških enot........................ 37 Tabela 3: Kategorije oddajnikov glede na 3GPP................................................................. 38 Tabela 4: Povzetek tabele E-TFCI ...................................................................................... 41 Tabela 5: Definicija SRB in radijskega nosilca za HSUPA ................................................ 49 Tabela 6: Vrednosti transportnih blokov E-TFCI................................................................ 66


8

SEZNAM KRATIC

16QAM 16 Quadrature Amplitude Modulation

16-stanjska kvadraturno amplitudna modulacija

1G First Generation wireless

Brezžični sistemi prve generacije

2G Second Generation wireless

Brezžični sistemi druge generacije

3G Third Generation wireless

Brezžični sistemi tretje generacije

4G Fourth Generation wireless

Brezžični sistemi četrte generacije

3GPP Third Generation Partnership Project

Partnerski projekt tretje generacije

AAL2 ATM Adaptation Layer type 2

Prilagodilni sloj ATM – tip 2

ACK Acknowledgement

Potrditev

ALCAP Access Link Control Application Part

Aplikacijski protokol za krmiljenje dostopovne povezave

AM Acknowledge Mode

Potrditveni način

AMC Adaptive Modulation and Coding

Prilagodljiva modulacija in kodiranje

AMR Adaptive MultiRate speech codec

Prilagodljivi kodek za več (bitnih) hitrosti

ARQ Automatic Repeat reQuest

Avtomatsko ponavljanje zahteve

AS Access Stratum

Dostopovna plast


9

ASC Access Service Class

Razred dostopovne storitve

ATM Asynchronous Transfer Mode

Asinhroni prenosni način

AUTN Authentication Token

Overitveni žeton

BCCH Broadcast Control Channel

Krmilni kanal z razpršeno oddajo

BCH Broadcast Control Channel

Kanal z razpršeno oddajo

BER Bit Error Rate

Delež napačnih bitov

BLER Block Error Rate

Blokovno napakovna hitrost

BMC Broadcast/Multicast Control

Nadzor razpršene oddaje/oddaja več prejemnikom

BSS Base Station Sub-system

Podsistem baznih postaj

BSSMAP Base Staion System Management Application Part

Mobilni aplikacijski protokol sistema baznih postaj

C/I Carrier-to-Interference ratio

Razmerje nosilec/motnja

CC Call Control

Krmiljenje klica

CCCH Common Control Channel

Skupni krmilni kanal

CCPCH Common Control Physical Channel

Skupni krmilni fizični kanal

CCTrCH Coded Composite Transport Channel

Kodirani sestavljeni transportni kanal

CFN Connection Frame Number

Številka povezovalnega okvira


10

CK Cipher Key

Kodirani sestavljeni transportni kanal

CM Connection Management

Upravljanje povezave

CN Core Network

Jedrno omrežje

CPCH Common Packet Channel

Skupni paketni kanal

CPICH Common Pilot Channel

Skupni pilotski kanal

CQI Channel Quality Indicator

Indikator kakovosti kanala

CRC Cyclic Redundancy Check

Ciklično preverjanje redundance

CRNC Controlling RNC

Nadzorni RNC

C-RNTI Cell RNTI

Začasni identifikator v celičnem radijskem omrežju

CS Circuit Switched

Vodovno komutiran

CQI Channel Quality Indicator

Indikator kakovosti kanala

CTCH Common Traffic Channel

Skupni prometni kanal

DCA Dynamic Channel Allocation

Dinamično razporejanje kanalov

DCCH Dedicated Control Channel

Namenski krmilni kanal

DCH Dedicated Channel

Namenski kanal

DC-SAP Dedicated Control SAP

Dodeljen nadzorni SAP


11

DL Downlink

Navzdoljna povezava

DPCCH Dedicated Physical Control Channel

Namenski fizični krmilni kanal

DPCH Dedicated Physical Channel

Namenski fizični kanal

DPDCH Dedicated Physical Data Channel

Namenski fizični podatkovni kanal

DRAC Dynamic Resource Allocation Control

Nadzor dinamičnega dodeljevanja sredstev

DRNC Drift RNC

Ponorni RNC

DRNS Drift RNS

Namenski podsistem radijskega omrežja

DRX Discontinuous Reception

Nezvezni sprejem

DSCH Downlink Shared Channel

Souporabniški kanal navzdolnje povezave

DSL Digital Subscriber Line

Digitalni naročniški vod

DTCH Dedicated Traffic Channel

Namenski prometni kanal

DTX Discontinuous Transmission

Nezvezni prenos

DVD Digital Versatile Disc

Digitalni večstranski disk

E-AGCH Enhanced – Access Grant Channel

Izboljšan kanal za dodeljevanje dostopa

E-DCH Enhanced – Dedicated Channel

Izboljšan navzgornji dodeljeni kanal

EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution

GSM za hitrejše podatkovne komunikacije


12

E-DPCCH Enhanced – Dedicated Physical Control Channel

Izboljšan namenski fizični krmilni kanal

E-DPDCH Enhanced – Dedicated Physical Data Channel

Izboljšan namenski fizični podatkovni kanal

EP Elementary Procedure

Osnovne procedure

E-TFCI Enhanced - Transport Format Combination Indicator

Izboljšan indikator kombinacije prenosnih formatov

FACH Forward Access Channel

Naprejšnji dostopovni kanal

FAUSCH Fast Uplink Signaling Channel

Hitri navzgornji signalizacijski kanal

FDD Frequency Division Duplex

Frekvenčni dupleks

FEC Forward Error Correction

Naprejšnje popravljanje napak

FFS For Further Study

Za nadaljnjo raziskavo

FLA Fast Link Adaptation

Hitra prilagoditev povezave

FN Frame Number

Številka okvira

FP Frame Protocol

Protokolni okvir

GPRS General Packet Radio Service

Splošna paketna radijska storitev

GSM Global System for Mobile communication

Globalni sistem mobilnih komunikacij

HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest

Hibridno avtomatsko ponavljanje zahteve

HSCSD High Speed Circuit Switched Data

Hitri vodovno komutirani podatki


13

HSDPA High – Speed Downlink Packet Access

Hitri navzdolnji paketni dostop

HS-DPCCH High – Speed (related uplink) Dedicated Physical Control Channel

Hitri (navzgornji) namenski fizični krmilni kanal

HS-DSCH High – Speed Downlink Shared Channel

Hitri souporabniški kanal navzdolnje povezave

HSPA High – Speed Packet Access

Hitri paketni dostop

HS-PDSCH High – Speed Physical Downlink Shared Channel

Hitri fizični navzdolnji souporabniški kanal

HS-SCCH High – Speed Shared Control Channel

Hitri souporabniški krmilni kanal navzdolnje povezave

HSUPA High – Speed Uplink Packet Access

Hitri navzgornji paketni dostop

ID Identifier

Identifikator

IE Information Element

Informacijski element

IFHO Inter Frequence HO

Medfrekvenčno izročanje

IMEI International Mobile Equipment Identity

Mednarodna identiteta mobilnega terminala

IMSI International Mobile Subscriber Identity

Mednarodni identifikator mobilne postaje

IP Internet Protocol

Internetni protokol

ISCP Interference on Signal Code Power

Interferenčna moč signala

Iub RNC to Node B Interface

Povezava med RNC in bazno postajo

kbps kilo-bits per second

kilo bitov na sekundo


14

KPI Key Performance Indicators

Ključni indikator zmogljivosti

KSI Key Set Identifier

Identifikator nabora ključev

ksps kilo-symbols per second

kilo simbolov na sekundo

L1 Layer 1

Sloj 1

L2 Layer 2

Sloj 2

L3 Layer 3

Sloj 3

MAC Medium Access Control

Krmiljenje dostopa do medija

MAC-hs Medium Access Control – high speed

Hitro krmiljenje dostopa do medija

Mbps Mega bits per second

Mega bitov na sekundo

MCC Mobile Country Code

Mobilna deželna koda

Mcps Mega chips per second

Mega čipov na sekundo

MIMO Multiple Input Multiple Output antenna system

Antenski sistem z več vhodi in izhodi

MM Mobility Management

Upravljanje mobilnosti

MMS Multimedia Message Service

Storitev multimedijskih sporočil

MNC Mobile Network Code

Koda mobilnega omrežja

MO Mobile Originating Call

Klic mobilnega izvora


15

MS Mobile Station

Mobilna postaja

MSC Mobile service Switching Centre

Mobilni komutacijski center

MT Mobile Terminal

Mobilni terminal

MTC Mobile Terminated Call

Mobilno zaključeni klic

NACK Negative Acknowledgement

Negativna potrditev

NAS Non Access Stratum

Nedostopovna plast

NBAP Node B Application Protocol

Aplikativni protokol node B

NMT Nordic Mobile Telephony

Nordijski sistem mobilne telefonije

Node B UMTS BTS (Base Transceiver Station)

Bazna oddajno-sprejemna postaja UMTS

Nt-SAP Notification SAP

Opozorilni SAP

NW Network

Omrežje

O Optional

Opcijsko

ODMA Opportunity Driven Multiple Access

Sodostop glede na priložnosti

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

Ortogonalno frekvenčno multipleksiranje

OLPC Outer Loop Power Control

Uravnavanje moči zunanjega kroga

OVSF Orthogonal variable Spreading Factor

Spremenljiv faktor razprševanja z ortogonalno kodo


16

PAR Peak to Average Ratio

Razmerje temenske in povprečne hitrosti

PC Power Control

Krmiljenje moči

PC Personal Computer

Osebni računalnik

PC Packet Switched

Paketno komutiran

PCCH Paging Control Channel

Pozivni nadzorni kanal

P-CCPCH Primary Common Control Physical Channel

Glavni skupni fizični nadzorni kanal

PCH Paging Channel

Klicni kanal

PDCH Packet Data Convergence Protocol

Paketni podatkovni konvergentni protokol

PDSCH Physical Downlink Shared Channel

Fizični navzdoljni souporabniški kanal

PDU Protocol Data Unit

Protokolna podatkovna enota

PF Proportional Fair

Nepristranska sorazmernost

PHY Physical layer

Fizični sloj

PICH Paging Indicator Channel

Kanal s klicnim indikatorjem

PNFE Entity Paging and Notification Control Functional

Nadzor poziva in opozorilne funkcije

PRACH Physical Random Access Channel

Fizični kanal z naključnim dostopom

PS Packet Switched

Paketna komutacija


17

PSCH Physical Synchronization Channel

Fizični sinhronizacijski kanal

PSTN Public Switched Telephone Network

Javno komutirano telefonsko omrežje

PUSCH Physical Uplink Shared Channel

Fizični navzgornji souporabniški kanal

Q Quintet, UMTS authentication vector

Kvintet, avtentifikacijski vektor UMTS

QAM Quadrature Amplitude Modulation

Kvadraturno-amplitudna modulacija

QoS Quality of Service

Kakovost storitve

QPSK Quadrature Phase Shift Keying

Kvadraturna modulacija s faznim pomikom

RA Routing Area

Usmerjalno področje

RAB Radio Access Bearer

Nosilna storitev radijskega dostopa

RACH Random Access Channel

Kanal z naključnim dostopom

RAI Routing Area Identity

Identifikacija usmerjalnega področja

RAN Radio Access Network

Radijsko dostopovno omrežje

RANAP Radio Access Network Application Part

Aplikacijski del radijskega dostopovnega omrežja

RB Radio Bearer

Radijski nosilec

RFE Routing Functional Entity

Funkcija usmerjanja

RL Radio Link

Radijska povezava


18

RLC Radio Link Control

Krmiljenje radijske povezave

RM Radio Matching

Radijska prilagoditev

RNC Radio Network Controller

Krmilnik radijskega omrežja

RNS Radio Network Subsystem

Podsistem radijskega omrežja

RNTI Radio Network Temporary Identifier

Začasni identifikator radijskega omrežja

RR Round Robin

Krožno dodeljevanje

RRC Radio Resource Control

Krmiljenje radijskih virov

RSCP Radio Signal Code Power

Kodna moč sprejetega signala

RSSI Received Signal Strength Indicator

Indikator moči sprejetega signala

RT Real Time

Realni čas

RTT Round Trip Time

Čas obhoda

RX Receive

Sprejem

SAI Service Area Identifier

Identifikator storitvenega področja

SAP Service Access Point

Storitvena dostopovna točka

SCCP Signalling Connection Control Part

Krmilni del signalizacijske zveze

S-CCPCH Secondary Common Control Pyisical Channel

Sekundarni skupni krmilni fizični kanal


19

SCH Synchronization Channel

Sinhronizacijski kanal

S-CPICH Secondary Common Pilot Channel

Drugi skupni pilotski kanal

SDR Software – Defined Radio

Programljivi radio

SDU Service Data Unit

Storitvena podatkovna enota

SF Spreading Factor

Razprševalni faktor

SFN System Frame Number

Sistemska številka okvira

SGSN Serving GPRS Support Node

Strežno podporno vozlišče GPRS

SHCCH Shared Control Channel

Skupni nadzorni kanal

SID Size Index

Indeks velikosti

SIR Signal to Interference Ratio

Razmerje med signalom in motnjo

SMS Short Message Service

Storitev kratkih sporočil

SRB Signalling Radio Bearer

Signalni radijski nosilec

SRNC Serving RNC

Strežni RNC

SRNS Serving RNS

Strežni podsistem radijskega omrežja

S-RNTI SRNC – RNTI

Strežni RNC – Začasni identifikator radijskega omrežja

SSMA Spread Spectrum Multiple Access

Sodostop z razpršenim spektrom


20

TB Transport Block

Transportni blok

TBS Transport Block Set

Nabor transportnih blokov

TCP Transmission Control Protocol

Protokol za krmiljenje prenosa

TDD Time Division Duplex

Časovni dupleks

TE Transport Format

Transportni format

TFC Transport Format Combination

Kombinacija transportnih formatov

TFCI Transport Format Combination Identifier

Indikator kombinacije transportnih formatov

TFCS Transport Format Combination Set

Nabor kombinacij transportnih formatov

TFI Transport Format Indicator

Indikator transportnih formatov

TFS Transport Format Set

Nabor transportnih formatov

TM Transparent Mode

Transparentni način

TME Transfer Mode Entity

Entiteta transportnega načina

TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity

Začasni identifikator mobilne postaje

TPC Transmit Power Control

Krmiljenje oddajne moči

Tr Transparent

Transparenten

TrCH Transport Channel

Transportni kanal


21

TTI Transmission Time Interval

Prenosni časovni interval

TV Television

Televizija

Tx Transmission

Prenos

UARFCN UMTS Absolute Radio Frequency Channel

Absolutna frekvenca radijskega kanala UMTS

UE User Equipment

Uporabniška oprema

UEA UMTS Encryption Algorithm

Šifrirni algoritem UMTS

UE-ID User Equipment Identifier

Identifikator uporabniške opreme

UIA UMTS Integrity Algorithm

Algoritem preverjanja v UMTS

UL Uplink

Navzgornja povezava

UM Unacknowledged Mode

Nepotrjeni način

UMTS Universal Mobile Telecommunication System

Univerzalni mobilni telekomunikacijski sistem

UNACK Unacknowledgement

Nepotrjevanje

URA UTRAN Registration Area

Registracijsko področje UTRAN

U-RNTI UTRAN - RNTI

Prizemno radijsko dostopovno omrežje UMTS – Začasni

identifikator radijskega omrežja

USCH Uplink Shared Chanel

Navzgornji souporabniški kanal


22

UTRA UMTS Terrestrial Radio Access

Prizemno radijsko dostopovno omrežje

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network

Prizemno radijsko dostopovno omrežje UMTS

VLR Visitor Location Register

Register gostujočih naročnikov

VoIP Voice over IP

Govor prek IP

VSF Variable Spreading Factor

Spremenljiv faktor razprševanja

WAP Wireless Application Protocol

Protokol brezžičnih aplikacij

WCDMA Wideband Code Division Multiple Access

Širokopasovni kodno porazdeljeni sodostop

WiFi Wireless Fidelity

Brezžična vernost

WiMAX Worldwide interoperability for Microwave Access

Svetovna medsebojna obratovalnost mikrovalovnega dostopa

WLAN Wireless Local Area Network

Brezžično lokalno omrežje

xDSL x Digital Subscriber Line

x-Digitalni naročniški vod

XRES Expected Response

Pričakovani odziv


23

1 Uvod

Proti koncu osemdesetih let so v državah Vzhodne Evrope in Skandinavije začeli razvijati

standard NMT. Z uvedbo standarda NMT v Sloveniji na začetku devetdesetih let dobimo

prvo mobilno omrežje. Govorimo o prvi generaciji mobilne tehnologije (1G).

