umts - esde consultingesde.al/fti/sistemet e telekomunikacioneve/materiale... · web viewterminali...

UMTS

Hyrje1.1 UMTS – Standarti evropian i 3G

UMTS eshte standarti evropian i 3G. UMTS kupton "Universal Mobile Telecommunications System" dhe përshkruan një standard që do të mundësojë transmetimin ne menyre fleksibile dhe ne shkalle te lartë te çdo lloj të të dhënave mbi ndërfaqen ajrore. Ky sistem duhet te aplikohet në mënyrë paralele me sistemin ekzistues te gjenerates se 2 – te te GSM. Ajo është quajtur gjithashtu gjenerata e 3 – te e komunikimimeve mobile. Ky standart do te perballoje kerkesat ne rritje per perdorimin e aplikacioneve te internetit. Do te rrise shpejtesine e rrjetit gjer ne 2Mbps dhe do te vere nje standart per roaming global.

1.2 Te rejat e UMTS:

Karakteristikat kryesore te permiresuara ne krahasim me teknologjite e meparshme permendim:

Kapacitet me te larte Cilesi e permiresuar e zerit Privatesi dhe siguri e permiresuar Karakteristika te permiresuara te mbulimit te cilat reduktojne numrin e cell-

ave Sistem i permiresuar I planifikimit duke reduktuar kostot e zhvillimit. Reduktim I fuqise mesatare te transmetuar, duke rritur kohen e bisedes Interference e reduktuar me pajisje te tjera elektronike. Reduktim i thirrjeve drop nga problemet ne handover. Bashke egzistence me teknologjite e tjera te meparshme, fale CDMA dhe

operimit analog ne dy spektra pa interference.

UMTS

Me hyrjen e shoqërise se informacionit ne mijëvjeçarin të tretë, zhvillime te reja kanë filluar të dalin:

Një prirje shkrirjes: tre fushat tradicionale të telekomunikacionit, teknologji – telekomunikacion ; industria e kompjuterave; dhe sherbimet mulimediale, do të shkrihen edhe më tej.

Një prirje drejt konvergjencës: vija ndarëse midis këtyre tre degëve, me kërkesat e tyre individuale për transmetim me cilësi të lartë, shpejtesi te larta transmetimi te te dhenave dhe sigurimi i aplikimeve të reja do të bëhet i paqartë.

Një prirje drejt globalizimit dhe mobilitetit: Në të ardhmen, abonentët mobile do të jetë te arritshem në një numër në nivel global, dhe do jenë në gjendje për të përdorur shërbimet në dispozicion pa kufizime, pavaresisht se ku ndodhen në botë.

Sistemet ekzistuese celulare 2G do të arrijnë limitet e tyre të kapacitetit, ndërsa në të njëjtën kohë kerkesa e perdoruesve mobile për komunikim do të rritet.

Në komunikimet mobile, prirja e përgjithshme është arritja e shpejtesive me te larta te transmetimit. Kjo është rezultat i shërbimeve të reja te futura si rrjedhoje rritjes së fuqishme te teknologjisë kompjuterike dhe zhvillimet e aplikacioneve përkatëse.

Kjo do të tregohet në aplikimet që janë duke u zhvilluar në bazë të UMTS – se.

UMTS

Për shembull, aplikacionet multimediale për pajisjet e perdoruesit, të tilla si konferenca video dhe videotelefonata, do të ofrohen në një shkallë më të madhe.

Gjithashtu, përdoruesit do të jetë në gjendje të perdorin internetin ne shpejtesi me të larta. Një shkalle e paimagjinuar mundesisht do te hapen per furnizuesit e e-commerce. Termi "m-commerce" është vendosur tashmë si një emër për e-commerce, nepermjet telefonave mobile.

Aksesi mobile neper rrjetet Intranet dhe LAN do tu sigurojë përdoruesve akses për të dhëna dhe informacion nga kompani kurdo dhe kudo që ata jane.

1.3 Kërkesat mbi UMTS

Nje perdorues, nje paisje perdoruesi dhe nje numer perdoruesi. Disponueshmërinë e pafund përmes roaming global, me kushtet me optimale të transmetimit të të folurit dhe të dhënave. Standarti UMTS do ta beje kete vizion realitet. Si baza e rrjeteve te ardhshme te telekomunikacioneve mobile, do te lidhe hapesiren midis rrjeteve mobile te tanishme ne nje rrjet te vetem universal mobile. Themelet e shoqërisë së informacionit celular, fshati global, tashme jane vene.

