Πολυδιόδευση. Φαινόµενο Πολλαπλών ιαδροµών (multipath( multipath)

Transcript

1 Πολυδιόδευση Φαινόµενο Πολλαπλών ιαδροµών (multipath( multipath) Ανάλογα µε τις φάσεις των συνιστωσών η συνισταµένη είτε ενισχύεται είτε εξασθενεί. Αυτό προκαλεί την εικόνα των διαλείψεων στην περιβάλλουσα του λαµβανοµένου σήµατος. Γ.Ι.Στεφάνου 1

2 Καθυστέρηση ιαδροµής Το φαινόµενο multipath προκαλεί πολλές κορυφές στην έξοδο του προσαρµοσµένου φίλτρου (MF)( του δέκτη Αντιστοιχεί µια διαδροµή σε κάθε κορυφή Γ.Ι.Στεφάνου 2

3 Συγχρονισµός Προσαρµοσµένο φίλτρο έκτη Για να συµπτυχθεί το λαµβανόµενο σήµα µε τον κατάλληλο κώδικα πρέπει να υπάρχει συγχρονισµός. Αυτός ανιχνεύεται µε το κατάλληλο Προσαρµοσµένο σµένο φίλτρο Η πολυδιόδευση προκαλεί πολλαπλές κορυφές στην έξοδο του φίλτρου. Στον δέκτη RAKE εκχωρείτε ένα υποσύστηµα (finger( finger) ) για κάθε κορυφή. Γ.Ι.Στεφάνου 3

4 Αρχή έκτη RAKE Γ.Ι.Στεφάνου 4

5 έκτης RAKE Γ.Ι.Στεφάνου 5

6 Παράδειγµα Μοντέλου Πολυδιόδευσης Τυπική Αστική περίπτωση 6 Τυπική Αγροτική περίπτωση Γ.Ι.Στεφάνου 6

7 DS_CDMA Γ.Ι.Στεφάνου 7

8 Σε συνθήκες πολυδιόδευσης καταστρέφεται η ορθογωνιότητα των κωδίκων 1. οι κώδικες παραµένουν ορθογώνιοι αν είναι συγχρονισµένοι. 2. αν δεν είναι, η διασυσχέτιση δεν είναι µηδενική. 3. µε πολυδιόδευση οι συνιστώσες του σήµατος λαµβάνονται σε διαφορετικές χρονικές στιγµές. 4. αν ο δέκτης ήταν συγχρονισµένος µε µια διαδροµή, τότε στην ολοκλήρωση καλύπτεται και µέρος προηγούµενου και επόµενου συµβόλου, από άλλη όµως διαδροµή. Γ.Ι.Στεφάνου 8

9 Συσχετισµός στον έκτη Γ.Ι.Στεφάνου 9

10 Ορθογωνιότητα και πολυδιόδευση Detection own signal Γ.Ι.Στεφάνου 10

11 ιαφορική Λήψη στο UL ύο κεραίες λαµβάνουν λαµβάνουν ασυσχέτιστα σήµατα από διαφορετικές διαδροµές (multipaths) Συνδυάζοντας τα σήµατα (maximum ratio combining MRC, στο WCDMA) η συνολική τιµή λαµβανόµενου SIR µεγιστοποιείται. Η διαφορική λήψη στο UL µειώνει το λαµβανόµενο και το εκπεµπόµενο (E b /N 0 ) target άρα προσφέρει καλύτερη λειτουργία Πρόσθετη κεραία είναι σαν πρόσθετη διαδροµή, άρα χρειάζεται πρόσθετο RAKE finger Γ.Ι.Στεφάνου 11