Sledi logičen preskok iz analogne na digitalno tehnologijo, uvede se druga generacija

mobilne tehnologije (2G) – GSM, s katero v Sloveniji dobimo možnost prenosa podatkov.

Pojavijo se kratka sporočila – SMS. Za zagotavljanje prenosa podatkov je bila po vsej

državi vzpostavljen nova infrastruktura z gradnjo baznih postaj. Prenos podatkov je

temeljil na tehnologiji CSD – to so vodovno komutirani podatki , ki ji je sledila tehnologija

HSCSD – hitro vodovni komutirani podatki s hitrostjo prenosa podatkov do 57,6 kbit/s.

Zaradi prepočasno delujočega omrežja, katerega posledica je bilo vse več in več

uporabnikov tehnologije GSM, je sledila nova nadgradnja omrežja. Uvedli so tehnologijo

GPRS. Omogoča prenos podatkov prek mobilnih telefonov. Nato so uvedli preklapljanje

paketov (paketna komutacija), kar pomeni, da se zaračunava količina prenesenih podatkov

in ne čas, ki je potreben za njihov prenos. Teoretična hitrost prenosa podatkov je do 128

kbit/s, kar v praksi pomeni 40 kbit/s. Govorimo o drugi in pol generaciji (2.5G)

Pred prehodom v tretjo generacijo mobilne tehnologije so uvedli sistem EDGE 2.75G.

EDGE predstavlja nadgradnjo GPRS s teoretično hitrostjo prenosa podatkov do 384 kbit/s,

kar v praksi pomeni 150 kbit/s. Te hitrosti doseže z izboljšano modulacijsko shemo.

Uporablja se za aplikacije, ki zahtevajo srednje in visoke hitrosti prenosa podatkov (branje

elektronske pošte, gledanje videoposnetkov nižje kakovosti, prenos glasbenih datotek ...).

Tretja generacija mobilne tehnologije (3G) je bila razvita za prenos širokopasovnih

podatkovnih aplikacij do hitrosti 2Mbit/s, kar v praksi pomeni prenosne hitrosti med 144 in

384 kbit/s. Da pa se je doseglo želene hitrosti, je bilo treba nadgraditi celotni radijski

podsistem. Omrežji 2G in 3G delujeta vzporedno in podpirata iste podatkovne storitve, pri

čemer omrežje 3G deluje bistveno hitreje. Omogoča hiter dostop do interneta, elektronske


24

pošte in videoposnetkov visoke kakovosti. Za radijski dostop do omrežja je bila v Evropi

izbrana tehnologija UMTS, ki jo v nekaterih državah poznajo pod imenom WCDMA.

Bistvo te tehnologije je, da vsi uporabniki uporabljajo isti širokopasovni kanal, širine 5

MHz na izbranem področju 2GHz, med seboj pa so ločeni z različnimi kodami. V omrežju

UMTS zmogljivost ni strogo omejena, temveč jo omejuje le prag šuma. Tudi kakovost

storitve ni več enaka za vse uporabnike, temveč se mehko porazdeli med vse uporabnike.

Vsak novi uporabnik nekoliko zniža kakovost storitve vsem preostalim na določenem

območju, velikost celice pa se z obremenitvijo manjša.

Nadgradnjo tehnologije UMTS predstavlja novi mobilni protokol HSDPA, imenovan tudi

tretja generacija in pol (3.5G), s prenosom podatkov do 14.4 Mbit/s, kar v praksi pomeni 2

do 3 Mbit/s. Protokolu HSDPA pa sledi protokol HSUPA s hitrostjo prenosa do 5,8 Mbit/s.

Govorimo o generaciji tri in tri četrt (3.75G).


25

2 Osnovni principi delovanja HSDPA in HSUPA

Med HSUPA in HSDPA obstaja veliko podobnih principov prenosa podatkov, hkrati pa

obstaja tudi nekaj bistvenih razlik. V splošnem lahko rečemo, da je HSUPA interferenčno

omejen, medtem ko je prenos podatkov HSDPA omejen z močjo oddajanja bazne postaje.

Do tega prihaja, ker ima vsaka uporabniška oprema svojo omejeno zalogo moči ob

prenosu podatkov HSUPA, obenem pa je ta moč porazdeljena med vse trenutne

uporabnike prenosa HSDPA.

Prenos HSUPA je neortogonalen, medtem ko je prenos HSDPA v veliki večini

ortogonalen. To pomeni, da so uporabniki na povezavi HSDPA med seboj ločeni, na

povezavi HSUPA pa prihaja do medsebojnih motenj.

Pri povezavi HSUPA prihaja do problema bližanja oziroma oddaljevanja, kar pomeni, da

signal oddaljenega uporabnika vpade v signal uporabnika, ki je bližje bazni postaji. Da se

temu izognemo, moramo uravnavati moč navzgornjega oddajanja s hitrim uravnavanjem

moči. Pri povezavi HSDPA teh težav ni.

Te razlike nas privedejo do naslednjih sklepov:

– HSDPA je omejena z navzdolnjo močjo, ki je omejena z možnostjo proizvajanja

moči RBS. Eden od omejevalnih faktorjev je tudi drevo kanalizacijskih kod.

– Pri HSUPA je glavni omejevalni faktor frekvenčni spekter.

– Za HSUPA potrebujemo hitro uravnavanje moči, ki pa ni potrebno za HSDPA.

– Hkrati z uravnavanjem moči je pri HSUPA priporočena uporaba mehkega

izročanja, da omejimo pomen medcelične interference. Mehko izročanje povzroča

raznolikost na podoben način kot za namenski kanal.

Kljub razlikam med HSUPA in HSDPA pa lahko izluščimo nekatere osnovne principe

delovanja obeh povezav.


26

2.1 Princip delovanja HSDPA

Koncept HSDPA izboljšanja zmogljivosti, imenovan HS-DSCH, je osnovan na naslednjih

ključnih lastnostih:

– prenos kanala s souporabo (HS-DSCH),

– višja stopnja modulacije,

– hitra povezava prilagajanja,

– hitro kanalsko odvisno razporejanje,

– hitro hibridno avtomatsko ponavljanje zahteve,

– kratek prenosni časovni interval (kratek TTI),

– dinamična razporeditev moči.

2.1.1 Prenos kanala s souporabo (HS-DSCH)

HS-PDSCH je fizični navzdolnji kanal, ki nosi uporabniške podatke prek radijskega

vmesnika. Ti podatki so preslikani iz transportnega kanala HS-DSCH, ta pa je preslikan k

enemu ali več kanalom HS-PDSCH, ki so dinamično razporejeni med uporabnike.

Navzdolnja moč bazne postaje je prav tako razporejena med uporabnike HSDPA in DCH.

Uporabniki DCH imajo pri prenosu podatkov prednost, kar pomeni, da navzdolnji kanali

HS-PDSCH uporabljajo le tisto moč, ki je še ostala potem, ko so si jo uporabniki DCH

razporedili med seboj.

2.1.2 Višja stopnja modulacije

Sistem HSDPA ima možnost prerazporejanja svojih virov (moči in kode) med uporabnike,

ki imajo trenutno najboljše kakovosti kanalov. V praksi to pomeni, da ima prenos HSDPA

visoko kakovost kljub omejeni pasovni širini. HSDPA izbira modulacijsko metodo med

16-stanjsko kvadraturno-amplitudno modulacijo (16QAM) in kvadraturno modulacijo s

faznim zamikom (QPSK). 16QAM nam zagotavlja višje podatkovne hitrosti in naredi

uporabo pasovne širine učinkovitejšo v primerjavi s QPSK.


27

Slika 1: Primerjava modulacij QPSK in 16QAM

(http://engr.smu.edu/EETS/8315/EE8315_Lecture9_UMTS_performance_2005_PA1.ppt, str. 37)

2.1.3 Hitra povezava prilagajanja

Hitra povezava prilagajanja prilagodi parametre prenosa trenutnih radijskih pogojev in –

kadar kanalski pogoji to dopuščajo – omogoča uporabo višje stopnje modulacije. Poznamo

dve vrsti prilagajanja radijskih prenosov:

– prilagajanje modulacijske sheme (QPSK ali 16QAM) in

– prilagajanje kanalsko kodirane hitrosti (prilagajanje hitrosti ali povezava

prilagajanja).

Slika 2: Prenosni parametri, prilagojeni trenutnim radijskim pogojem


High data

Low data


28

2.1.4 Hitro kanalsko odvisno razporejanje

Hitro kanalsko odvisno razporejanje razdeli kanal HS-DSCH med uporabnike HSDPA.

Razporejanje poteka hitro, ker je kanal omejen na trajanje dve ms (razporejevalnik TTI) in

ker razporejanje poteka v bazni postaji. Osnovano je na informaciji kakovosti kanala,

sposobnosti terminala, razredu kakovosti storitev in razpoložljivosti moči.

Slika 3: Oddajanje k uporabnikom z ugodnimi radijskimi pogoji

(http://www.ericsson.com/solutions/learning/pdf/webinar_HSDPA_050617_final.pdf, str. 28)

2.1.5 HARQ z mehkim združevanjem

Če se ob cikličnem preverjanju redundance (CRC) pri prenosu zazna napaka, mobilni

terminal od fizične ravni zahteva ponovni prenos podatkovnih paketov. Po ponovnem

prenosu terminal združi originalne podatke s ponovno poslanimi (mehko združevanje).

Tako dosežemo večji podatkovni pretok in časovno raznolikost. Ta proces je zaradi

lociranja HARQ v bazni postaji zelo hiter.

high data rate

low data rate

Time#2 #1 #2 #2 #1 #1 #1

User 2

User 1

Scheduled user


29

Slika 4: Hitra zahteva ponovnega prenosa manjkajočih podatkov (hibridni ARQ)


2.1.6 Kratek prenosni časovni interval

Kratek prenosni časovni interval dve ms zmanjša čas obhoda med omrežjem in terminalom

ter izboljša sledenje kanalskemu spreminjanju, kar izrabljamo s hitro povezavo

prilagajanja, hitrim razporejanjem in hitrim HARQ.

Slika 5: Kratek prenosni časovni interval


2.1.7 Dinamična razporeditev moči

Kanal HS-DSCH za kompenziranje spremembe kanala ne uporablja hitrega krmiljenja

moči. Za maksimiranje uporabniškega pretoka v navzdolnji smeri prilagodi podatkovne

hitrosti, in sicer s prilaganjem trenutnih radijskih pogojev in razpoložljive prenosne moči v

bazni postaji. Kanalom HS-DSCH je mogoče dodeliti preostanek celične moči. To je moč,


30

ki je ostala na navzdolnjih kanalih potem, ko so jo uporabniki DCH razporedili med

uporabnike HSDPA.

Slika 6: Razporeditev moči brez in s HSDPA


2.2 Princip delovanja HSUPA

HSUPA je izboljšana različica 3GPP, razširjena z dodatnim transportnim in nadzornim

kanalom, ukvarja se s tehniko izpopolnjenega navzgornjega dodeljenega prometnega

kanala (E-DCH) ter ima podobne značilnosti kot HSDPA. Njen cilj je izboljšati spektralno

učinkovitost, prehodni čas in uporabnost mobilne širokopasovnosti, in sicer s povečanjem

zmogljivosti navzgornje povezave.

Glavne tehnične izboljšave, ki jih prinaša HSUPA, so:

– nov namenski navzgornji kanal,

– hitro navzgornje razporejanje,

– hitri ponovni prenos (hibridni ARQ),

– prilagodljiva modulacija,

– kratek prenosni časovni interval (kratek TTI).


31

Koncept HSUPA izboljšanja zmogljivosti navzgornje povezave je osnovan na naslednjih

ključnih lastnostih:

– višje podatkovne hitrosti do 5,8 Mbit/s,

– do dvakratno povečanje zmogljivosti sistema,

– skrajšan čas obhoda med omrežjem in terminalom,

– standardiziranost,

– za zagotovitev delovanja je potrebna le nadgradnja programske opreme.

Določene tehnike so pri HSUPA v primerjavi s HSDPA nepomembne. Višja stopnja

modulacije 16QAM ni bistvena, ker je HSUPA omejen s pasovno širino. Tu ne prihaja do

omejitve interference in izgube moči zaradi višje stopnje modulacije. PAR je s 16QAM

bistveno višji kot za QPSK. Nizek PAR je bistven za doseganje nizkih elektromagnetnih

motenj, ki jih povzroča uporabniška oprema, in za doseganje cenovno ugodnih izvedb

ojačevalcev moči v uporabniški opremi.

Navzgornja povezava deluje drugače kot navzdolnja, osredotoča se na hitro uravnavanje

moči.

HARQ deluje na enak način kot pri navzdolnji povezavi. Skupno uporabljene zmogljivosti

na navzgornji povezavi predstavljajo frekvenčni spekter te povezave, strojno opremo RBS

in zmogljivost Iub-vmesnika.

V P5 je uporabljenih le deset ms TTI. Sistem pridobi večjo hitrost odziva, in sicer s

pomočjo razporejevalnika in HARQ, ker sta ta dva v RBS. V R99 sta razporejevalnik in

HARQ v RNC, kar podaljša njun odziv.


32

2.3 Primerjava med HSDPA in HSUPA

Tabela 1: Primerjava HSDPA/HSUPA

(WCDMA Enhanced Uplink – HSUPA, 2006, str. 13) Navzdoljna povezava Navzgornja povezava

Skupno uporabljene zmogljivosti RBS-omejitev moči

Omejitev interference

Omejitev strojne opreme

Omejitev zmogljivosti Iub

Prilagajanje prenosa

Nadzor hitrosti, s čimer se

prilagajamo na hitro presihanje in

zagotavljamo maksimalno

razpoložljivo moč RBS.

Nadzor hitrosti in moči, s čimer

zagotavljamo maksimalno

razpoložljivo interferenco, strojno

opremo in zmogljivost Iub.

Razporejanje

Eden oziroma nekaj sočasnih

uporabnikov: neprekinjenost

oziroma sorazmerna nepristranskost.

Več sočasnih uporabnikov: vedno

prisotna nepristranskost.

Modulacija

Ena povezava nam omejuje pasovno

širino: priporočljiva višja stopnja

modulacije.

Več povezav nam omejuje moč

posamezne povezave: višja stopnja

modulacije je manj priporočljiva.

Mehko izročanje Samo nadzor kanala: ne nadzor moči

na podatkovnem kanalu.

Podatkovni in nadzorni kanali:

nadzira se moč na vseh kanalih.

HSUPA uporablja večkodni prenos, kar pomeni, da lahko več fizičnih kanalov prenaša

transportni kanal E-DCH. Ta vsebuje uporabniške podatke in signalizacijo L3 enega

uporabnika. V različici P5 sta lahko istočasno v uporabi dva fizična kanala. Iz tega sledi,

da sta dve kanalizacijski kodi dodeljeni enemu kanalu E-DCH.