Rrjeti UMTS do te transmetoj si zerin ashtu edhe te dhenat. Në rrjetat celulare të lëvizshme, nderfaqja e ajrit specifikon transmetimit pa tela ndërmjet pajisjeve mobile dhe stacionet bazë.

Ne rrjetat GSM nderfaqja e ajrit është e optimizuar vetëm për përçimin e fjalës. Kapaciteti i ulët i transmetimit te tyre eshte i pamjaftueshem për kërkesat moderne të transmetimit pa tel të dhënave.

Kështu kërkesat bazë për sistemin UMTS jane: UMTS duhet të ofrojë një ndërfaqe të fuqishme ajrore për transmetimin e të folurit dhe të dhënave në një sistem. Për të mbrojtur investimet e mëparshme te operatorit te rrjetit, dhe për të ulur shpenzimet për pajisje të reja sa më shume të jetë e mundur, sistemi i ri UMTS do të bazohet në dhe përdorimin e rrjetit të infrastrukturës ekzistuese.

Standarti UMTS eshte i rendesishem, sepse për herë të parë rregullat për një rrjet global radio mobile do të jenë detyruese për të gjithë. Kjo do të bëjë të mundshëm global roaming. Termi UMTS u vendos nga European Telecommunication Standards Institute. Përgjegjësinë e standardizimit e ka 3GPP, 3rd Generation Partnership Project, ku operatorët e rrjetit, prodhuesit dhe komitetet kombëtare rregullues kanë lidhur aktivitetet e tyre.

1.4 Nje pamje e sistemit GSM & UMTS:

Le të fillojmë me rrjetin GSM. BSS (Base Station Subsystem) siguron mbulim te plotë radio. NSS (Network Switching Subsystem) është përdorur për të kaluar

UMTS

lidhjet circuit-switch në rrjetin e radio-celular, dhe per ti kaluar me pas drejt rrjetit fiks të dhënave.

Me futjen e GPRS, rrjetet GSM janë duke u rritur për transmetimin e te dhenave me shpejtesi gjithnje e me te madhe.

Kapaciteti i transmetimit është rritur nga përshtatja e nderfaqes ekzistuese ajer e GSM, ndaj kërkesave të veçanta të transmetimit packet-switched dhe me ngritjen e një rrjeti të veçantë GPRS.Në hapin e ardhshëm, standarti UMTS do të zbatohet me ngritjen e një nensistemi per mbulimin radio te UMTS, e quajtur ndryshe UTRAN. Me brezin e vete te transmetimit dhe metodave të reja të transmetimit ne nderfaqen ajer, do

të kapërcejë kufizimet që janë karakteristikë e GSM.

Nenrrjeti per transmetim dhe switching, CN (core network), është bazuar në dy nenrrjete te pavarura, te cilat dihen paraprakisht. UTRAN eshte i lidhur me rrjetet GSM dhe GPRS me nderfaqet perkatese, ose sic quhen ndryshe njesite InterWorking Units (IWU).

Le te shqyrtojme nderfaqen ajer. Nderfaqja ajer e percaktuar ne standartin UMTS quhet UTRA(Universal Terrestrial Radio Access) dhe perdor teknologjine CDMA.

Ne UMTS, frekuencat qe variojne nga 1.9 and 2.2 Gigahertz jane planifikuar per tu perdorur ne transmetimin radio. Kapacitetet e kërkuara per kete sistem mund të arrihen vetëm përmes përdorimit efikas të burimeve të kufizuara spektrale.

UMTS

Kjo bëhet me ndihmën e metodës se aksesit CDMA. Karakteristikat mbreselenese te saj jane: eficenca spektrale dhe fleksibiliteti te shpejtesise se transmetimit.

Metoda e CDMA do të implementohet në dy mënyra të ndryshme të transmetimit:Wideband CDMA (W-CDMA) e cila perdor menyren FDD. Ai rregullon aksesin fleksibel të disa abonentëve te njëkohshem ne nje cift te vetem FDD. Kjo do të thotë se një brez frekuence përdoret për dërgim dhe të tjetra per marrje. Ndarja midis këtyre frekuencave është fikse.Ne TDD, i cili përdor një frekuencë për të dy drejtimet në kohë të ndryshme, metoda e aksesit TD-CDMA lejon nje akses eficent te perdoruesve ne timeslote.