12 ιαφορική Λήψη στο DL Στο ΚΣ δεν µπορεί να εφαρµοσθεί διαφορική λήψη γιατί ή απόσταση µεταξύ των κεραιών θα ήταν πολύ µικρή οι διαδροµές δεν θα ήταν ασυσχέτιστες. Η διαφορική µετάδοση στο DL εφαρµόζεται σαν διαφορική εκποµπή (Tx diversity). Έχουν αναπτυχθεί δύο µέθοδοι: 1. ιαφορική Τχ ανοικτού βρόγχου: σήµατα από δύο κεραίες ΣΒ κωδικοποιούνται διαφορετικά και ο αποκωδικοποιητής τα συνδυάζει. 2. ιαφορική Τχ κλειστού βρόγχου: ο ΚΣ ζητά από τον ΣΒ να µεταβάλλει την διαφορά φάσης µεταξύ δύο κεραιών για άριστη λειτουργία. Γ.Ι.Στεφάνου 12

13 Μεταβιβάσεις στο WCDMA Μεταβιβάσεις εντός του συστήµατος 1. στην ίδια ραδιοσυχνότητα softer (ο MS συνδέεται ταυτόχρονα µε δύο sectors του ίδιου BS) soft (ο MS συνδέεται ταυτόχρονα µε δύο sectors διαφορετικών BSs) hard (ο MS συνδέεται µε ένα µόνο sector κάθε φορά. Προκαλεί µικρές καθυστερήσεις) 2. σε άλλη ραδιοσυχνότητα hard (ο MS συνδέεται µε ένα µόνο sector κάθε φορά σε διαφορετικές όµως ραδιοσυχνότητες. Προκαλεί µικρές καθυστερήσεις) µεταξύ στρωµάτων κυψελών (π.χ. από µακροκυψέλες σε µικροκυψέλες) Μεταβιβάσεις σε άλλα συστήµατα π.χ. WCDMA GSM900/1800 WCDMA κάποιο άλλο σύστηµα Γ.Ι.Στεφάνου 13

14 Γενικές Παρατηρήσεις Οι µεταβιβάσεις που λειτουργούν σα εργαλείο µείωσης των παρεµβολών : Αποφεύγονται καταστάσεις near-far (σύνδεση µεταγωγής κυκλώµατος) Βελτιώνεται η χωρητικότητα των κυψελών (40-60%) Παρέχεται Macrodiversity Gain 1-3 db για shadow fading 0,5-2 db για fast fading Γ.Ι.Στεφάνου 14

15 Softer handover 3. Οι τοµείς του ΣΒ έχουν διαφορετικούς κωδικούς 4. UL: ο ΚΣ συντονίζει τα δάκτυλα RAKE σε διαφορετικούς τοµείς και συνδυάζει τις εξόδους 1. ο ΚΣ βρίσκεται στην επικαλυπτόµενη περιοχή δύο γειτονικών τοµέων ενός ΣΒ 2. Η σύνδεση του µε τον ΣΒ γίνεται µε δύο ασύρµατα κανάλια ( ένα για κάθε τοµέα) 5. DL: Ο ΣΒ λαµβάνει τα σήµατα µε διαφορετικές κεραίες και τα συνδυάζει 6. Συµβαίνει µε πιθανότητα 5-15 % 7. Είναι ίδια διαδικασία επεξεργασίας RAKE όπως και για την περίπτωση multipath/antenna diversity. Απαιτεί όµως περισσότερα RAKE fingers. Γ.Ι.Στεφάνου 15

16 Softer Handover Γ.Ι.Στεφάνου 16

17 Soft handover ο ΚΣ συνδέεται ταυτόχρονα µε περισσότερους από ένα ΣΒ. η πληροφορία που µεταδίδεται στην ασύρµατα διεπαφή είναι ακριβώς η ίδια (πλην των TPC bits ελέγχου ισχύος). συµβαίνει µε πιθανότητα 20-40%. Η διαφορική επεξεργασία σε UL και DL είναι διαφορετική και η διαφορική καθυστέρηση είναι κλάσµα της διάρκειας ενός bit ΚΣ: στον δέκτη RAKE γίνεται Maximal Ratio Combining των σηµάτων από τους διαφορετικούς ΣΒ. ΣΒ: Γίνεται επιλογή Frame. Η θέση συνδυασµού εξαρτάται από την αρχιτεκτονική του δικτύου (RNC or BS). Απαιτείται επί πλέον σηµατοδοσία στην διεπαφή Iub Γ.Ι.Στεφάνου 17