33

Na sliki 7 je prikazan pregled različnih funkcij v WCDMA RAN za HSUPA.

Slika 7: Izpopolnjena navzgornja povezava – strukturni pregled

(WCDMA Enhanced Uplink – HSUPA, 2006, str. 14)


34

3 Struktura in funkcionalnost HSUPA

3.1 Protokol

V uporabniški opremi je interaktivni RAB povezan z RB in prek njega prenesen v E-DCH.

RB je nato procesiran prek protokolov RLC in MAC-d. PDU se od MAC-d prenesejo prek

uporabniške opreme po zračni poti v omrežje.

Protokol MAC-e/es ustvari v uporabniški enoti MAC-es in MAC več PDU. Hkrati ustvari

selekcijo E-TFC, vezano na omejitve opomnika MAC-e v servisni celici priključene bazne

postaje.

Po ustvarjenem MAC-e PDU je ta vstavljen v enega od številnih procesov HARQ, ki

potekajo v protokolu MAC-e HARQ. Sledi procesiranje na prvi ravni, kar po specifikaciji

3GPP TS 25.212 pomeni, da so podatki preneseni v bazne postaje prek zračne povezave.

Slika 8: Protokolni sklad na pretoku E-DCH za načrt pretoka uporabniških podatkov



35

MAC-e PDU se v bazni postaji razčleni na MAC-es PDU, ki so preneseni prek Iub v

SRNC. Za prenos se uporablja okvirni protokol E-DCH. V SRNC MAC-es izvajajo

makrokombiniranje, podvojeno odstranjevanje in ponovno naročanje, in sicer zato da

obvladajo mehko izročanje in da zagotovijo sekvenčno dostavljanje v protokolnem nivoju

RNC.

3.2 Struktura oddajnika

Struktura oddajnika je prikazana na sliki 9. Potek informacij skozi oddajnik gre od leve

proti desni.

Slika 9: Struktura oddajnika za HSUPA na navzgornji povezavi


Logični kanali DTCH in DCCH se prenašajo s pomočjo transportnih kanalov DCH. Kanal

DTCH prenaša uporabniške podatke prek radijskega nosilca, kanali DCCH pa prenašajo

signalizacijo L3 s signalizacijo radijskega nosilca (SRB 1-4). Kanali DSH se

multipleksirajo v nove transportne kanale E-DCH z novo osnovo MAC, imenovano MAC-

e.


36

Naloga 24-bitne funkcije CRC je zaznavanje napak v transportnem kanalu, funkcija FEC

pa ima nalogo te odkrite napake sproti odpravljati. FEC je model turbokodne funkcije s

kodno hitrostjo 1/3. Sledita prepletanje in kanalsko kodirana hitrost.

Kanalsko kodirana hitrost ima dve funkciji:

– Prilagoditi podatkovne hitrosti, da ustrezajo fizičnim kanalnim podatkovnim

hitrostim.

– Spremeniti efektivno kodno hitrost na ustrezno vrednost med 1/3 in 1. V različici

P5 je največja kodna hitrost 0,76.

Transportni blok se nadaljuje po enem od štirih fizičnih kanalov E-DPDCH. Faktor

porazdelitve je med dve in 256. V različici P5 sta uporabljena največ dva kanala E-

DPDCH. Iz tega sledi, da sta za E-DCH dodeljeni največ dve kanalizacijski kodi. Faktor

porazdelitve ni uporabljen.

V različici P5 je en kanal E-DPDCH preslikan na I-vejo modulatorja IQ, drugi kanal E-

DPDCH pa je preslikan na Q-vejo. I-veja prenaša tudi kanal HS-DPCCH. Fizični kanal

HSDPA prenaša potrditve (ACK/NACK) in kazalnik kakovosti kanala za promet HSDPA.

DPCCH in novonastali kanali E-DPCCH potekajo po Q-veji prenosa. DPCCH prenaša

TPC in vodilne bite. Kanali E-DPCCH prenašajo specifične informacije E-DCH, kot so

informacije HARQ, informacije prerazporejanja in informacije transportnega formata.

Različni fizični kanali so spojeni in zakodirani skupaj s specifično kodo posamezne

uporabniške enote. Poleg tega so tudi filtrirani in IQ-modulirani. Modulacijska metoda je

QPSK ali dvojni BPSK. Bitna hitrost, odvisna od faktorja porazdelitve za posamezni kanal,

se giblje med 0,96 in 1,92 Mbit/s.

Preostala podatkovna hitrost na nivoju RLC je ob aktivnih funkciji FEC, CRC-zaznavanju

napak, spektrih MAC in signalizaciji L3 največ 1,376 Mbit/s. To predstavlja 43 blokov

RLC, pri čemer vsak blok vsebuje 320 bitov, prenesenih prek TTI. Pred dodajanjem FEC,


37

CRC, MAC in L3 na linijo poteka informacij skozi oddajnik je podatkovna hitrost 1,45

Mbit/s (nivo L1).

Obstaja šest različnih kategorij uporabniških enot. Med seboj se razlikujejo po sposobnosti

sprejemanja bitnih hitrosti, ki je omejena s številom kod E-DCH, velikostjo razpršitvenega

faktorja in velikostjo transportnega bloka. Vrednosti, prikazane v tabeli 2, veljajo na

nivoju RLC.

Tabela 2: Podatkovne hitrosti za posamezne kategorije uporabniških enot


E-DCH Category Max no of E-DPDCH

codes and SF

Max RLC Bit Rate

[Mbps] in P5

Category 1 1 SF4 0.672





Category 6 4 (2 SF2 + 2 SF4) 1.376

V tabeli 3 so navedene kategorije oddajnikov glede na specifikacijo 3GPP. Podatkovne

hitrosti veljajo za mejno vrednost L1. V različici P5 so vse kategorije obravnavane kot

kategorija 3.


38

Tabela 3: Kategorije oddajnikov glede na 3GPP


E-DCH Category

Maximum

number of

E-DPDCH codes

and SF

Support

for 10 and

2 ms TTI

E-DCH

L1 peak rate

10 ms TTI

L1 peak rate

2 ms TTI

Category 1 1 SF4 10 ms 0.73 Mbps -

Category 2 2 SF4 Both 1.46 Mbps 1.46 Mbps


Category 4 2 SF2 Both 2.0 Mbps 2.92 Mbps


Category 6 4 (2 SF2 + 2 SF4) Both 2.0 Mbps 5.76 Mbps

3.3 Prenos podatkov na navzgornji povezavi

Na sliki 10 je prikazan potek podatkov ob prenosu HSUPA. Datagrami TCP/IP so

pretvorjeni prek PDCP, zato da ustrezajo prenosnim karakteristikam radijskih protokolov.

V tem sloju lahko uporabljamo kompresijo glave. Protokol RLC pretvori PDCP PDU v

največ 43 kanalov RLC PDU velikosti 336 bitov (320 + 16 bitov glave RLC). Protokol

MAC-d je transparenten in je brez glave.

Protokol MAC-es doda šestbitni TSN kot glavo. TSN je uporabljen kot ponaročilna

funkcija RNC, ki ima nalogo popravljanja zunajsekvenčne dostave blokov.


39

Slika 10: Prenos podatkov HSUPA na navzgornji povezavi



40

MAC-e protokol doda 12 oziroma 24 bitov kot glavo. MAC-e glava vsebuje:

– DDI (šest bitov), ki priskrbi informacije o logičnem kanalu, pretok MAC-d in

velikost MAC-d PDU,

– N (šest bitov), kar predstavlja število zaporednih MAC-d PDU, skladnih s točno

določenim DDI.

Polja DDI in N so posredovani v Iub/Iur-uporabniški okvir, kje podpirajo razčlenjevanje

MAC-d pretokov v ponavljajoče se vrste v SRNC.

Signalizacija L3 je z uporabniškimi podatki združena skupaj na tej stopnji. Dodana je

razporeditvena informacija, drugo pa je zapolnjeno s praznimi biti, da se zapolni velikost

transportnega bloka L1. Posamezna uporabniška enota lahko doda razporeditveno

informacijo z določenimi informacijami, na primer o moči glave uporabniške enote. V

različici P5 RBS ne uporablja razporejevalne informacije.

Uporabniški podatki in signalizacija L3 so na različnih MAC-es PDU. V vsakem MAC-es

PDU je po en DDI in en N (6+6 bitov). Največ dva MAC-es PDU sta lahko združena v en

transportni blok, kar se izrazi v 24-bitni MAC-e glavi (6 + 6+ 6 + 6 bitov). V različici P5

so bodisi uporabniški podatki ali pa signalizacija L3 poslani v en TTI. Uporabljena je le

12-bitna glava MAC-e.

Velikost transportnega bloka je odvisna od transportnega formata, ta pa je odvisen od

razporeditvene hitrosti. Največja velikost transportnega bloka v različici P5 je 14484 bitov

za TTI, kar ustreza podatkovni hitrosti 1,45 Mbit/s.


41

Tabela 4: Povzetek tabele E-TFCI


E-TFCI TBS SF No of codes RLC bit

rate (kbps)

3 354 32 1 32

7 690 16 1 64

15 1362 8 1 128

35 4068 4 1 384

Funkcija CRC je dodana v transportni blok in nato spojena na en ali dva fizična kanala E-

DPDCH, ki oddajata na I-veji modulatorja IQ. Vzporedno s kanalom E-DPDCH oddaja

kanal E-DPCCH na Q-veji. Kanal E-DPCCH prenaša:

– Dvobitno informacijo HARQ, ki predstavlja RSN. RSN je uporabljena v funkciji

HARQ kot sprejemnik, ki določa, ali gre za prvotno oddajanje oziroma za katero

število ponovnega oddajanja gre.

– Razporeditveno enobitno informacijo, imenovano happy bit. Tako uporabniška

oprema sporoči razporejevalniku, ali je dopustna razporeditev za posamezno

opremo dobra ali ne. 1 pomeni happy oziroma da, 0 pomeni unhappy oziroma ne.

– Sedembitni kanal E-TFCI določa, kateri transportni format uporablja posamezna

uporabniška enota. Tako sprejemnik RBS ve, kateri transportni format je

uporabljen za posamezno oddajanje HSUPA. Uporabniška enota lahko izbira med

večimi transportnimi formati, ki jih določi razporejevalnik, in sicer za vsakega

posameznega uporabnika posebej.

E_DPCCH prenaša deset bitov za TTI, kar ustreza hitrosti en kbit/s.


42

3.4 Struktura fizičnih kanalov HSUPA

Prvi pogoj za delovanje prenosa HSUPA na navzgornji povezavi je vzpostavljen sistem za

delovanje prenosa HSDPA na navzdolnji povezavi.

Slika 11: Fizični kanali za HSDPA in HSUPA


3.5 Fizični kanali na navzdolnji povezavi

Na navzdolnji povezavi se pojavijo trije novi fizični kanali: E-AGCH, E-RGCH in E-

HICH.


43

Slika 12: Kanali HSUPA na navzdolnji povezavi


Kanal E-AGCH prenaša dopustno razporeditev v servisni celici, ki je določena z

razporejevalnikom. Pri mehkem prevzemanju aktivni niz vsebuje eno servisno celico

HSUPA in eno ali več neservisnih celic. V različici P5 je vsebina aktivnega niza

enakovredna servisni celici HSDPA. Absolutna dopustnost v servisni celici je enaka

dopustni razporeditvi. Absolutna dopustnost predstavlja razmerje moči (beta faktor) med

kanaloma E-DPDCH in DPCCH. Uporabniška enota uporablja to vrednost za izračun

primernih transportnih formatov (E-TFCI). Kanal E-AGCH uporablja razpršitveni faktor

256 (SF-256).

E-AGCH je večuporabniški kanal, kar pomeni, da si ga deli več uporabniških enot v eni

celici. Identiteta uporabnika (E-RNTI) zazna, kateri uporabniški enoti je kanal trenutno

dodeljen. Če je v celici hkrati več uporabnikov HSUPA, to lahko privede do čakalne vrste

na kanalu, dopustna razporeditev pa lahko zamuja. Da se izognemo čakalni vrsti, se lahko

v vsaki celici uporabljajo štirje kanali E-AGCH.


44

Kanal E-RGCH prenaša relativno dopustnost iz neservisnih celic v aktivnem nizu. To je

primer, ko neservisne celice nadzirajo uporabo lastnih virov za določenega uporabnika pri

mehkem izročanju in zato hkrati tudi medcelično interferenco. Relativna dopustnost pozna

samo dva ukaza: DOWN in DTX (nepomembno). E-RGCH je namenski kanal, lahko pa

služi tudi za sočasni nadzor skupine uporabnikov. Kanal E-RGCH uporablja razpršitveni

faktor 128 (SF-128).

Kanal E-HICH prenaša navzdolnja potrdila (ACK/NACK) za uporabniške podatke na

navzgornji povezavi. E-HICH je namenski kanal in uporablja razpršitveni faktor 128 (SF-

128).

Te trije kanali imajo v povezavi s kanalom CPICH fiksno moč. Zato porabijo veliko moči,

ki bi jo lahko porabili uporabniki HSDPA in namenski kanali. To je ena od oteževalnih

okoliščin, ki omejuje sočasno uporabo več uporabnikov prenosa HSUPA.

Kanala E-RGCH in E-HICH uporabljata iste kanalizacijske kode. Med seboj so ti kanali

ločeni z ortagonalnimi 40-bitnimi znaki. Signalizacija na teh kanalih je sestavljena iz enega

bita na TTI in kanal. Ta bit je razpršen s 40-bitnimi znaki, ki ločujejo ti dve vrsti kanalov.

Časovno usklajevanje skupnih navzdolnjih kanalov, na primer E-AGCH in E-RGCH iz ne-

servisne celice, spremlja več uporabniških enot, biti pa morajo časovno usklajene. Časovna

usklajenost je določena kot relativna izravnava gleda na P-CCPCH. Čas trajanja E-AGCH

je enak enemu TTI, medtem ko je čas trajanja E-RGCH iz neservisne celice vedno enak

deset ms, neodvisno od TTI. To poenostavi združevanje uporabniških enot z različnimi

TTI v eni celici.

Namenski kanali, kot je E-HICH (po možnosti tudi E-RGCH iz servisne celice), so

nadzorovani samo z eno uporabniško enoto, zato je njihova časovna usklajenost določena v

odvisnosti od navzdolnje povezave DPCH, prilagojene najbližjemu podokvirju.

Čas trajanja E-HICH je osem ms, in sicer ob uporabi deset ms TTI. S tem omogočimo dve

ms dodatnega procesiranja Node B, ne da bi omejevali zmogljivost uporabniške opreme.


45

3.6 Fizični kanali na navzgornji povezavi

Na navzgornji povezavi se pojavijo trije novi fizični kanali: E-DPDCH, E-DPCCH in

DPCCH.

Slika 13: Kanali HSUPA na navzgornji povezavi


Kanal E-DPDCH prenaša uporabniške podatke in signalizacijo L3, preneseno iz kanala E-

DCH. V različici P5 sta lahko uporabljena eden oziroma dva kanala E-DPDCH po

uporabniku. Razpršitveni faktor za P5 je med 4 in 256. Kanal E-DPDCH in razpršitveni

faktor sta odvisna od razporeditve podatkovne hitrosti in moči, ki je na razpolago

uporabniški enoti. Kanal E-DPDCH je močnostno nadzorovan prek notranjega kroga in je

lahko uporabljen pri mehkem izročanju.

Kanal E-DPCCH prenaša informacije HARQ, sedembitni E-TFCI in enobitno

razporeditveno informacijo. Razpršitveni faktor je 256. Moč E-DPCCH je nadzorovana

prek notranjega kroga in je lahko uporabljena pri mehkem izročanju. Ta informacija se

ponovi petkrat med deset ms TTI.

DPCCH je signalizacijski kanal, prenaša informacijo o uravnavanju moči in osnovne bite.