UMTS

2. Arkitektura e rrjetit

Arkitektura e rrjetit UMTS

UMTS mban nje ndarje strikte mes nensistemeve te radios dhe te rrjetit, duke lejuar ne kete menyre qe nensistemi i radios te perdoret me teknologji te ndryshme radio. Arkitektura e rrjetit UMTS eshte e perbere nga Core Network (CN) dhe nga Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN). UMTS perdor te njejtin Core Network si GPRS dhe nje nderfaqe radio komplet te re.Nderfaqja midis Core Network (CN) dhe Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) quhet lu. Terminali mobile ne UMTS quhet User Equipment (UE). Nderkohe qe BTS-ja quhet nyja B dhe perseri sherben ne nje qelize.UE-ja lidhet me nyjen B nepermjet nderfaqes Uu me nje shpejtesi gjer ne 2Mbps. Disa nyje B kontrollohen nga nje RNC e vetme nepermjet nderfaqes Iub. RNC-te lidhen me CN nepermjet nderfaqes Iu. Te dhenat packet switched transmetohen nepermjet nderfaqes Iu-PS dhe te dhenat Circuit switched transmetohen nepermjet nderfaqes Iu-CS.

Nje nga nderfaqet e reja ne UTRAN eshte Iur e cila lidh dy RNC dhe nuk ka ekuivalenten e saj ne rrjetin GSM. Nderfaqja Iur lehteson menaxhimin 100% te Burimeve radio (Radio Resource Management).UMTS gjithashtu suporton lidhjet GSM ku MS-ja lidhet me CN nepermjet nderfaqes Um dhe ku BSS lidhet me CN nepermjet nderfaqes A.Domethene arkitektura e rrjetit UMTS si ne figuren me siper ndahet ne 3 elemente kryesore:

1. User Equipment: UE eshte emri qe i vihet asaj qe me pare konsiderohej telefoni celular. Domethene flasim per perdoruesin fundor apo terminalin fundor te lidhur me nje kompiuter.

2. Radio Network Subsystem (RNS): RNS eshte ekuivalente me Base Station Subsystem ose BSS ne GSM. Ajo siguron dhe menaxhon nderfaqen ajrore te te gjithe rrjetit.

UMTS

3. Core Network : Core Network siguron procesimin qendror dhe menaxhimin e sistemit. Eshte ekuivalente me Network Switching Subsystem apo NSS tek GSM.

2.1. UMTS Radio Network Subsystem (UTRAN)

Ky eshte nje seksion i rrjetit UMTS/WCDMA qe ka nderfaqe me UE dhe meCore Network. I gjithe rrjeti radio njihet edhe si UTRAN UMTS Radio Access Network.

Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN)

UTRAN eshte i ngjashem me Base Station Subsystem (BSS), te rrjetit GSM. Eshte i perbere nga elementet e rrjetit qe jane pergjegjes per menaxhimin e burimeve radio.UTRAN eshte i perbere nga disa Radio Network Subsystems (RNS), te cilat jane te lidhura me Core Network (CN) nepermjet nderfaqes Iu. Cdo RNS menaxhon burimet radio te te gjitha lidhjeve te tij.RNS eshte i perbere nga - nje Radio Network Controller (RNC), i cili eshte i ngjashem me Base Station Controller (BSC) te rrjetit GSM. - nga nje apo disa nyje B, te cilat jane te ngjashme me Base Station (BS), te rrjetit GSM. RNC lidhet me nyjet B nepermjet nderfaqes Iub.

UMTS

2.1.1.Struktura funksionale e UTRAN

Lidhja ndermjet paisjes se perdoruesit dhe Core Network (CN) realizohet nepermjet nje nensistemi te quajtur Serving RNS (SRNS). Paisja e perdoruesit mund te lidhet me CN nepermjet RNS – ve te tjera, ne rastin kur nevojiten burime radio shtese, prsh ne rastin e nje soft handover – i. Keto RNS quhen ndryshe Drift Radio Network Subsystems (DRNS).Kombinimi i te dhenave dhe sinjalizimit ndermjet Radio Network Controllers (RNC – ve), realizohet nepermjet nderfaqes lur. Sikurse nderfaqja Iub, nderfaqet Iur dhe Iu kerkojne kapacitete te larta. Per kete si protokoll i fuqishem transmetimi perdoret Asynchronous Transfer Mode (ATM).

UMTS

2.1.2 Funksionet e UTRAN

UTRAN mundeson funksionet e meposhtme:

Radio Resource Control (kontrolli i burimeve radio)

Admission Control (kontrolli i pranimit)

Congestion Control (kontrolli i mbingarkimit)

Code Allocation (caktimi i kodeve)

Power Control (kontrolli i fuqise)

Handover Control (kontrolli i handover – it)

Macrodiversity

2.1.3 Radio Resource Control (kontrolli i burimeve radio)

Radio Resource Control eshte nje funksion i RNC i cili menaxhon caktimin dhe lirimin e burimeve radio.Kur fillohet nje Mobile Originated Call (MOC), lidhja inicializohet nga paisja e perdoruesit.Me pas RNC cakton burimet radio te nevojshme dhe kete ja ben te ditur paisjes se perdoruesit.Ne rastin e nje Mobile Terminated Call (MTC), perfundimit te nje thirrje, lidhja fillohet nga nje precedure paging. Ky funksion realizohet nga nga menaxhimi i mobilitetit (Mobility Management).