18 ιαδικασία Μεταβίβασης άνω όριο κάτω όριο active set ΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑ ΒΒΒΒΒΒΒΒ Α Β 1. η στάθµη του σήµατος από το Α γίνεται ίση µε το προσδιορισµένο κάτω όριο. Το γειτονικό σήµα έχει επαρκή στάθµη. Ο Β προστίθεται στο ενεργό σύνολο. 2. η ποιότητα του σήµατος από το Β αρχίζει να γίνεται καλύτερη από το Α. Το RNC κρατά αυτό το σηµείο για υπολογισµό του περιθωρίου HO. 3. η στάθµη του B γίνεται ίση ή καλύτερη από το προσδιορισµένο κάτω όριο. Έτσι η στάθµη του είναι επαρκής για την απαιτούµενη ποιότητα της σύνδεσης. Η στάθµη του αθροίσµατος όµως υπερβαίνει το προκαθορισµένο άνω όριο και προκαλεί επιπλέον παρεµβολές στο σύστηµα. Το RNC διαγράφει το Α από το ενεργό σύνολο. Γ.Ι.Στεφάνου 18

19 άνω όριο κάτω όριο active set ΑΑΑΑΑΑΑΑΑΑ ΒΒΒΒΒΒΒΒ Α Γ.Ι.Στεφάνου 19 Β

20 Παράµεροι αλγορίθµου µεταβίβασης Άνω όριο: σε αυτήν την στάθµη το σήµα σύνδεσης βρίσκεται στο µέγιστο επιτρεπτό όριο για την αιτούµενη ποιότητα υπηρεσίας (QoS). Κάτω όριο: σε αυτήν την στάθµη το σήµα σύνδεσης βρίσκεται στο κατώτερο επιτρεπτό όριο για την αιτούµενη ποιότητα υπηρεσίας (QoS). Περιθώριο Μεταβίβασης: προκαθορισµένη παράµετρος που η αρχή της τίθεται στο σηµείο που το σήµα της γειτονικής κυψέλης Β αρχίζει να ξεπερνά το σήµα της εξυπηρετούσας κυψέλης Α κατά µια προκαθορισµένη τιµή για ένα προκαθορισµένο χρονικό διάστηµα. Ενεργό σύνολο: ένα σύνολο κυψελών µέσω των οποίων ο ΚΣ έχει ταυτόχρονη σύνδεση µε το UTRAN Υποψήφιο σύνολο: λίστα κυψελών που δεν χρησιµοποιούνται στην σύνδεση αλλά τα Ε/Ι των καναλιών πιλότων τους είναι επαρκή για να προστεθούν στο ενεργό σύνολο (δεν χρησιµοποιούνται στο HO) Γειτονικό σύνολο: σύνολο κυψελών που παρακολουθούνται αλλά τα Ε/Ι των καναλιών πιλότων τους δεν είναι ακόµα επαρκή για να προστεθούν στο ενεργό σύνολο Γ.Ι.Στεφάνου 20

21 Π.Χ Μεταβίβασης µεταξύ Συστηµάτων Μεταβίβαση για κάλυψη Επέκταση της κάλυψης CDMA µε χρήση του υπάρχοντος δικτύου GSM Μεταβίβαση για Φορτίο Επέκταση χωρητικότητας του GSM µε διαµοιρασµό φορτίου µεταξύ WCDMA- GSM Μεταβίβαση για Υπηρεσία Έλεγχος υπηρεσιών - διάφορες υπηρεσίες σε διάφορα δίκτυα Γ.Ι.Στεφάνου 21

22 SRNC DRNC - Relocation SRNC DRNC Γ.Ι.Στεφάνου 22

23 Relocation SRNC DRNC Γ.Ι.Στεφάνου 23