46

Slika 14: HSUPA-struktura kanalov


Na sliki 14 so prikazani vsi fizični kanali in njihova smer delovanja ob povezavi HSUPA.

Da se zmanjšajo motnje, ki se zbirajo v celicah, poteka prenos po kanalu E-DPCCH samo

takrat, ko se uporablja tudi kanal E-DPDCH. E-DPCCH je časovno usklajen z DPCCH,

poleg tega pa tudi z E-DPDCH in DPDCH.

3.7 Protokol L1/L2 in funkcionalnost

Sloj L2 je na povezavi HSUPA prilagojen tako, da zagotavlja nove funkcionalnosti.

Dodani sta dve novi osnovi MAC; MAC-es in MAC-e. Na Iub-vmesniku se izvede

prilagoditev okvirnega protokola za prometno in nadzorno signalizacijo HSUPA. Štirje

logični kanali, ki se ujemajo s SRB, se združijo v en pretok MAC-d. Logični kanal, ki se

ujema z interaktivnim radijskim nosilcem, je preslikan v drug pretok MAC-d. To nam

omogoča različne vrste razporejanja, različne Iub-nosilce transporta in različne

karakteristike HARQ po radijskem vmesniku.


47

Slika 15: Struktura protokola E-DCH


MAC-es zagotavlja sekvenčno dostavo blokov (ponovno naročanje) in kombinirano mehko

izročanje v SRNC. Glava je šestbitna in vsebuje TSN. Če so prispeli RLC PDU neuporabni

za osnovo UM RLC, to privede do izgubljenih podatkov in nesprejemljive storitve. Če so

prispeli RLC PDU zunajsekvenčni za osnovo AM RLC, ne prihaja do izgubljenih

podatkov. V tem primeru je storitev najverjetneje slabše kakovosti, in sicer zaradi

nepotrebnih ponovnih povezav RLC. Ponovno naročanje se vedno izvaja na logičnem

kanalu za E-DCH.

MAC-e izvaja procesiranje HARQ in razporejanje v uporabniški enoti in v RBS. Prav tako

zagotavlja multipleksiranje uporabniških podatkov in signalizacijo L3. MAC-e protokol

doda 12 oziroma 24 bitov kot glavo in vsebuje šestbitni DDI in šestbitni N. En par DDI in

N je uporabljen za vsak MAC-es PDU in transportni blok MAC-e PDU.

MAC-d izvaja selekcijo E-TFC v uporabniški enoti. MAC-d protokol je brez glave.

Okvirni protokol v Iub-vmesniku je prilagojen tako, da nudi podporo signalizaciji


48

zunanjega kroga uravnavanja moči; število prenosov HARQ in napak HARQ. Če prihaja

med Node B in SRNC do DRNC, potem je zadnji transparenten nad L1.

E-TFC uporablja za svoje delovanje le logične kanale. To pomeni, da uporabniška enota

poveča podatkovno hitrost za visoko prioriteten prenos podatkov, po drugi strani pa oddaja

podatke samo po nizkoprioritetnih logičnih kanalih. To je omogočeno le, če so bili vsi

podatki z visoko prioriteto preneseni. SRB ima višjo prioriteto kot logični kanal, ki pripada

interaktivnemu radijskemu nosilcu. Kljub vsemu pa je pretok MAC-d prioriteten v

primerjavi s signalizacijo v SRB.

Prenos SRB je vedno omogočen (en RLC PDU po TTI), tudi kadar je moč omejena. Zaradi

omejitve moči uporabniška enota lahko izbere nižji E-TFCI, kot je razporejen. Prav tako

lahko izbira aktivnosti na preostalih nerazporejenih kanalih.

Slika 16: E-TFC selekcija


V tabeli 5 so prikazane glave in koristne vsebine za SRB in radijske nosilce na različnih

nivojih.


49

Tabela 5: Definicija SRB in radijskega nosilca za HSUPA


RB/SRB SRB SRB SRB SRB RB

RB identity 1 2 3 4 16 Higher layer

User of RB/SRB RRC RRC NAS_DT

High prio.

NAS_DT

Low prio.

Interactive

RAB

Logical channel type DCCH DCCH DCCH DCCH DTCH

Logical channel id 1 2 3 4 15

RLC mode UM AM AM AM AM

Payload sizes, bit 136 128 128 128 320

Max data rate, bps 13600 12800 12800 12800 1344000

RLC

TMD/AMD/UMD header,

bit 8 16 16 16 16

MAC-es header, bits 6 6 6 6 6

MAC-es Max number of RLC

PDUs in MAC-es PDU 1 1 1 1 43

MAC-e headen bits 12

Max number of MAC-eš

PDUs in MAC-e PDU 1 MAC-e

MAC-e multiplexing SRB/RB

TrCHtype E-DCH

TrCH identity -

TTI, ms 10

Coding type TC

L1

CRC, bit 24

3.8 Hibridni ARQ v povezavi z mehkim združevanjem

Funkcionalnost HARQ je tako na MAC-e kot na fizičnem sloju. Ko so MAC-e v RBS,

funkcija HARQ omogoča hiter ponoven prenos napačno prejetih podatkovnih enot. Hkrati

je opravljeno mehko združevanje osnovnega prenosa in ponovnih prenosov. Ta funkcija

zmanjšuje število ponovnih prenosov RLC, saj izboljšuje kakovost radijske povezave,

povečuje sprejeto energijo in časovno raznolikost. Ponovni prenosi RLC so opravljeni v

RNC in zato povezani z dolgimi zamudami. Do tega prihaja zato, ker ima Iub-signalizacija

najboljše dosežke QoS razreda C za prenose HSUPA in ponovne prenose. Zato prihaja tudi

do občutne zamude. Protokol RLC je konfiguriran z relativno redkimi statusnimi poročili

(eno poročilo na več TTI), medtem ko protokol HARQ dopušča stalna statusna poročila

(eno poročilo na TTI).


50

Ponovni prenos, ki ga nadzoruje RBS, je glede zamud ugodnejši. Zato na fizičnem kanalu

lahko upravljamo večje število ponovnih prenosov in višjo osnovno oceno napak kot v

različici P5. Skupaj z mehkim združevanjem to privede do znatnega povečanja

zmogljivosti sistema.

Slika 17: Način delovanja HARQ


HARQ na povezavi HSUPA opravlja podobno funkcijo kot na povezavi HSDPA. Obstaja

ena entiteta HARQ za vsakega uporabnika posebej. Vsaka taka entiteta vsebuje več

procesov HARQ, vsak pa je nadzorovan s posameznim protokolom, imenovanim stop-and-

wait. Proces HARQ v uporabniški enoti združuje različne redundantne različice, hkrati pa

izvaja mehko združevanje več prenosov v RBS.

Delovanje protokola HARQ je prikazano na sliki 18. Iz nje je razvidno, da je transportni

blok 0 zmotno dostavljen iz uporabniške enote v RBS. S pomočjo analiziranja CRC

sprejemnik zazna napako in pošlje negativno potrditev. Uporabniška enota opravi ponoven

prenos transportnega bloka 0 štiri TTI za osnovnim oddajanjem.

Medtem ko se izvaja prenos in ponovni prenos transportnega bloka 0, so poslani

transportni bloki 1, 2 in 3. To privede do štirikratnega ponavljajočega se procesa HARQ.

Nekateri od teh procesov so lahko potrjeni že po enem, nekateri pa šele po več prenosih. Iz

slike 18 je razvidno, da je transportni blok 1 poslan na višji nivo pred transportnim blokom


51

0, ker je zadnji zakasnjen z več ponovnimi prenosi. Transportni bloki pa so

zunajsekvenčno lahko dostavljeni tudi na višje nivoje. To je odpravljeno z mehanizmom

ponovnega naročanja v protokolu MAC-es.

Iz slike 18 je razvidno tudi, da so transportni bloki 0, 3, 4 in 5 del ponovnega prenosa

HARQ, kar pomeni, da so bili zakasnjeni. Transportni bloki 1, 2, 6 in 7 pa so bili ob

osnovnem prenosu korektno preneseni.

Slika 18: Večkratni vzporedni proces HARQ


Večkratni vzporedni proces HARQ lahko dostavi zunajsekvenčne transportne bloke

neposredno na protokol RLC, kot je razvidno iz slike 18. Tudi različne zamude pri

izvajanju mehkega združevanja na Iub-vmesniku lahko povzročijo zunajsekvenčne dostave

neposredno na RNC.

Protokol RLC ni bil ustvarjen za ukvarjanje z zunajsekvenčno dostavo MAC-d PDU. Zato

je na MAC-es v SRNC vstavljen sistem ponovnega naročanja, ki lahko izvaja funkcijo

mehkega izročanja.


52

Kadar proces HARQ ni zmožen opraviti dostave transportnega bloka na višji nivo, ker je

bilo preseženo maksimalno število ponovnih prenosov (neuspeli HARQ), je treba te izgube

podatkov uravnati s potrditvijo entitete RLC. Protokol za to entiteto se imenuje ponovni

prenos RLC.

Mehko izročanje ima na protokol HARQ več različnih vplivov. Prenesen MAC-e PDU je

lahko prenesen v več RBS. Vsak RBS, ki zazna poslani prenos v ACK ali NACK, prejme

povratno informacijo o uspelem oziroma neuspelem prenosu. Uporabniška enota lahko

sprejme ACK oziroma NACK od vseh aktivnih RBS. Če je vsaj en ACK sprejet,

uporabniška enota sklepa, da je bil sprejem podatkov uspešen, sicer se izvede ponovni

prenos.

Tudi če en RBS prenese NACK za ponoven prenos, lahko uporabniška enota prejme ACK

od druge RBS in zato ne bo izvedla ponovnega prenosa.

Slika 19: HSUPA hibridni ARQ



53

RSN pošilja signale od HSUPA na kanalu E-DPCCH v RBS. RSN z dvema bitoma (0–3)

opiše, kolikokrat je bil oddan posamezen blok. RSN = 0 pomeni osnovno oddajanje, RSN

= 1 je prvo ponovno oddajanje in tako dalje.

HARQ – nadzorovano signaliziranje:

– navzgornja povezava – zahtevane nadzorne informacije:

o številka procesa HARQ,

o redundančna različica,

o mehko praznjenje pomnilnika;

– navzgornja povezava – zahtevane nadzorne informacije:

o uporabljena časovna usklajenost, s katero je ACK/NACK povezan s

pravilnim procesom HARQ.

RSN uporablja prejemnik funkcije HARQ, in sicer za določitev pravilnega vzorca

dekodiranja. Različni poskusi prenosov vsebujejo različne količine redundance, ki so

opisane v redundančnih različicah.

Količina redundance, dodane v sistemske bite, je nadzorovana s funkcijo kanalske

kodirane hitrosti. Redundančna različica je zaklenjena s prejemnikom v tabeli za dan RSN,

kot je prikazano na sliki 20.

Obstajata dva načina izvajanja mehkega združevanja. Prvi je osnovni prenos iste

informacije kot pri osnovnem prenosu. Mehko združevanje je izvedeno na dveh ali več

identičnih blokih. To imenujemo tudi zasledovalno združevanje.

V naraščajoči redundanci osnovni prenos vsebuje sistemske informacije in nekaj

redundance. V primeru NACK ponovni prenos vsebuje več redundance in manj sistemskih

bitov. Število sistemskih bitov in bitov redundance za posamezen blok nadzoruje

redundančna različica, kar vpliva na kanalsko kodirano hitrost v oddajniku. Redundančna

različica je speljana v sprejemnik iz točno določenega RSN. S pravilnim RSN lahko

izvedemo dekodiranje. V primeru P5 je uporabljeno zasledovalno združevanje.


54

Slika 20: Mehko združevanje – redundančne različice


Tabela oziroma slika 20 nam omogoča izpeljavo parametrov s in r. Parameter s nadzoruje,

ali so sistematski biti iz turbokodirnika poškodovani. Če je s = 1, so sistematični biti

poslani nepoškodovani. Parameter r nadzoruje vzorec poškodb za paritetne bite, združene s

turbokodirnikom.

Profili HARQ:

– Vsak MAC-d pretok vsebuje profil HARQ.

– Vključuje informacije o:

o odmiku moči E-DPDCH/DPCCH (= 0 v P5), dodanem v izbrani E-TFC,

o maksimalno število prenosov HARQ.

– Profili HARQ so uporabljeni za nastavitev obratovalne točke:

o nezakasnitveno občutljivi podatki lahko sprožijo večkratne poskuse

prenosov z namenom povečevanja zmogljivosti sistema;

o zakasnitveno občutljivi podatki uporabljajo višje nastavitve moči za

sproženje manjšega števila prenosov.

– V P5 so profili HARQ, identični za dva pretoka MAC-d.


55

4 Uravnavanje moči

4.1 Uravnavanje moči

HSUPA je navzgor pogosto omejena z interferenco, do česar privedejo neortogonalne

prerivajoče se kode, uporabljene pri navzgornji povezavi. Signali več uporabniških enot se

izgubljajo drug v drugem, kar povzroča notranjo celično interferenco. Navzgornja

povezava se ukvarja tudi s problemom bližanja oziroma oddaljevanja. To pomeni, da

signal oddaljenega uporabnika vpade v signal uporabnika, ki je bližje bazni postaji. Te

probleme rešujemo z uravnavanjem moči v bazni postaji.

Kanali, ki so del povezave HSUPA (E-DPDCH, E-DPCCH, DPCCH in HS-DPCCH), so

vsi obvladovani z nadzorovanjem moči notranjega kroga. DPCCH na navzgornji povezavi

je neposredno nadzorovan prek podatkov TPC, poslanih na DPCCH na navzdolnji

povezavi. Preostala kanala na navzgornji povezavi (E-DPDCH, E-DPCCH) imata

nastavljen odmik (beta faktor) v odvisnosti od DPCCH in sta tako neposredno povezana s

hitrim uravnavanjem moči. Preostane nam še en kanal, to je HS-DPCCH, ki je fizični

navzgornji kanal, ki nosi krmilne bite povratne informacije s terminala k bazni postaji za

HS-DSCH. Vzpostavljen mora biti za vsak terminal, ki uporablja hitre storitve. HS-

DPCCH (SF=256) deluje prek uravnavanja moči.

Beta faktor E-DPDCH je izračunan na podlagi dopustnih razporeditev znotraj UE. Vsak

format prenosa podatkov E-TFCI ima različen beta faktor. Štirje referenčni odmiki so

signalizirani v posamezno uporabniško enoto, ki izračuna odmike za vseh 121 formatov

prenosa podatkov v tabeli E-TFCI.

V različici P5 imajo kanali na navzdolnji povezavi (E-AGCH, E-RGCH in E-HICH)

možnost nastavitve moči glede na CPICH (ne nadzoruje jih notranji krog uravnavanja

moči).


56

Slika 21: SRB, preslikan na E-DCH v različici P5


4.2 Uravnavanje moči zunanjega kroga za kanal E-DCH

Namen izvajanja uravnavanja moči zunanjega kroga je vzdrževati primeren nivo kakovosti

radijske povezave. To dosežemo s proizvajanjem in prilagajanjem ciljnega signala SIR, ki

je uravnavan s smerjo regulacije moči notranjega kroga.

V različici P5 z OLPC prilagajmo ciljni signal SIR na osnovi primernega BLER na radijski

povezavi. BLER nam določi kakovost radijske zveze. Vrednost BLER je določena v RNC,

in sicer tako, da delimo količino prejetih napačnih blokov (osnovanih na osnovi preverjanj

CRC) s celo količino prejetih blokov.

Pri kanalih E-DCH, ki so opremljeni s funkcijo HARQ, ki je v RBS, bodo skoraj vsi

prihajajoči bloki v RNC primerno dekodirani že v sami RBS, in sicer zato ker ponovni

prenos shem in mehko združevanje popravita napake, ki se pojavijo na radijski povezavi.