UMTS

2.1.4 Admission Control (kontrolli i pranimit)

Kontrolli i pranimit sherben per te shmangur situatat e mbingarkimit te burimeve radio. Duke u bazuar ne matjet e interferences dhe te ngarkeses se rrjetit ne nje qelize specifike, RNC vendos nese do lejoje apo jo lidhje te metejshme ne kete qelize.

2.1.5 Congestion Control (kontrolli i mbingarkeses)

Ne rastin kur nje perdorues aktiv ne nje qelize shkakton mbingarkese ne kete qelize, atehere kontrolli i mbingarkeses mundeson kthimin e kesaj qelize ne nje gjendje te stabilizuar. Kontrolli i mbingarkeses e realizohet kete duke:- duke detyruar handover – in ne nje nyje tjeter B

- duke detyruar handover – in ne sistemin GSM

- duke ulur shpejtesite e transmetimit te secilit prej perdoruesve aktive

- duke kryer nje prishje te kontrolluar te thirrjeve aktive

2.1.6 Code Allocation (caktimi i kodeve)

RNC eshte pergjegjes per caktimin e kodeve ne thirrjet individuale. RNC monitoron ne menyre te vazhdueshme nyjet B. Kodet duhet te jene unike ne nje cell te caktuar edhe ne cell – at fqinje me te.

UMTS

2.1.7 Power Control (kontrolli i fuqise)

Kontrolli i fuqise ne UMTS eshte shume i rendesishem, dhe kjo per disa arsye:

- ne UMTS perdoren te njejtat frekuenca ne qelizat aktive dhe ne qelizat prane tyre.- ne menyre te panevojshme, fuqia e larte e transmetimit e rrit nivelin e interferences ne nje qelize duke ulur ne kete menyre kapacitetin e rrjetit- keshtu ne rastin kur dy perdorues aktive me fuqi transmetimi te njejte, qe ndodhen ne distanca te ndryshme ndaj nyjes B, perdoruesi me i afert do te pengoje sinjalin e dobet qe ndodhet me larg.Keshtu Kontrolli i fuqise ka per detyre te kontorlloje fuqine e transmetimit te secilit prej perdoruesave. UMTS perdor tre teknika te ndryshme te kontrollit te fuqise:

- Open Loop Power Control

- Closed Loop Power Control and

- Outer Loop Power Control.

UMTS

- Open Loop Power Control

Nyjet B perdorin disa kanale te caktuar broadcast per te transmetuar informacione rreth fuqise se transmetimit qe duhet te perdor cdo pasije perdoruesi, kur futet per here te pare ne rrjet. - Closed Loop Power Control

Pasi lidhja e perdoruesit me nyjen B eshte realizuar, kjo nyje merr kontrollin e fuqise se transmetimit. Duke u bazuar ne Signal-to-Interference Ratio (SIR) dhe ne fuqine e marre, nyja B detyron pershtatjen e fuqise se trasnmetimit te paisjes se perdoruesit. Kjo ndodh cdo 0.667 ms, ndersa ne GSM kjo ndodh cdo 480 ms.

- Outer Loop Power Control

Nepermjet kesaj teknike, RNC pershtat nje vlere te caktuar te SIR ne nyjen B. Ideja e kesaj teknike eshte arritja e nje kualiteti konstant transmetimi duke perdorur nje bit error rate ose frame error rate te paracaktuar.

Ne rastin kur RNC detekton nje degradim te vleres se SIR ne nje nyje B, atehere kryen rritjen e kesaj vlere ne nje nivel te caktuar, dhe ne kete menyre pasija e perdoruesit rrit gradualisht fuqine e transmetimit derisa te arrihet vlera e re.

2.1.8 Handover Control (kontrolli i handover – it)

Ne UMTS kemi dy lloje handoveri:

UMTS

- Soft Handover (Soft - and Softer Handover)

- Hard Handover (Inter-Frequency or Inter-System Handover)

2.1.8.1 Soft Handover

Ne rastin e nje soft handoveri, perdoruesi lidhet ne dy apo me shume qeliza qe perdorin te njejten frekuence.Vargu i te dhenave qe merren, kombinohet ne RNC, madje ka raste kur nje lidhje mund ti perkase RNC – ve te ndryshme. Nga ana tjeter, RNC dergon te dhenat te perdoruesi nepermjet rrugezimeve te ndryshme.