Napačni bloki bodo dosegli RNC le, če je skrajna meja množice prenosov HARQ za

določen blok prekoračena. Govorimo o neuspeli funkciji HARQ. V tem primeru je

vrednost BLER dejansko nič.


57

BLER pravzaprav ni dober način za določanje kakovosti radijske zveze. Bolje je, da za

uravnavanje moči zunanjega kroga upoštevamo število prenosov HARQ kot pojem

definicije kakovostne radijske zveze.

Okvirni protokol na Iub-vmesni ploskvi je zasnovan tako, da ima možnost prenašanja

večjega števila ponovnih prenosov HARQ, prav tako pa tudi morebitnih neuspelih

informacij HARQ. Uravnavanje moči notranjega kroga je neodvisno in se ne spreminja v

povezavi z EUL.

Število prenosov HARQ = število ponovnih prenosov HARQ + 1

Slika 22: Algoritem zunanjega kroga E-DCH


Algoritem uravnavanja moči zunanjega kroga na navzgornji povezavi za kanal E-DCH

uporablja regulator skokov in je podoben kot za različico R99 DCH. Regulator skokov

poveča ciljni signal SIR za določen korak vsakič, ko je okvir E-DCH sprejet v RNC in je

število prenosov HARQ (število prenosov HARQ = število ponovnih prenosov HARQ + 1)

za ta okvir večje kot ciljno število prenosov HARQ. To število je določeno za vsak izdelek

posebej.


58

Ciljni signal SIR se poveča tudi, če je iz RBS sporočen signal za neuspelo funkcijo HARQ.

Regulator skokov zmanjša ciljni signal SIR za majhen korak vsakič, ko je okvir E-DCH

sprejet v RNC in je število prenosov HARQ (število prenosov HARQ = število ponovnih

prenosov HARQ + 1) za ta okvir manjše ali enako številu ciljnih prenosov HARQ. Ta

korak zmanjšanja, imenovan UP_DOWN_STEP_RATIO, je odvisen od ciljnih napak, te

pa od števila prenosov HARQ.

Izvajanje uravnavanja moči zunanjega kroga na kanalu E-DCH omogoča operaterju

nadzorovati odstotek okvirov E-DCH na navzgornji povezavi, za katere je število prenosov

HARQ za te okvire večje kot ciljno število prenosov HARQ. Pri uravnavanju moči

zunanjega kroga različice R99 DCH pa je operaterju omogočeno nadzorovati ciljni BLER.

To je odstotek okvirov DCH na navzgornji povezavi, ki vsebujejo CRC = NOK.

Slika 23: Regulator skakanja E-DCH



59

Vplivi uravnavanja moči v HSUPA so:

– uravnavanje moči zunanjega kroga; uporablja se število ponovnih povezav HARQ

namesto BLER, s čimer povečamo možnosti za ciljni signal SIR;

– nove informacije v Iub FP;

– število ponovnih povezav HARQ v okviru E-DCH;

– neuspela funkcija HARQ v Iub FP;

– odmik moči na kanalih E-DPCCH in E-DPDCH je uravnavan glede na različne

pretoke E-TFC in MAC-d;

– novi ciljni signal SIR za E-DCH;

– dodeljena moč za kanale E-AGCH, E-RGCH in E-HICH na navzdolnji povezavi:

fiksen razpored moči v različici P5. Maksimalna moč se določi neposredno v RBS;

– notranji krog je glede na HSUPA nespremenljiv.

4.3 Mehko izročanje

Ob izvajanju nadzora moči je mehko izročanje osnovna dejavnost, s katero na bližnjih

baznih postajah zmanjšamo učinek povečane notranje celične interference na navzgornjih

povezavah. Ta se generira, ko je uporabniška oprema uporabljena v bližini celičnih mej.

Izvajanje mehkega prevzemanja je osnova za delovanje prenosov E-DCH.

Obstajajo pa tudi neusklajenosti med mehkim prevzemanjem in HSUPA:

– različne Iub-zamude povzročijo zunajfrekvenčno dostavo okvirov v RNC. Temu se

izognemo s ponovitveno funkcijo v naslovu MAC;

– različna Iub-zamuda povzroči, da isto okno v različno mehkem povezovanju prispe

v RNC v različnih časovnih obdobjih. To rešimo prek zunanjega kroga; uporabimo

le prvo prispelo okno za dani CFN.


60

5 Razporejevalnik

5.1 Razporejevalnik

Naloga razporejevalnika na povezavi HSUPA je razporejanje razpoložljivih sredstev na

navzgornji povezavi, in sicer tistih, ki niso dodeljena od DCH k uporabnikom E-DCH, ko

imajo ti podatke pripravljene za pošiljanje.

Sredstva na navzgornji povezavi, ki jih nadzoruje razporejevalnik na povezavi HSUPA, so:

– interferenčno naložen radijski vmesnik (Uu),

– strojna oprema RBS,

– Iub-transportna zmogljivost.

Razporejevalnik je v RBS in vpliva na izbor kombinacije transportnih formatov

uporabniške enote na kanalu E-DCH. Osnovan je na dopustni razporeditvi, poslani

uporabniški enoti iz RBS. Te razporeditve imajo nastavljeno zgornjo mejo moči in

podatkovne hitrosti na kanalu E-DCH, zato sredstva na navzgornji povezavi koristno

uporabijo uporabniki HSUPA. Sredstva, ki jih upravlja razporejevalnik, so nadzorovana

bodisi prek RBS oziroma prek celice. Iub-transportna zmogljivost in sredstva opreme RBS

so nadzorovani prek RBS, medtem ko je radijski vmesnik nadzorovan prek celice.

Posamezna uporabniška enota ima možnost zaprositi za hitrejši prenos podatkov na

navzgornji povezavi, kot jo določi razporejevalnik. V različici P5 se kot prošnja za hitrejši

prenos podatkov uporabljajo samo happy biti. Če dopustna razporeditev za določeno

uporabniško opremo ni primerna, torej je unhappy, razporejevalnik omogoči hitrejši prenos

za tega uporabnika. Če so vse zmogljivosti zasedene zaradi uporabnikov E-DCH in DCH,

to ni možno, zato se izvede ponovno razporejanje.


61

Slika 24: Naloge razporejevalnika


Proces ponovnega razporejanja pomeni zmanjšanje podatkovnih hitrosti za druge

uporabnike, da bi se zagotovila večja hitrost za točno določenega uporabnika. Uporabnik z

najvišjo dopustno razporeditvijo je prisiljen predati nekaj svoje Uu na navzgornji povezavi

uporabniku z najnižjo dopustno razporeditvijo. Ob postopku ponovnega razporejanja

razporejevalnik zagotavlja uporabnikom, ki izvajajo postopek izmenjave podatkov, s strani

operaterja zahtevano hitrost tarčne.

Razporejevalnik nadzira samo prenose razporejenih podatkov. Uporabniška enota lahko

vedno prenaša nerazporejene podatke, ne da bi ob tem morala pridobiti odobritev

razporejevalnika.

– razporejeni podatki: uporabniški podatki na kanalu E-DCH,

– nerazporejeni podatki:

o signalizacija L3 (SRB 1-4),

o prošnja za hitrejši prenos podatkov.


62

Slika 25: Ponovno razporejanje


Za ponovne prenose HARQ ni potrebno razporejanje, saj so poslani brez dovoljenja

razporejevalnika. Razporejevalnik mora to upoštevati in predvideti morebitne motnje

zaradi ponovnih prenosov.

Izbrana strojna oprema omogoča uporabniku E-DCH prenos nerazporejenih podatkov, po

drugi strani pa mora uporabnik za to dobiti dovoljenje razporejevalnika za prenos

razporejenih podatkov. Izbrana strojna oprema za razporejene podatke omogoča

razporejevalniku dodelitev dopustne razporeditve uporabniku E-DCH veliko hitreje kot

brez izbrane strojne opreme.

Osnovna dopustna razporeditev ob vstopu uporabniške enote v sistem je 0 kbps (+

morebitna razporeditvena informacija), kar omogoča bolj sproščeni nadzor dostopa. Z

osnovno hitrostjo razporejanja 0 kbps je več uporabniških enot lahko sprejetih v celico.

Razporejevalnik dela tako, da se hitrost razporejanja za uporabnike povečuje postopno (če

obstajajo razpoložljiva sredstva).


63

Na določeni točki v procesu prenosov, ko je uporabniška enota končala prenos

razporejenih podatkov na kanalu E-DCH, velja uporabnik za nedejavnega in dopustna

razporeditev spet pade na 0 kbps.

Uporabniki DCH imajo vedno prednost pred uporabniki E-DCH. To pomeni, da ima izbira

TCH večjo prioriteto kot izbira E-TCH.

Slika 26: Primer razporejanja E-DCH, izbira TFC in E-TFC


Razporejevalnik ima, ker je v RBS, zmožnost hitrega odzivanja na spremembe pogojev

radijskih povezav. S hitrim prilagajanjem hitrosti za uporabnike znotraj celice je Uu-vir (na

primer frekvenčni spekter) močno nadzorovan. Razporejevalnik HSUPA izvede

spremembo hitrosti na TTI. Ta postopek je učinkovitejši in hitrejši kot preklapljanje v

različici R99, kjer postopek traja dve do tri sekunde.


64

Slika 27: Razporejanje HSUPA


Razporejevalnik oceni količino razpoložljivih sredstev in posreduje informacijo

uporabniški enoti, ki je največje ustrezno razmerje moči E-DPDCH/DPDCH za delovanje

le-te. Uporabniška enota nato prenese to razmerje v primeren transportni format (E-TFC).

To je največji transportni format, ki ga lahko uporabniška enota uporablja. Lahko pa se

zgodi, da je uporabniška enota omejena glede moči ali pa nima dovolj podatkov za prenos.

V tem primeru izbere nižji nivo transportnega formata. Kot vidimo na sliki 28, je dejanski

transportni format, ki ga uporablja uporabniška enota, sistemu neznan. Zato je označen kot

prenos E-TFCI na kanalu E-DPCCH na navzgornji povezavi.

Na sliki 29 vidimo, kako je za eno uporabniško enoto razporejena točno določena vrednost

moči in podatkovne hitrosti. Z uravnavanjem moči poskuša razporejevalnik ohranjati nivo

podatkovne hitrosti ter kompenzirati izgube na poti, pojemanje in motnje zaradi sprememb

na radijskih povezavah.

V tabeli 7 so prikazane vrednosti transportnih blokov E-TFCI (v Mbps) za posamezne

transportne formate. Največji transportni format, ki ga podpira različica P5, je 97, kar

predstavlja 1.4484 Mbps.


65

Slika 28: Izbira transportnega formata


Slika 29: Primer razporejanja



66

Tabela 6: Vrednosti transportnih blokov E-TFCI


5.2 Dopustne razporeditve in mehko izročanje

Pri mehkem izročanju je ena od celic v aktivnem nizu servisna celica, preostale celice v

aktivnem nizu pa so neservisne celice. V različici P5 servisna celica HSDPA postane

servisna celica HSUPA. V servisni celici je absolutna dopustnost poslana na E-AGCH, in

sicer zato, da bi nadzorovala moč in hitrost v servisni celici.

TB lndex TB Size

(bits) TB lndex

TB Size (bits)

TB lndex TB Size

(bits) TB lndex

TB Size (bits)

TB lndex TB Size

(bits)

0 18 25 2370 50 6438 75 10788 100 14892

1 186 26 2388 51 6756 76 10824 101 15156

2 204 27 2706 52 6774 77 11124 102 15228

3 354 28 2724 53 7092 78 11178 103 15492

4 372 29 3042 54 7110 79 11460 104 15564

5 522 30 3060 55 7428 80 11514 105 15828

6 540 31 3378 56 7464 81 11796 106 15900

7 690 32 3396 57 7764 82 11850 107 16164

8 708 33 3732 58 7800 83 12132 108 16236

9 858 34 3750 59 8100 84 12186 109 16500

10 876 35 4068 60 8136 85 12468 110 16572

11 1026 36 4086 61 8436 86 12522 111 17172

12 1044 37 4404 62 8472 87 12804 112 17244

13 1194 38 4422 63 8772 88 12858 113 17844

14 1212 39 4740 64 8808 89 13140 114 17916

15 1362 40 4758 65 9108 90 13194 115 18516

16 1380 41 5076 66 9144 91 13476 116 18606

17 1530 42 5094 67 9444 92 13530 117 19188

18 1548 43 5412 68 9480 93 13812 118 19278

19 1698 44 5430 69 9780 94 13866 119 19860

20 1716 45 5748 70 9816 95 14148 120 19950

21 1866 46 5766 71 10116 96 14202

22 1884 47 6084 72 10152 97 14484

23 2034 48 6102 73 10452 98 14556

24 2052 49 6420 74 10488 99 14820


67

Absolutna dopustnost vsebuje:

– E-RNTI; to je identiteta uporabniške enote, ki ji je namenjena dopustnost;

– največje razmerje moči, ki jo lahko uporablja uporabniška enota, kar nakazuje,

kateri E-TFCI je lahko uporabljen.

V neservisnih celicah je relativna dopustnost poslana na E-AGCH, da bi zmanjšala

medcelične interference. Relativna dopustnost je označena tudi kot kazalnik

preobremenitve.

Neservisna celica ne pozna uporabnikove dopustne razporeditve, ker je ta vodena iz

servisne celice. Zato se lahko zgodi, da neservisna celica nima dovolj razpoložljivih

sredstev za dekodiranje kanala E-DCH. Da se temu izognemo, je treba predhodno

zagotoviti zadostno količino strojne opreme.

Absolutna dopustnost se uporablja pri absolutnih spremembah servisne dopustnosti.

Servisna dopustnost je največja načrtovana podatkovna hitrost, ki jo lahko uporablja

uporabniška enota in je sestavljena iz kombinacije absolutne in relativne dopustnosti. V

primeru istočasnega sprejema absolutne in relativne dopustnosti uporabniška enota izbere

servisno dopustnost kot najmanjšo vrednost, pridobljeno prek različnih dopustnih

mehanizmov.

Servisna dopustnost je največja načrtovana podatkovna hitrost, ki jo razporejevalnik lahko

pričakuje od uporabnika E-DCH. V različici P5 je absolutna dopustnost enaka razporejeni

dopustnosti v servisni celici, saj relativna dopustnost tu ni uporabljena.


68

5.3 Prošnja za hitrejši prenos podatkov

Za prošnjo za hitrejši prenos podatkov na kanalu E-DPCCH je uporabljen 1 bit

(happy/unhappy). Dopustna razporeditev za določeno uporabniško opremo ni primerna

(unhappy), kadar sta hkrati izpolnjeni dve merili:

– uporabniška enota razpolaga s potrebno močjo za prenos na višjih podatkovnih

hitrostih,

– stanje podatkov v uporabniški enoti zahteva praznjenje več TTI v trenutni servisni

dopustnosti.

V drugih primerih je dopustna razporeditev za določeno uporabniško opremo primerna

(happy).

Slika 30: Razporejevalnik – nadzor signalizacije



69

5.4 Ocena zmogljivosti razporejevalnika

Slika 31: Delovanje razporejevalnika


Razporejevalnik oceni stanje razpoložljivih zmogljivosti potem, ko so razporejeni vsi

uporabniki DCH. Zmogljivosti so ocenjene po sledečem postopku:

Uu-frekvenčni spekter: razporejevalnik prejme informacije o medceličnih motnjah – gre

za največjo obremenitev E-DCH po celici, ki jo dobi od Uu-obremenitvenega ocenjevalca

uporabniške enote. Obremenitveni ocenjevalec uporablja meritve RTWP za določitev

ocene RoT, ta je pretvorjena v največjo obremenitev E-DCH po celici. Razporejevalnik

prek razpredelnic za obremenitev določi breme motenj, ki bo porabljeno za posamezno

razporeditev.