UMTS

Transmetimi i te dhenave nepermjet rrugezimeve te ndryshme, e rrit kualitetin e transmetimit pasi te dhenat bashkohen ne fundin marres. Perdoruesi kerkon per qeliza fqinje, ruan ne nje liste kodet qe identifikojne qelizat e ndryshme. Nderkohe qe eshte i lidhur, paisja e perdoruesit monitoron nivelin e sinjalit te qelizave fqinje dhe ia dergon keto informacione nyjes B. Duke u bazuar ne nivelin e sinjalit dhe ne cilesine e informacionit, RNC udhezon pasijen e perdoruesit qe te ndryshoje “gjendjen e tij aktive”. “Gjendja aktive” perfshin te gjitha qelizat ne te cilat eshte lidhur nje paisje.Softer handover eshte e ngjashme me soft handover, vetem se ne kete rast handover – i ndodh brenda sektoreve te nje nyje B.

2.1.8.2 Hard Handover

Hard handover ndodh ndermjet dy qelizave qe punojne ne frekuenca te ndryshme. Gjate kesaj procedure, paisja e perdoruesit, kerkon per frekuenca te reja duke mos e prishur lidhjen aktive qe ka me frekunecen aktuale. Kur kryhet handover – i, lidhja e vjeter radio prishet nderkohe qe lidhja merret nga qeliza e re me nje frekuence tjeter. Gjate handover – it nuk ka nderprerje te transmetimit. Duke qene se UMTS dhe GSM mund te nderveprojne me njera tjetren, handover – i mund te ndodhe edhe ndermjet ketyre dy sistemeve.

UMTS

2.1.9 Macrodiversity

Funksioni macrodiversity lejon nje perdorues te lidhet njekohesisht ne disa qeliza. Perdoruesi merr te dhenat nga lidhje te ndryshme, gje qe e rrit se tepermi cilesine e komunikimit. Ne anen tjeter, disa nyje B marrin te dhena nga nje perdorues i vetem. Vargu i te dhenave bashkohet ne RNC.Funksioni macrodiversity lejon paisjen e perdoruesit te transmetoje me fuqi me te ulet, kjo pasi ekzistojne disa rruge te ndryshme transmetimi. Prandaj ne keto qeliza individuale ka me pak interfereanca.

2.2 Core Network Core Network ne UMTS eshte marre nga GSM me elemente shtese per te beret e mundur funksionalitetin shtese qe kerkohet nga UMTS.

Core Network eshte i perbere nga 3 domain – e: - circuit-switched domain - register and service domain - packet-switched domain

UMTS

- circuit-switched domain: Keto elemente bazohen ne rrjetin GSM dhe transmeton te dhena ne menyre circuit switched, nje kanal permanent per gjithe zgjatjen e telefonates.Elementet me komutim me qark perfshijne keto hallka te rrjetit:Mobile Switching Centre (MSC)- Ka te njejtin funksion si te GSM.Gateway MSC (GMSC)- Kjo sherben si nderfaqe me rrjetet e jashtme- Register domain: eshte i perbere nga Home Location Register (HLR), Equipment Identity Register (EIR) dhe Authentication Center (AuC), te cilat gjithashtu jane te perdorura ne GSM.- Service domain: eshte i perbere nga Intelligent Network (IN) dhe platforma te tjera te zhvillimit te sherbimeve.- packet-switched domain: eshte nje rrjet packet-switched i bazuar ne arkitekturen aktuale te GPRS I dizenjuar per te transportuar paketa. Kjo ofron gjithnje e me teper rrjet te larte sa me shume kapacitet te kemi.

Elementet e komutimit me pakete perfshijne keto pjese te rrjetit:Ti Sherbeje GPRS Support Node (SGSN): SGSN siguron nje numer funksionesh ne arkitekturen e UMTS:

UMTS

Mobility management When a UE attaches to the Packet Switched domain of the UMTS Core Network, the SGSN generates MM information based on the mobile's current location.

Session management: The SGSN manages the data sessions providing the required quality of service and also managing what are termed the PDP (Packet data Protocol) contexts, i.e. the pipes over which the data is sent.

Interaction with other areas of the network: The SGSN is able to manage its elements within the network only by communicating with other areas of the network, e.g. MSC and other circuit switched areas.