Iub-nadzor obremenitve: Iub-pretočni nadzor sporoča razporejevalniku skupno največjo

možno količino razporejenih podatkov, prek RBS dopuščenih uporabnikom E-DCH.


70

Razporejevalnik nato primerja največjo dovoljeno Iub-obremenitev E-DCH z obstoječimi

dopustnimi razporeditvami E-DCH.

RBS strojna oprema: razporejevalnik beleži razpoložljive zmogljivosti HSUPA ob

izvzetih uporabnikih DCH in izbrani strojni opremi.

Slika 32: Izračun zmogljivosti razporejevalnika


Obremenitev kanalov HSUPA na navzdoljni povezavi (E-AGCH, E-RGCH in E-HICH)

prav tako nadzoruje razporejevalnik. Nadzoruje morebitno preobremenitev kanalov in moč

navzdolnje povezave. Poraba moči na teh kanalih na navzdolnji povezavi je lahko zaradi

povezav ACK/NACK na kanalih E-HICH zelo velika, posebno če prihaja do hkratnega

prenosa podatkov zaradi preveč uporabnikov E-DCH. Z omejitvijo števila hkratnih

uporabnikov E-DCH, ki imajo razporejene podatkovne hitrosti večje od 0 kbps, je

omogočeno nadzorovanje števila kanalov E-HICH, ki so uporabljeni v servisni celici. Ti

kanali nadzorujejo porabo moči v navzdolnji povezavi, da ta ne doseže previsokega nivoja.


71

Uporabniki so razporejeni po prioritetnem vrstnem redu.

Prioriteta pri razporejanju uporabnikov:

– izbira uporabnikov po celicah:

o uporabniki v celici A, izbor osnovan na podlagi Uu-hitrosti,

o uporabniki v celici B, izbor osnovan na podlagi Uu-hitrosti,

o uporabniki v celici C, izbor osnovan na podlagi Uu-hitrosti,

o vsi uporabniki v RBS, izbor osnovan na podlagi Iub-hitrosti,

o vsi uporabniki v RBS, izbor osnovan na podlagi zmogljivosti strojne

opreme;

– prioriteta osnovana na hitrosti: najnižja hitrost = najvišja prioriteta,

– vrednosti, prenesene iz uporabljenih E-TFCI; tabela stroškovne zmogljivosti,

– v primeru enakovredne prioritete se izbere starejši zahtevek,

– v primeru ponovne enakovredne prioritete se izbere novejša dopustnost.

Zaznavanje neaktivnosti

Sistem mora imeti sposobnost zaznati uporabnika, ki ne uporablja dodeljene pasovne širine

za prenos podatkov, saj tako neuporabljena sredstva lahko izkoristi drug uporabnik. Hitrost

razporejenih podatkov, ki jih prenaša uporabniška enota, je stalno spremljana.

Večja hitrost od dopustne

Če dopustna razporeditev ni omogočena zaradi na primer slabe kakovosti radijske

povezave, lahko uporabnik pošilja podatke z večjo hitrostjo, kot mu je bila odobrena. RBS

zazna težave in razporejevalnik sam ponovi zadnjo dopustno razporeditev za dotičnega

uporabnika.


72

6 Mobilnost

Kanal E-DCH je lahko aktiven le v načinu CELL_DCH. Osnova za mobilnost v tem

načinu sta omrežno nadzorovano izročanje in poročilo merjenj, ki jih izvaja uporabniška

enota. Točno določena mobilnost za E-DCH skrbi za navezo z radijsko povezavo E-DCH.

Mobilnost na prenosu HSUPA deluje enako kot na prenosu HSDPA in jo sprožijo isti

dejavniki. Na prenosu HSUPA je teh dejavnikov nekaj več – če uporabniška enota zapusti

HSUPA in ko je upravljanje kanala E-DCH v mehkem izročanju.

Servisne celice HSDPA in HSUPA so vedno iste in njihova sprememba se vedno izvaja

istočasno na obeh prenosih. Servisna celica nadzira prenos podatkov ter razporeja

uporabnike in hitrosti prenosov tako na navzdolnji kot na navzgornji povezavi. HSDPA in

HSUPA delujeta usklajeno, ne more delovati en prenos mimo drugega. Ko je prenos

HSDPA/HSUPA aktiven, morajo vse celice v aktivnem nizu podpirati prenose.

Sprememba celice je sprožena enako, kot kadar je aktiven samo prenos HSDPA. Mobilnost

na prenosu HSUPA lahko razdelimo na sledeče sklope:

– izbira celic E-DCH/HS-DSCH. Izbira se sproži v okolju RAB ali pa z večanjem

aktivnosti (skozi meritve),

– mehko/mehkejše izročanje E-DCH,

– servisna E-DCH/HS-DSCH-sprememba celic, ki jo sprožijo spremenjene najboljše

celice v aktivnem nizu,

– servisna E-DCH/HS-DSCH-sprememba celic, sprožena z odstranitvijo servisne E-

DCH/HS-DSCH-celice v aktivnem nizu,

– zapustitev pokrivanja HSUPA,

– pokrivanje proženja spodnjega stikala s strani E-DCH/HS-DSCH.


73

6.1 E-DCH/HS-DSCH-izbira celic

E-DCH/HS-DSCH-izbira celic se sproži v okolju RAB z vzpostavitvijo interaktivne

povezave PS s poskusom na zgornjem stikalu, kar izvede FACH. Druga možnost pa je

lahko prek osnovne aktivnosti, sprožene na že osnovani interaktivni povezavi PS na DCH.

V nadaljnjem postopku se preveri, katera celica ima najvišjo celično zmogljivost, ki je na

razpolago za kanale EUL/HSDPA, DCH/HSDPA in DCH/DCH. Po preverbi se izvede

namestitev oziroma se preoblikuje povezava na teh kanalih.

Slika 33: Prioritetni vrstni red za vzpostavitev interaktivne PS


Najprej se preveri, ali je najboljša celica v aktivnem setu HSDPA/HSUPA kompatibilna.

Če to ni mogoče, sledi naslednji korak. Preveri se, ali obstaja sorodna celica s podobnimi

značilnostmi kot najboljša celica, ki je kompatibilna s HSDPA/HSUPA. Ko je sprožena

celična selekcija, RNC izvede naslednje korake:

1. Če je aktivnost sprožena na zgornjem stikalu, ni je pa sprožil FACH, se preveri

kakovost tako povezave UL kot DL. V tem primeru medsebojno povezana dogodka

2d in 6a nista bila sprožena. Preveri se, ali uporabniška enota podpira

HSDPA/HSUPA.

2. RNC preveri, ali ima najboljša celica v aktivnem nizu E-DCH/HS-DSCH podporo

in ali je to znotraj RNC delujoča celica. Če ima uporabniška enota aktivni niz z več

kot eno celico, se preveri, ali imajo vse celice v trenutnem aktivnem setu podporo

HSUPA.


74

3. Če je tem pogojem zadoščeno, se preoblikuje povezava k E-DCH/HS-DSCH, z

najboljšo celico kot servisno celico E-DCH/HS-DSCH.

4. Če tem pogojem ni zadoščeno, RNC preveri stanje, ki mora biti enako FALSE. To

pomeni, da je omogočena izbira druge celice in ne le najboljše celice. To selekcijo

izvajajo samo kanali DCH/DCH. Nato se preveri, ali ima nadomestna najboljša

celica sorodno celico, ki podpira E-DCH/HS-DSCH. Preveri se nastavitev

pokrivnega kazalnika, ki je lahko nastavljena na pokrivanje oziroma prekrivanje.

Pokrivno razmerje obstaja samo med celicami v istem RNC.

5. Če je aktivnost sprožena na zgornjem stikalu s strani FACH, je lahko povezava

preoblikovana neposredno v tarčni celici HSDPA/HSUPA.

6. Če ne govorimo o zgornjem stikalu s strani FACH, mora biti najprej izvedeno trdo

izročanje na sorodni celici. Nato se izvede povezava, preoblikovana v E-DCH/HS-

DSCH. To deluje, če ta celica ni vključena v aktivni niz. Najprej se preveri izguba

poti; izračuna se trenutna izguba poti in če je večja, RNC preneha aktivnosti. Če je

sorodna celica že del aktivnega niza, potem bo preoblikovanje v E-DCH/HS-DSCH

izvedeno enako kot z novo servisno celico.

7. V nasprotnem primeru bo RNC sorodni celici izvedel trdo izročanje na kanalu

DCH. Ob tem se bodo ohranile nastavitve RAB. Izvede se preoblikovanje v E-

DCH/HS-DSCH z novo celico kot servisno celico kanalu E-DCH/HS-DSCH.

Če proces E-DCH/HS-DSCH celične selekcije propade, je namesto tega izveden poizkus

zgornjega stikala oziroma nastavitev klicanja na kanalih DCH/HSDPA ali DCH/DCH.

Procedura zgornjega stikala iz kanala DCH/X (X = DCH ali HS) je enaka kot za

interaktivno povezavo PS v okolju RAB.


75

Slika 34: Celična selekcija interaktivnega PS


6.2 Mehko/mehkejše izročanje E-DCH

Ob aktivnih povezavah HSDPA/HSUPA morajo biti vse celice v aktivnem nizu ves čas

kompatibilne s HSDPA/HSUPA. Mehko/mehkejše izročanje na kanalu E-DCH deluje kot

pri običajnem mehko/mehkejšem izročanju R99 DCH. Isti parametri so uporabljeni za

različne dogodke. Razlika je v tem, da ne-HSUPA-kompatibilna celica ni nikoli vključena

v aktivni niz, medtem ko je vzpostavljena povezava HSUPA. Poročilo dogodka, ki

priporoča dodajanje ne-HSUPA-celice v aktivni niz, je ignorirano, dokler je vzpostavljena

povezava HSUPA in celica ni dodana. To se nanaša tudi na zunanje celice DRNC, ki jih

vedno obravnavamo kot ne-HSUPA-kompatibilne celice in niso nikoli vključene v aktivni

niz.

Drugi dogodki lahko sprožijo preoblikovanje stran od HSUPA. Če postane ne-HSUPA-

kompatibilna celica, ki se ne nahaja v aktivnem nizu, dovolj močna in zadosti tem

pogojem, bo povezava najprej preklopljena na DCH v navzgornji povezavi. Nato je v

aktivni niz dodana močna kompatibilna celica ne-HSUPA. Pred dodajanjem kanala E-


76

DCH v radijsko povezavo se vzpostavi dostopni nadzor za novo povezavo. Največja

velikost aktivnega niza, ki se lahko uporablja pri povezavi HSUPA, je štiri.

Če mehko/mehkejše izročanje sproži odstranitev oziroma nadomestitev servisne celice iz

aktivnega seta, bo najprej izvedena sprememba servisne celice, šele nato je lahko celica

odstranjena.

6.3 Sprememba celice E-DCH/HS-DSCH

Če sprožena sprememba celice ne more biti izvedena, je največkrat izveden poskus

preoblikovanja povezave k kanalu DCH. To se zgodi, če uporabniška enota zapusti

območje s podporo HSDPA/HSUPA ali ko se predstavi v zunanje celice DRNC. Problemi

pokrivanja v navzdolnji oziroma navzgornji povezavi prav tako sprožijo preoblikovanje k

kanalu DCH in s tem poskus izročanja IF oziroma izročanja IRAT.

Prenos HSDPA/HSUPA ni podprt prek Iur-povezave. Onemogočeno je izvajanje E-

DCH/HS-DSCH-spremembe celice na zunanji celici DRNC ali izvajanje zgornjih stikal iz

kanala DCH na prenosu HSDPA/HSUPA prek Iur-povezave. Podprto je mehko/mehkejše

izročanje za A-DCH prek Iur-povezave, za E-DCH pa izročanje ni podprto.

Proces E-DCH/HS-DSCH-spremembe celice bo poskušal obdržati najboljšo celico v

aktivnem nizu kot servisno celico E-DCH/HS-DSCH. Meritve kakovosti CPICH za vse

celice v aktivnem nizu so uporabljene za določitev najboljše celice in sprožijo spremembo

servisne celice. To imenujemo dogodek 1d HS. Sprememba celice se lahko sproži tudi, ko

mehko/mehkejše izročanje odstrani trenutno servisno celico iz aktivnega niza. Servisna

sprememba celice se lahko izvede le do nivoja, imenovanega E-DCH/HS-DSCH-primerna

celica. To pomeni, da je znotraj RNC delujoča celica v aktivnem nizu, ki podpira prenos

HSDPA/HSUPA. Ob delujočem E-DCH/HS-DSCH vse celice v aktivnem nizu vseskozi

podpirajo prenos HSDPA/HSUPA. Meritve količine uporabniških enot so uporabljene za

določitev najboljše celice. Te meritve, histereze in čas sprožitve vrednosti lahko za

dogodek 1d HS nastavimo vsakega posebej. To pomeni, da sproženje spremembe celice s


77

spremembo najboljše celice lahko izvedemo brez vpliva na mehko/mehkejše izročanje. Če

poskus spremembe celice E-DCH/HS-DSCH propade, naredimo korak nazaj na DCH.

Kadar E-DCH/HS-DSCH-spremembo celice sproži sprememba najboljše celice,

imenujemo ta dogodek 1d HS. RNC izvede naslednje korake:

1. Če parameter »dovoljena menjava celice« izraža stanje TRUE, se v okviru

trenutnega aktivnega niza izvede ocena veljavne tarčne celice. V preimeru izražanja

stanja FALSE, nadaljujemo s četrtim korakom v nadaljnjem tekstu tega

podpoglavja.

2. RNC izbere najboljšo celico v aktivnem nizu, ki podpira E-DCH/HS-DSCH. Ta

mora biti znotraj RNC in E-DCH/HS-DSCH delujoča celica ter boljša od trenutno

delujoče servisne celice, in sicer parametra »hs histereza 1d/2«. Če so ti pogoji

izpolnjeni, smo našli primerno celico HSUPA/HS.

3. Ob izbiri primerne celice HSUPA/HS se začne E-DCH/HS-DSCH-sprememba

celice. Najprej se izvede krmiljenje dostopa za stran HSUPA. RNC nato istočasno

spremeni servisno celico za strani HSUPA in HSDPA.

4. Če se sprememba celice ne more izvesti, se izvede poskus preoblikovanja na kanalu

DCH. Sprememba celice se ne more izvesti v naslednjih primerih:

– krmiljenje dostopa je blokirano,

– parameter »dovoljena menjava celice« izraža stanje FALSE,

– primerna celica HSUPA/HS ni najdena,

– izvajanje spremembe celice spodleti in povezava ni prekinjena.

5. RNC opravi dva nadzora; stanje parametra »hs proženje proti DCH«, preveri če je

omogočeno prehajanje na kanal DCH za primer parametra »sprememba najboljše

interne RNC celice«. Ta parameter se lahko posamično nastavi na ON ali OFF za

različne primere, ki lahko sprožijo prehajanje na kanal DCH. Če je prehajanje na

kanal DCH omogočeno, potem nadaljujemo. V nasprotnem primeru RNC preneha

aktivnosti.

6. RNC izvede poskus spodnjega stikala na kanal DCH s povezavo, pri kateri ne

uporablja celice E-DCH/HS-DSCH. Če krmiljeni dostop onemogoči prehajanje na

kanal DCH ali če prehajanje spodleti, RNC preneha aktivnosti.