Billing: The SGSN is also responsible billing. It achieves this by monitoring the flow of user data across the GPRS network. CDRs (Call Detail Records) are generated by the SGSN before being transferred to the charging entities (Charging Gateway Function, CGF).

Gateway GPRS Support Node (GGSN): Like the SGSN, this entity was also first introduced into the GPRS network. The Gateway GPRS Support Node (GGSN) is the central element within the UMTS packet switched network. It handles inter-working between the UMTS packet switched network and external packet switched networks, and can be considered as a very sophisticated router. In operation, when the GGSN receives data addressed to a specific user, it checks if the user is active and then forwards the data to the SGSN serving the particular UE.

3. Nderfaqja ajer e UTRA

3.1 Nje veshtrim rreth UTRA

Kerkesat rreth sherbimit dhe nderfaqja ajer per UMTS paraqiten si me poshte:

- Nje shpejtesi transmetimi te dhenash prej maksimumi 144 kbit/s, ne zonat rurale, me nje shpejtesi perhapje ne ambjent prej 500 km/h.

- Nje shpejtesi transmetimi te dhenash prej maksimumi 384 kbit/s, ne zonat urbane dhe periferike, me nje shpejtesi perhapje ne ambjent prej 120 km/h.

- Ne ndertesat qe ndodhen ne nje distance jo me te larget se 50 m nga nyja B, shpejtesia maksimale e transmetimit do te jete rreth 1.92Mbit/s, me nje shpejtesi perhapje ne ambjent prej 10 km/h.

Keto vlera jane maksimumet qe mund te kapen, por edhe kapaciteti ne nderfaqen ajer varet nga numri aktiv i perdoruesve te te dhenave.

UMTS

Karakteristika te tilla si: shpejtesia e transmetimit te te dhenave, BER dhe vonesa maksimale ne transmetim per aplikimet ne kohe reale dhe jo ne kohe reale, ne zona te ndryshme, paraqiten ne tabelen e meposhtme:

3.2 Spektri i frekuencave

Spektri i frekuencave i rezervuar per UMTS ne europe, ne vitin 1999, ze 4 breza frekuencash:

- brezi 1900 -1920 MHz dhe 2010 -2025 MHz, jane te rezervuara per menyren e aksesit Time Division Duplex (TDD) me frekuenca te paciftuara, ku uplink – u dhe downlink – u perdorin te njejten frekuence, por ne kohe te ndryshme.

UMTS

Nga ana tjeter, brezi 1920 -1980MHz eshte caktuar per uplink dhe brezi 2110 -2170 MHz eshte caktuar per downlink ne menyren e aksesit Frequency Division Duplex ( FDD), me frekuenca te ciftuara. Te dhenat dergohen ne nje frekuence dhe merren ne nje frekuence tjeter.

Keto breze frekuencash, jane te ndara ne kanale me gjeresi prej 5 MHz. Pra gjithsej kemi 7 kanale TDD dhe 12 cifte FDD. Ne disa shtete, 2 kanalet e para te TDD jane te lira, pra nuk kane nevoje per licence, ndersa per 5 kanalet e tjere eshte e nevojshme marrja e licences per perdorimin e tyre.Cdo kanal aksesohet nga disa perdorues njekohesisht, dhe kjo realizohet nepermjet teknikes Code Division Multiple Access (CDMA).

UMTS

3.3 Code Division Multiple Access

Ne tekniken CDMA, cdo perdoruesi i caktohet nje kod individual. Keshtu nese nje nyje B dergon te dhena disa perdoruesve ne te njejten frekuence, marresit duhet te kene kodin perkates ne menyre qe te mund te deshifrojne informacionin qe u vjen, ndersa pjesa tjeter e te dhenave mbetet e palexuar.

Metoda CDMA ka disa karakteristika:

- se pari, eshte e mbrojtur ndaj pergjimeve, pasi deshifrimi i te dhenave eshte i pamundur pa patur kodin perkates.- se dyti, sasi te vogla te dhenash, te cilat normalisht do te kishin nevoje per tu transmetuar ne nje brez te ngushte frekuence, shperndahen ne nje brez prej 5 MHz. Si rrjedhoje e kesaj, sinjali radio behet i pandjeshem ndaj interferencave, sic jane interfereancat e sinjaleve me brez te ngushte.- se treti, te gjithe perdoruesit mund te transmetojne ne te njejten frekuence, prandaj planifikimi i frekuencave nuk eshte me i domosdoshem, por nga ana tjeter duhet nje planifikim i sakte i kodeve.

3.4 W-CDMA dhe TD-CDMA

Per UMTS kemi dy tipe teknikash transmetimi tokesor:

- W-CDMA (wideband CDMA) me menyren Frequency Division Duplex (FDD)- TD-CDMA (Time Division CDMA) me menyren Time Division Duplex (TDD)

UMTS

Disa karakteristika te W-CDMA:

Pikat kyce operacionale te nderfaqes ajrore WCDMA listohen si me poshte:

1. Suport per transmetime te te dhenash me shpejtesi te larte: 38 Kbps per zona me mbulim te gjere, 2Mbps me mbulim lokal.

2. Fleksibilitet I larte sherbimi :suporton sherbime multiple paralele ne cdo lidhje.

3. Mban njekohesisht Frequency Division Duplex (FDD) dhe Time Division Duplex (TDD).

4. Eshte ndertuar per te suportuar kapacitet dhe teknologji te permiresuara ne te ardhmen te tilla si antenna adaptive, structure te avancuar te transmetuesit.

5. Suport per handover ne frekuence dhe per sisteme te tjera duke perfshire ketu hand over-in me GSM.

6. Packet access efficient.

3.4.1 Frequency Division Duplex (FDD)

Ne tekniken FDD, uplink – u punon ne nje frekuence me te ulet se sa downlink – u. Kanalet jane cift, pra te perbere nga nje kanal uplink dhe nje downlink te cilet jane te ndare nga nje hapesire konstante e brezit e quajtur hapesira e dyfishte (duplex). Brezi prej 5 MHz eshte i vlefshem per cdo perdorues, si ne uplink dhe downlink.Ne parim kjo teknike eshte e ngashme me ate te perdorur ne GSM, ku dergimi dhe marrja e te dhenave behet nepermjet dy frekuencave te ndryshme. Ndryshimi eshte se ne tekniken FDD, nuk perdoret ndarja ne kohe e metejshme, pasi cdo perdoruesi i eshte caktuar nje kod individual identifikues, prandaj te gjithe perdoruesit perdorin te njejten frekuence njekohesisht..Avantazhi i FDD qendron ne faktin se ka nje mbulim radio me te gjere gjeografikisht, pasi kjo metode aksesi nuk perdor nje ndarje te perkohshme te timesloteve, sic ben prsh GSM. Perdorusit e ndryshem transmetojne ne kohe te

UMTS

ndryshme. Shpejtesi te larta transmetimi prej 1.92 Mbit/s ofrohen vetem ne downlink ndersa ne uplink shpejtesia maksimale eshte 960 kbit/s.

FDD nga ana teknike:

Frequency band:1920 MHz -1980 MHz and 2110 MHz - 2170 MHz (Frequency Division Duplex) UL and DL [more]Minimum frequency band required: ~ 2x5MHzFrequency re-use: 1Carrier Spacing: 4.4MHz - 5.2 MHzMaximum number of (voice) channels on 2x5MHz: ~196 (spreading factor 256 UL, AMR 7.95kbps) / ~98 (spreading factor 128 UL, AMR 12.2kbps) Voice coding: AMR codecs (4.75 kHz - 12.2 kHz, GSM EFR=12.2 kHz) and SID (1.8 kHz)Channel coding: Convolutional coding, Turbo code for high rate dataDuplexer needed (190MHz separation), Asymmetric connection supportedTx/Rx isolation: MS: 55dB, BS: 80dBReceiver: RakeReceiver sensitivity: Node B: -121dBm, Mobile -117dBm at BER of 10-3

Data type: Packet and circuit switchModulation: QPSKPulse shaping: Root raised cosine, roll-off = 0.22Chip rate: 3.84 McpsChannel raster: 200 kHzMaximum user data rate (Physical channel): ~ 2.3Mbps (spreading factor 4, parallel codes (3 DL / 6 UL), 1/2 rate coding), but interference limited.Maximum user data rate (Offered): 384 kbps (year 2002), higher rates ( ~ 2 Mbps) in the near future. HSPDA will offer data speeds up to 8-10 Mbps (and 20 Mbps for MIMO systems)Channel bit rate: 5.76MbpsFrame length: 10ms (38400 chips)Number of slots / frame: 15Number of chips / slot: 2560 chipsHandovers: Soft, Softer, (interfrequency: Hard)

http://www.umtsworld.com/technology/frequencies.htm

UMTS

Power control period: Time slot = 1500 Hz ratePower control step size: 0.5, 1, 1.5 and 2 dB (Variable)Power control range: UL 80dB, DL 30dBMobile peak power: Power class 1: +33 dBm (+1dB/-3dB) = 2W; class 2 +27 dBm, class 3 +24 dBm, class 4 +21 dBmNumber of unique base station identification codes: 512 / frequencyPhysical layer spreading factors: 4 ... 256 UL, 4 ... 512 DL

3.4.2 Time Division Duplex (TDD)

Ne tekniken TDD te dhenat transmetohen dhe merren ne te njejten frekuence, por jo njekohesisht. Perdoruesit i caktohet te pakten nje timeslot per uplink dhe downlink. Ne UMTS keto timeslote mund te perdoren secila nga rreth 15 perdorues.