78

Če je E-DCH/HS-DSCH-sprememba celice sprožena zaradi odstranitve ali zamenjave

trenutne servisne celice, imenujemo ta dogodek 1b oziroma 1c. RNC izvede naslednje

korake:

1. Če parameter »dovoljena menjava celice« izraža stanje TRUE, se v okviru

trenutnega aktivnega niza izvede ocena veljavne tarčne celice. Če parameter

»dovoljena menjava celice« izraža stanje FALSE, nadaljujemo s četrtim korakom v

nadaljnjem tekstu tega podpoglavja.

2. RNC izbere najboljšo celico izmed preostalih celic v aktivnem nizu, ki podpira E-

DCH/HS-DSCH. Ta mora biti znotraj RNC in E-DCH/HS-DSCH delujoča celica

ter boljša od trenutno delujoče servisne celice po merilu parametra »hs histereza

1d/2«. Če so ti pogoji izpolnjeni, smo našli primerno celico HSUPA/HS.

3. Ob izbiri primerne celice HSUPA/HS se začne E-DCH/HS-DSCH-sprememba

celice. Najprej se izvede krmiljenje dostopa za stran HSUPA.

4. Če se sprememba celice ne more izvesti ali pa če ni dovoljena, RNC izvede poskus

preoblikovanja na kanalu DCH. Sprememba celice se ne more izvesti če:

– je krmiljenje dostopa blokirano,

– parameter »dovoljena menjava celice« izraža stanje FALSE,

– primerna celica HSUPA/HS ni najdena,

– izvajanje spremembe celice spodleti in povezava ni prekinjena.

5. RNC opravi dva nadzora; ugotovi stanje parametra »hs proženje proti DCH« in ali

je omogočeno prehajanje na kanal DCH za primer parametra »menjava servirne hs

celice znotraj RNC« oziroma »menjava servirne hs celice med RNC«. Prvi

parameter je primeren, ko je najboljša celica zunanja celica v drugem RNC. Drugi

parameter pa je primeren, ko je najboljša celica znotraj RNC delujoča celica. Ta

parameter se lahko posamično nastavi na ON ali OFF za različne primere, ki lahko

sprožijo prehajanje na kanal DCH. Če prehajanje na kanal DCH ni omogočeno, bo

povezava prekinjena.

6. RNC izvede poskus spodnjega stikala na kanal DCH s povezavo, pri kateri ne

uporablja celice E-DCH/HS-DSCH. Če krmiljenje dostopa onemogoči prehajanje

na kanal DCH ali prehajanje spodleti, RNC preneha aktivnosti.


79

Slika 35: Dodajanje celice v aktivni niz


Ko je radijska povezava vpeljana v aktivni niz, obstaja malo verjetnosti, da bo takoj postala

najustreznejša kot servisna radijska povezava EDCH. Zato povezava nove radijske

povezave z direktno servisno E-DCH-spremembo celice na to novo radijsko povezavo ni

potrebna. Izvedeno je izročanje v dveh korakih. V prvem koraku se izvede vključevanje

nove radijske povezave v aktivni niz, v drugem koraku pa se izvede sprememba servisne

celice E-DCH.


80

Slika 36: Sprememba servisne celice


Slika 37: Odstranitev in zamenjava neservisne celice



81

Slika 38: Dogodek 1d HS – poslan, vendar ne sprejet


6.4 Zapustitev pokrivanja HSUPA

Kadar uporabnik HSUPA naleti na celico, ki je ni podprl HSUPA (nepodprta celica v

nadaljevanju), mora biti povezava najprej preoblikovana v DCH na navzgornji povezavi.

Samo tako je lahko nepodprta celica dodana v aktivni niz. Enako velja tudi za zunanje

celice DRNC, saj so te vedno obravnavane kot nepodprte celice. Do teh srečanj prihaja ob

pregledovanju poročil dogodkov 1a in 1c, kjer pride do zahteve dodajanj nepodprte celice

v aktivni niz. Preoblikovanje v DCH na navzgornji povezavi je sproženo, če so vsa

poročila močnejša od trenutne servisne celice in če so sprejeta poročila dogodkov 1a

oziroma 1c, kjer se zahteva dodajanje celic, ki jih ni podrpl HSUPA. Sledi dodajanje

oziroma zamenjava nepodprte celice v aktivni niz. Časovno odvisnost, v kateri lahko

uporabnik HSUPA obdrži povezavo z nepodprto celico, je lahko prilagodljiva. Če preklop

na DCH na navzgornji povezavi onemogoči tudi krmiljenje dostopa ali če preklop spodleti,

je povezava prekinjena.


82

Slika 39: Kriterij proženja dogodka 1d v RNC


Kadar uporabniška enota ob uporabljanju povezav HSDPA/HSUPA prestopi Iur-meje,

zunanja celica ne more biti neposredno dodana v aktivni niz. Ko dogodek 1d v RNC sproži

povezavo, je po navadi preoblikovan v DCH/HSDPA, nato pa je zunanja celica dodana kot

radijska povezava A-DCH z mehkim izročanjem.

Celica, ki je ni podprl HSUPA in za katero se v poročilih dogodkov 1a oziroma 1c izkaže,

da je močnejša od aktivnega niza, povzroči razpad povezave, ker ne more biti takoj dodana

v aktivni niz.


83

Slika 40: Medcelična sprememba v RNC


6.5 Pokrivanje proženja spodnjega stikala s strani E-DCH/HS-DSCH

S spremljanjem kakovosti povezave zaznavamo slabo kakovost na navzgornji in na

navzdoljni povezavi ob uporabi celice E-DCH/HS-DSCH. Spremljamo dogodke 2d, 2f, 6a

in 6b. Način zgoščevanja je sledeč: izročanj HSDPA/HSUPA ne podpre, zato je narejeno

spodnje stikalo na kanal DCH. Če je sprožen dogodek 2d ali 6a, se najprej preveri

parameter »hs proženje proti DCH«. Poskus spodnjega stikala se izvede, kadar je

prehajanje na kanal DCH odobreno za primer parametra »zaznavanje slabe kvalitete«. Če

parameter »hs proženje proti DCH« ne omogoča tega prehajanja in ga krmiljeni dostop

blokira oziroma prehajanje spodleti, RNC preneha aktivnosti.

Ko je povezava preoblikovana na DCH, se lahko začne poskus izročanja IF ali poskus

izročanja IRAT. To najprej obsega preverbo želenega tipa izročanja; da ustrezen

nadzorovan niz ni presežen in da je izročanje omogočeno za trenutno nastavitev RAB.


84

Slika 41: Pokrivanje proženja spodnjega stikala na DCH


7 Upravljanje zmogljivosti

Algoritem upravljanja zmogljivosti povečuje zmogljivost sistema, in sicer ob ohranjanju

zahtevane kakovosti storitve in pokritosti, hkrati pa zagotavlja tudi stabilnost sistema. V

primeru pomanjkanja zmogljivosti nam ta funkcija zagotavlja postopke upravljanja

storitev.

Glavni del funkcije upravljanja zmogljivosti na HSUPA je osredotočen na nadzor v RNC

(CRNC), zagotavljanje statike in dolgoročni nadzor zmogljivosti. Manjši del, predvsem

razporejevalnik, ki je v RBS, pa se ukvarja s hitrim dinamičnim nadzorom zmogljivosti.


85

Slika 42: Primerjava upravljanja zmogljivosti z razporejevalnikom RBS


Za nadzor števila servisnih in neservisnih uporabnikov E-DCH je uvedena ločnica med

navzgornjo in navzdolnjo povezavo, s čimer nadziramo obremenitev uporabnikov E-DCH.

Uvedeni sta zmogljivost in pravilo uporabe strojne opreme, s čimer reduciramo strojno

opremo, ki jo za svoje delovanje potrebujejo uporabniki E-DCH. Ocena ASE na navzgornji

povezavi je vedno posodobljena, da lahko upravlja uporabnike E-DCH.

Parametri nadzora razporejevalnika so dodani za nadzorovanje meje, z njimi upravlja

razporejevalnik v RBS ter z njimi tudi vzdržuje pokritost in stabilnost sistema.

Nadzor prenatrpanosti sproži ETCPC, in sicer na navzdoljni povezavi. Ob tem dogodku so

zaradi nadzora prenatrpanosti tarče tudi uporabniki E-DCH.

Nadzor prenatrpanosti ima sposobnost sprostiti radijske povezave po vnaprej določenem

postopku, s čimer zmanjša obremenitev, če je ta prevelika. Povezava HSUPA/HS je

preklopljena na celico FACH, kadar prenatrpanost zaradi moči na navzdolnji povezavi

sproži dogajanje na HS.


86

Upravljanje zmogljivosti se izvaja kot:

– namensko spremljanje upravljanja zmogljivosti,

– krmiljenje dostopa,

– nadzor prenatrpanosti.

Slika 43: Splošni pregled delovanja upravljanja zmogljivosti


Krmiljenje dostopa omejuje število uporabnikov E-DCH, ki uporabljajo celico kot servisno

celico, in število uporabnikov E-DCH, ki uporabljajo celico kot neservisno celico. Če je

sočasnih uporabnikov E-DCH veliko, lahko postane pretok podatkov po uporabniku zelo

majhen. Operater ima možnost omejiti število uporabnikov na E-DCH v celici, s čimer

zagotovi sprejemljiv pretok podatkov. S tem se omeji razpršenost zmogljivosti HSUPA

med preveliko število uporabnikov.

ASE je nastavljen na 0 za razporejene podatke HSUPA in na 2.43 za nerazporejene

podatke HSUPA.

Rešitve upravljanja zmogljivosti izkazujejo meritve, ki spremljajo nekatere najbolj kritične

zmogljivosti oziroma njihove indikatorje. To spremljanje kritične zmogljivosti imenujemo


87

namensko spremljanje zmogljivosti. Sledeče namensko upravljanje zmogljivosti je

obravnavano v obsegu:

– kanalizacijske kode na navzdolnji povezavi;

– spremljanje histograma:

o število stisnjenih povezav v celici,

o uporaba razpršitvenega faktorja na navzdolnji povezavi,

o uporaba razpršitvenega faktorja na navzgornji povezavi,

o število hkratnih servisnih radijskih povezav HS v celici,

o število uporabnikov E-DCH v servisni celici,

o število uporabnikov E-DCH, ki uporabljajo celico kot neservisno celico;

– oddana moč nosilca na navzdolnji povezavi; skupna moč ne-HS, uporabljena v

celici;

– ASE v navzdolnji in navzgornji povezavi;

– RTWP na navzgornji povezavi;

– uporaba strojne opreme v RBS na navzdolnji in navzgornji povezavi; izražena v

smislu kanalnih elementov.

Spremljanje histograma beleži specifične namenske zmogljivosti HSUPA:

– Število uporabnikov E-DCH, ki uporabljajo celico kot servisno celico. Ta meritev

nam prikazuje uporabo servisne celice E-DCH v celici. Meritev te namenske

zmogljivosti se izvaja s sledenjem številu uporabnikov servisne celice E-DCH v

celici. Operater ima možnost nadzirati obremenitev prenosov HSUPA z

omejevanjem števila uporabnikov E-DCH, ki uporabljajo celico kot servisno celico.

– Število uporabnikov E-DCH, ki uporabljajo celico kot neservisno celico. Ta

meritev nam prikazuje uporabo neservisne celice v celici E-DCH. Meritev te

namenske zmogljivosti se izvaja s sledenjem številu uporabnikov neservisne celice

E-DCH v celici. Operater ima možnost nadzirati obremenitev prenosov HSUPA z

omejevanjem števila uporabnikov E-DCH, ki uporabljajo celico kot neservisno

celico.

Krmiljenje dostopa se lahko izvaja na bolj sproščen način, saj že razporejevalnik dodeli 0

kbps uporabnikom E-DCH.


88

Slika 44: Krmiljenje dostopa, število uporabnikov


Slika 45: Krmiljenje dostopa, strojna oprema



89

Krmiljenje dostopa ASE na navzgornji povezavi:

– ASE je 0 za razporejene podatke HSUPA,

– ASE na navzgornji povezavi je 2.43 za nerazporejene podatke.

Krmiljenje dostopa razporedi kanala E-DCH, uporabljena za povezavo HSUPA, in sicer po

določenih specialnih pogojih, da se zagotovi ločitev od različice R99 PS DCH uporabnikov

na navzgornji povezavi. To pomeni, da imajo uporabniki E-DCH isto oziroma višjo

prioriteto od uporabnikov PS DCH, hkrati pa niso tarča mehkih prenatrpanih dejanj.

Zagotovljen visokohitrostni servisni razred je dodeljen navzgornjemu in navzdolnjemu

delu povezave HSUPA/HS. Na sliki 46 je prikazan promet prioritetnega razreda za strojno

opremo navzgornje povezave in dostopni postopki ASE na navzgornji povezavi.

Slika 46: Promet prioritetnega razreda


Razporejevalnik v RBS je na navzgornji povezavi nadzorovan z uporabniškimi

podatkovnimi hitrostmi (razporejeni podatki), zato je naloga RNC le določitev minimalnih


90

zmogljivosti (nerazporejeni podatki). Določitev strojne opreme za HSUPA je izvedena po

sledečem postopku:

– v servisni celici; E-DCH z minimalno hitrostjo 0 kbps za razporejene podatke. V

tem primeru so samo nerazporejeni podatki uporabljeni za določitev strojne opreme

(hitrost SRB je uporabljena za ocenitev nerazporejenih podatkov);

– v neservisni celici; ko je E-DCH v mehkem izročanju, je največja hitrost

razporejenih podatkov določena s parametrom »eul rezervirana pasovna širina

razporejevalnika neservirne celice«.

Parameter »eul rezervirana pasovna širina razporejevalnika neservirne celice« omogoča

operaterju nastavitev največje hitrosti, ki je lahko dodeljena v neservisni celici za

razporejene podatke uporabnika E-DCH med mehkim izročanjem. Hitrost servisne celice

je lahko večja.

Krmiljenje dostopa je zmožno nadzorovati število uporabnikov na E-DCH, in sicer po

posamezni celici. Če je uporabnikov na navzgornji povezavi, ki istočasno uporabljajo E-

DCH, veliko, lahko postane pretok podatkov po uporabniku zelo majhen. Operater lahko

omeji število uporabnikov na E-DCH v celici, s čimer zagotovi sprejemljiv pretok

podatkov. To omejitev doseže z merjenjem obremenitve, gre za število uporabnikov E-

DCH, ki uporabljajo celico kot servisno celico. Zahteva za uporabo E-DCH je odobrena do

določenega limita, ki je določen s parametrom »eul kontola dostopa uporabnikov k servirni

celici«. Krmiljenje dostopa zavrne uporabnika E-DCH, ki zahteva uporabo celice kot

servisne celice, če skupno število servisnih celic uporabnikov E-DCH, vključno z

zahtevano, presega vrednost, določeno s parametrom »eul kontola dostopa uporabnikov k

servirni celici«.

Uporabniki E-DCH so lahko v stanju mehkega/mehkejšega izročanja. Ker parameter »eul

kontola dostopa uporabnikov k servirni celici« obravnava le servisno celico uporabnikov,

je nujno, da omejimo tudi uporabnike E-DCH, ki uporabljajo celico kot neservisno celico.

Krmiljenje dostopa zavrne uporabnika E-DCH, ki zahteva uporabo celice kot neservisne

celice, če skupno število neservisnih celic uporabnikov E-DCH, vključno z zahtevano,


91

presega vrednost, določeno s parametrom »eul kontola dostopa uporabnikov k neservirni

celici«.

HSUPA/HS lahko sproži mehko prenatrpanost na navzgornji povezavi, ne more pa sprožiti

akcije mehkega prenatrpanja.