Per te rritur shpejtesine e transmetimit, mundet qe disa timeslote ti caktohen nje perdoruesi te vetem, ose disa perdorues mund te ndajne sebashku disa timeslote ne menyre qe te kemi nje perdorim sa me efikas te kapacitetit. Alokimi i timesloteve mund te jete simetrik ose asimtetrik. Teknika TDD perdoret per ne zonat e mbulimit prane nyjes B. Teknika TDD suporton aplikime circuit-switched dhe packet-switched. Caktimi dinamik i timesloteve supozohet tu ofroje perdoruesve nje shpejtesi maksimale transmetimi prej 2 Mbit/s, por kjo ne varesi te perdorimit te qelizes nga perdorues te tjere.

4. Nderfaqja ajer Uu, ndermjet perdoruesit dhe UTRAN

4.1 Hyrje

Nderfaqja ajer Uu, ndermjet perdoruesit dhe UTRAN, eshte e perbere nga 3 shtresa :

UMTS

- shtresa e pare, percakton karakteristikat fizike dhe bazohet ne tekniken W-CDMA. Kjo shtrese mundeson kanalet e transmetimit si sherbime per protokollin Medium Access Control (MAC)- shtresa e dyte, perfshin Medium Access Control (MAC) dhe Radio Link Control (RLC), te cilat kryejne funksione sigurie dhe kontrolli. Protokolli MAC mundeson kanalet logjike per protokollin RLC.- shtresa e trete, perfshin Radio Resource Control (RRC), i cili kontrollon proceset e protokolleve ne baze te matjeve te bera ne shtresat e protokolleve. Ne UTRAN funksionet e Radio Resource Control (RRC), kryhen pjeserisht nga nyja B dhe pjeserisht nga RNC, ku RNC prsh vendos nese duhet kryer nje handover apo jo.

4.2 Shtresa fizike

Shtresa fizike mundeson sherbime te transferimit te informacionit per shtresen MAC dhe shtresat siper saj. Sherbimet e shtreses fizike pershkruajne se si dhe me cfare karakteristikash transmetohen te dhenat ne nderfaqen ajer. Prandaj dhe sherbimet qe ofron kjo shtrese jane kanalet e transmetimit. Cdo 10 ms nje apo disa blloqe transporti te dhenash transmetohen njekohesisht neper kanalet e trasnmetimit. Keto blloqe te njekohshme bashkone ne nje Transport Block Set (TBS) per te arritur shpejtesi edhe me te larta.

UMTS

4.3 Shtresa MAC

Shtresa MAC mundeson kanalet llogjike per shtresen RLC. Kanalet logjike vendosen ne kanalet e trasnportit ne shtresen MAC. Kjo shtrese mundeson matje per shtresen RRC, e cila lejon RNC te nxjere perfundime rreth ngarkeses se trafikut dhe cilesise se transmetimit ne qelizen perkatese.

4.4 Shtresa Radio Link Control (RLC)

Shtresa RLC mundeson sherbimet e meposhtme per shtresat siper saj:

UMTS

- Vendosja dhe leshimi i nje lidhje RLC: kemi gjithnje nje lidhje te vetme RLC per cdo bartes radio.

- transferim tranparent i te dhenave: ky sherbim nuk shton ndonje inforamcion protokolli per paketat e te dhenave (PDU – packet data unit) te shtresave me te larta.

- transferim pa vertetim i te dhenave: ky sherbim perdoret per te transferuar PDU –te ne destinacionet perkatese pa garanci per dorezimin e sakte te tyre

- trasferim me vertetim i te dhenave: ky sherbim perdoret per te transferuar PDU –te ne destinacionet perkatese me garanci per dorezimin e sakte te tyre.

- caktimi i kualitetit te sherbimit: shtresa RRC mund te caktoje kualitetin e sherbimit per metoden e transferimit me vertetim i te dhenave.

- njoftimi per gabime te pariparueshme: shtresat me te larta njoftohen per gabimet qe nuk mund te riparohen nga shtresa RLC nepermjet procedurave normale te perjashtimit.

umts - esde consultingesde.al/fti/sistemet e telekomunikacioneve/materiale... · web viewterminali...

Documents