92

8 Nosilna storitev radijskega dostopa

HSUPA v različici P5 zagotavlja interaktivno podporo PS za RAB. HSUPA je zasnovan,

da bi podpiral najboljše podatkovne dosežke, kot je na primer z uporabo kartice PC. V

različici P5 je HSUPA podprta s samo eno servisno konfiguracijo RAB. V primeru CS

klica (pogovor oziroma 64 kbps transparentnih podatkov) ali ko je zahtevana pretočna seja

PS, UTRAN preklopi s HSUPA na DCH na navzgornji povezavi. S tem omogoči

kombiniranje RAB med CS in interaktivnim PS oziroma med interaktivnim PS in

pretočnim PS.

Ko je vzpostavljena interaktivna PS podpora za RAB oziroma če nadzor (in sicer nadzor

neaktivnosti) zazna aktivnost, je tarčna RB-kombinacija (UeRc) HSUPA/HS. V primeru

zavrnitve dostopa zaradi pomanjkanja zmogljivosti sistem najprej izbere kombinacijo

DCH/HS. Če je tudi ta neuspešna, sistem izbere kombinacijo DCH/DCH.

Najvišja bitna hitrost RLC na navzgornji povezavi za HSUPA/HS je 1.376 Mbit/s. SRB na

navzgornji povezavi deluje s fiksno hitrostjo 13.6 kbit/s. Na navzdoljni povezavi je na HS

najvišja podatkovna hitrost 4.32 Mbit/s. SRB tudi na navzdoljni povezavi deluje s fiksno

hitrostjo, in sicer 3.4 kbit/s (ista hitrost kot za R99).

Interaktivni PS na HSUPA/HS za RAB, značilnosti:

– najvišja bitna hitrost (RLC): RB = 1.37 Mbps, SRB UL = 13.6 kbps,

– navzgornja povezava: E-DCH za RB in SRB,

– navzdolnja povezava: DCH za SRB (3.4 kbps, isto kot za R99 DCH na navzgornji

povezavi),

– navzdolnja povezava: HS-DSCH za RB (enakovredno DCH/HS),

– nadzor neaktivnosti na povezavi HSUPA/HS; spodnje stikalo na celico FACH,

– vrnitev na R99 za kombinacije RAB (SP64, PS+PS),

– preoblikovanje na R99 DCH/DCH oziroma DCH/HS; izguba pokritosti, slaba

kakovost,

– ni mehkega izročanja pri Iur,


93

Funkcija nadzora neaktivnosti zazna neaktivnost na radijski povezavi in lahko inicializira

izvedbo spodnjega stikala iz HSUPA/HS na CELL_FACH. V različici P5 je promet

HSUPA poslan prek Iur-vmesnika, kar pomeni, da mehko izročanje znotraj delujoče celice

RNC ni mogoče.

Stisnjen način v različici P5 ni uporabljen za EDCH, ker nas pripelje do izročanja IFHO

oziroma izročanja IRAT. Izročanj IFHO in IRAT se ne izvaja iz HSUPA. Če je kakovost

radijske povezave slaba, je najprej izvedeno preoblikovanje na DCH. Sledijo meritve

preostalih frekvenc v stisnjenem načinu, potem pa možno trdo izročanje.

Razred AAL2 QoS v Iub-vmesniku nastavi operater. RB za EDCH je z osnovnimi

nastavitvami prenesen skupaj z razredom D (najboljše zmogljivosti in nespecificirane

zamude). SRB je prenesen z razredom A (obvezen QoS in minimalne zamude). Ti prenosi

lahko privedejo do morebitnih časovnih problemov pri informacijah uravnavanja moči

zunanjega kroga. Ta problem odpravi mehanizem ponovnega naročanja v RNC.

Uporabniški podatki HSDPA so prav tako preneseni po AAL2 s QoS razreda C.

Uporabniški podatki DCH so preneseni s QoS razreda A ali B (obvezen QoS in nizka

prioriteta).

Različni Iub-okvirni protokoli -> različne AAL2 povezave -> štiri podobe AAL2:

– okvirni protokol E-DCH, RB (nastavitev AAL2QoS=D),

o navzgornja povezava: uporabniški podatki EDCH,

o navzdolnja povezava: nadzorna sporočila (indikator prenatrpanosti TNL),

nizke bitne hitrosti,

– okvirni protokol E-DCH, SRB (nastavitev AAL2QoS=A),

o navzgornja povezava: signalizacija SRB,

o navzdolnja povezava: nadzorna sporočila (RIPU), nizke bitne hitrosti,


94

– okvirni protokol DCH (R99), SRB (nastavitev AAL2QoS=A),

o navzgornja povezava: nadzorna sporočila (časovne prilagoditve), nizke

hitrosti,

o navzdolnja povezava: isti Iub-parametri kot za A-DCH/SRB na navzdoljni

povezavi (DCH/HS kombinacija),

– HS RB (nastavitev AAL2QoS=C)

o navzgornja povezava: kontrolna sporočila (nizke bitne hitrosti, enako kot

namenska baza),

o navzdolnja povezava: uporabniški podatki HS (enako kot namenska baza).

Ko je uporabniška enota v stanju CELL_FACH, aktivni upravljalec zazna aktivnost na

navzgornji oziroma navzdolnji povezavi in izvede se zgornje stikalo na povezavi

HSUPA/HS. Zaznavanje aktivnosti na navzgornji povezavi je sproženo s sporočili meritev

v uporabniški enoti. V obratni smeri vodi neaktivnost do spodnjega stikala iz stanja

HSUPA/HS v CELL_FACH.


95

9 Selitve in aktiviranje

9.1 Selitve in aktiviranje

Pri povezavi HSUPA obstaja možnost opcijske nastavitve programske opreme, ki je

licenčno nadzorovana, za aktiviranje pa je potreben licenčni ključ. Podpora licence za

programsko opremo na HSUPA se izvaja prek skupin lokalnih celic, ki so v RBS. HSUPA

se aktivira ali deaktivira prek celice v radijski postaji. To storimo z individualno

nastavitvijo administrativnega stanja HSUPA na nezaklenjeno oziroma zaklenjeno.

Podpora O&M je za HSUPA zagotovljena na vseh področjih O&M, kot so upravljanje

zmogljivosti, upravljanje nastavitev, upravljanje pomanjkljivosti in varnost. Podpora O&M

za HSUPA je vključena v obstoječi namestitvi, ob čemer je treba upoštevati osnovne

principe delovanja področij O&M.

Za postaje RBS, ki niso opremljene s strojno opremo, ki omogoča HSUPA, je treba

namestiti ploščo RAX (dodatno še plošče TX, če HSDPA ni oblikovana). Namestitev se

izvede prek interneta. Nato se namesti posodobljena programska oprema HSUPA. Vse

celice v RBS so pripravljene za delovanje na povezavi HSUPA, posamezna povezava pa je

opravljena po eni celici. To pomeni, da ni potrebno, da celotno omrežje podpira povezave

HSUPA.

Uvajanje HSUPA zahteva ponovno nastavitev prenosnih povezav in povečanje

zmogljivosti oddajanja, čeprav je ta največkrat omejena z obsegom prometa na navzdolnji

povezavi. Uporabniški podatki, preneseni na HSUPA, so ločeni od običajnega prometa na

radijskih povezavah. To dosežemo s posebno kakovostjo servisnega razreda transportne

mreže med RBS in RNC.


96

9.2 Lokalna celica E-DCH

Lokalna celica v RBS je sposobna opravljati povezave E-DCH, če so izpolnjeni naslednji

pogoji:

– lokalna celica je sposobna opravljati HS (zahteva P4),

– vsaj ena nezaklenjena in izpopolnjena navzgornja povezava mora omogočati

povezavo plošče RAX z vsemi njenimi mehanizmi z lokalno skupino celic, ki ji

pripada ta celica,

– licenca programske opreme na izpopolnjeni navzgornji povezavi, povezana z

lokalno skupino celic, ki ji pripada ta celica, mora biti omogočena in aktivna,

– parameter »RBS število eul virov« je nastavljen na vrednost 1 za vsaj eno oddajno

enoto, ki je povezana z lokalno skupino celic, ki ji pripada ta celica.

9.3 HSUPA MO

Povezava HSUPA razreda MO oblikuje prilagodljive značilnosti logičnih zmogljivosti na

nivoju celice UTRAN. To so predvsem kanali E-DCH in njihovi pridruženi fizični kanali

E-AGCH in E-RGCH/E-HICH.

Podporo za povezavo HSUPA izvede celica UTRAN, kar nam omogoča uvajanje HSUPA

v dele omrežja. Podpora za povezavo HSUPA je odvisna od povezave HSDPA. Popolno

aktiviranje povezave HSUPA prek celice UTRAN je omogočeno le, kadar je aktivirana

povezava HSDPA.

Podpora za povezavo HSUPA, ki jo izvede celica UTRAN, zahteva, da je aktivirana

podpora HSDPA za isto celico UTRAN, hkrati pa mora biti odgovarjajoča lokalna celica v

RBS sposobna opravljati povezave E-DCH. Aktiviranje podpore za povezavo HSUPA je

sproženo z odklepom izvršilnega stanja na povezavi HSUPA razreda MO. Aktiviranje

privede do motenj v prometu na celotni celici UTRAN.


97

Predvideva se, da je promet na navzgornji povezavi manjši oziroma enak obremenitvi

prometa na navzdolnji povezavi. Iz tega sledi, da mora biti načrtovano transportno omrežje

za povezave HSDPA dovolj močno tudi za povezave HSUPA. V nasprotnem primeru je

treba omrežje nadgraditi. Zmogljivost transportnega omrežja za povezave HSDPA je

primerna tudi za povezave HSUPA.

Alarmi operaterja opozorijo, da je s povezavo HSUPA nekaj narobe. Servisni alarm je

sprožen, kadar odgovarjajoča lokalna celica v RBS ni sposobna opravljati povezave E-

DCH ali ko prihaja do kodnih napak na sorodnih kanalih HSUPA na navzdolnji povezavi.

V obeh primerih bodo alarmi sproženi le, če so HSUPA, HS-DSCH in celica ULTRAN

MO-odklenjeni. Ko je povezava HSUPA nedelujoča, RNC periodično poskuša vzpostaviti

povezave HSUPA v RBS. KPI, primerni za povezavo HSUPA, nam podajo učinek

uporabnih podatkov za usklajevanje primernih delov omrežja HSUPA.

9.4 Kodne omejitve na navzdolnji povezavi

Obstaja možnost preoblikovanja števila kod, uporabljenih na kanalih E-HICH/E-RGCH in

E-AGCH na navzdolnji povezavi. Preostali promet v celici je moten, če naraste število

kod, uporabljenih za povezavo HSUPA. Kadar se zmanjša število kod, uporabljenih za

povezavo HSUPA, je moten samo promet na tej povezavi.


98

Slika 47: Dodeljene kode skupnih kanalov



99

10 Sklep

Kot vsa tehnologija gre tudi razvoj mobilne tehnologije z velikimi koraki naprej. Še pred

nekaj leti se ni nikjer omenjalo prenosov HSUPA, danes pa že govorimo o nadgradnji te

tehnologije. Vstopamo v četrto generacijo mobilnih omrežij, imenovano LTE/SAE (Long

Term Evolution / System Architecture Evolution), kjer lahko pričakujemo, da bo mobilni

telefoniji prinesla nadgradnjo številnim obstoječim tehnologijam (HSDPA in HSUPA).

Prihajajoči širokopasovni mobilni sistemi bodo ponudili novo paleto storitev, kot so na

primer storitve, odvisne od lokacije, mobilna televizija, izobraževanje na daljavo,

prepoznavanje govora, mobilne videokonference in VoIP. Četrta generacija mobilne

telefonije bo zagotovila izjemno hitre prenose podatkov, primerljive s tistimi, ki jih danes

omogočajo optična vlakna, in sicer več kot sto Mbit/s. Delovala bo na večih frekvencah

(odvisno od prostih frekvenc v državi, kjer bo sistem deloval) in bo zelo ustrezala prenosu

podatkov in visokoločljivih večpredstavnostnih vsebin. Sistemi prihodnjih generacij bodo

poleg mobilnih terminalov vključevali še nove vrste komunikacijskih sistemov, predvsem

sisteme za dostop do LAN, inteligentne transportne sisteme za dostop iz avtomobilov med

gibanjem (Inteligent Transport Systems, ITS) in visokoleteče stratosferske platforme (High

Altitude Stratospheric Platform Station System, HAPS), ki bodo z medsebojno optično

povezavo nudile širokopasovno pokritost velikih površin na Zemlji.


100

11 Viri in literatura

1. 3GPP TS 12.21, Network Managment (NM) procedures and messages on the A-bis

interface [online]. 2000. [Citirano 9. maj. 2008; 10:30]. Dostopno na spletnem naslovu:

http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/1221.htm

2. Active Library Explorer [online]. [Citirano 11. dec. 2005; 02:00]. Dostopno na

spletnem naslovu: http://baraba.mobitel.si/alex/

3. BSC Operation : EN/LZT 123 3801 R2A : (interna knjižica Ericssona). 1999.

Stockholm : Ericsson.

4. BSS Integration : EN/LZT 123 5231 R1A : (interna knjižica Ericssona). 1999.


5. GSM Advanced system technique : EN/LZT 123 3333 R4A : (interna knjižica

Ericssona). 2000. Stockholm : Ericsson.

6. GSM System Survey : EN/LZT 123 3321 R2A : (interna knjižica Ericssona). 1998.


7. GSM uporabniki [online]. 2008. [Citirano 10. maj. 2008; 15:20]. Dostopno na spletnem

naslovu: http://www.gsmworld.com/index.shtml.

8. HEINE, Gunnar. 1999. GSM networks : protocols, terminology, and implementation.

London, Bristol : Artech house. ISBN 0-89006-471-7

9. HSPA: High speed wireless broadband (From HSDPA to HSUPA and beyond). 2006.

UMTS Forum [online]. [Citirano 10. jun. 2006; 08:00]. Dostopno na spletnem naslovu:

http://www.umts-

forum.org/servlet/dycon/ztumts/umts/Live/en/umts/MultiMedia_PDFs_Papers_White-

Paper-HSPA.pdf

10. ITU-T Recommendation. Q.920, ISDN user-network interface data link layer [online].

2000. [Citirano 15. maj. 2008; 08:30]. Dostopno na spletnem naslovu:

http://www.itu.int/rec/T-REC-Q.920/en

11. ITU-T Recommendation. Q.921, ISDN user-network interface – Data link layer

specification [online]. 2000. [Citirano 10. maj. 2008; 12:30]. Dostopno na spletnem

naslovu: http://www.itu.int/rec/T-REC-Q.921/en


101

12. MEŠE, Pavel. 2000. Mobilnost v telekomunikacijah. Ljubljana : Elektrotehniška zveza

Slovenije. ISBN 961-6187-19-8.

13. RBS 2000 : EN/LZT 123 3331 R1B : (interna knjižica Ericssona). 1996. Stockholm :

Ericsson.

14. Student Book: Ericsson. HSUPA System Techniques. 2005. Stockholm : Ericsson.

15. UMTS performance [online].2005.[Citirano 10. jul. 2006; 17:00]. Dostopno na

spletnem naslovu: http://web.njit.edu/~rar42/Presentation/HSDPA-Zubeir.pp

16. WCDMA Enhanced Uplink - HSUPA : EN/LZT 123 8442 R1A : (interna knjižica

Ericssona). 2006. Stockholm : Ericsson.

17. WCDMA For UMTS, Radio Access For Third Generation Mobile Communications:

High-speed Downlink Packet Access. 2004. 3rd ed. Chichester, Hoboken : John Wiley

& Sons.

18. WCDMA Evolved, The first step – HSUPA. Ericsson white paper [online]. 2004.

[Citirano 10. jan. 2006; 08:00]. Dostopno na spletnem naslovu:

http://www.ericsson.com/technology/whitepapers/wcdma_evolved.pdf

diplomska naloga hsupa -aljaz.vodopivec - scpet.net aljaz_tk.pdf · Šolski center za poŠto,...

Documents