+
Információ

UMTS fizikai réteg és rádió interfész

UMTS fizikai réteg és rádió interfész

Az UMTS fizikai réteg és az RF interfész teljesen különbözik a GSMétől. A CDMA-t többszörös hozzáférési sémaként és fáziseltolásos billentyűzeten (PSK) alapuló modulációként használja.

Ez a különböző RF interfész és fizikai réteg azt jelentette, hogy teljesen új berendezésekre volt szükség mind a rádióhálózati alrendszerben, mind pedig nyilván a mobilkészülékek vagy UE-k számára.

Az új RF interfész és a fizikai réteg számos előnyt nyújtott a GSM-hez képest, lehetővé téve a nagyobb adatsebességet és a teljesítmény általános javulását.

UMTS fizikai réteg jelformátuma

Az UMTS fizikai réteg vagy rádió interfész egyik fő eleme az átvett jelformátum.

Az UMTS fizikai réteg a közvetlen szekvencia szórt spektrum formátumot használja a Code Division Multiple Access, CDMA nevű többszörös hozzáférési séma használatának lehetővé tételére.

A CDMA használatával több felhasználó ugyanazt a csatornát használja, de a különböző felhasználóknak különböző kódokat rendelnek, és így a rendszer képes megkülönböztetni a különböző felhasználókat.

A CDMA jel 5MHz, és ennek fényében az UMTS fizikai réteget gyakran szélessávú CDMA-nak, W-CDMA-nak nevezik. Ez összehasonlítható az amerikai cdmaOne és cdma2000 rendszerekkel, amelyek 1,25 MHz sávszélességet használnak.

UMTS RF jel jellemzői

Az UMTS fizikai réteg egyik kulcseleme az átvitt jel jellemzőinek meghatározása. Meg kell határozni a teljes jel sávszélességét és alakját, hogy az interferencia a lehető legkisebb legyen a szomszédos csatornák és felhasználók számára. Az átvitt jelekre alkalmazott impulzusformálás gyökér által emelt koszinusz-szűrés 0,22-es roll-off-faktorral.

A névleges vivőtávolság 5 MHz, és a vivő középfrekvenciái általában oszthatók 5-tel, de a vivő frekvenciája 200 kHz-es lépésekben állítható be. Ennek megfelelően az UMTS-hordozók középfrekvenciáját 200 kHz pontossággal jelzik. Ez a kiigazítás felhasználható arra, hogy a szolgáltatók rugalmasabban használják a rendelkezésre álló spektrumot.

A jel egyik fontos jellemzője az, ahogyan a jel a központi terület két oldalán elterjed, és más csatornákat érint. Soha nem lehet teljes elszigetelést vagy végtelen szűrést végezni, ezért a spektrális maszkokat meghatározzák, amelyek elfeket mutatnak, amelyeket el kell érni a szabványnak való megfelelés érdekében.

Az UMTS fizikai réteg jel diagramján látható a szomszédos csatorna szivárgási arány. Ez a szomszédos csatornákban megjelenő jelszint mértéke. ACLR1 a csatornán lévő szint a jeltől felfelé vagy lefelé, és az ACLR2 két csatorna felfelé vagy lefelé.

A követelmények nem meglepő módon szigorúbbak a bázisállomásokra / NodeB-kre, mint a kézibeszélőkre vagy az UE-kre.


ACLR követelmények az UMTS RF jelre
ACLR1ACLR2
UE / kézibeszélő *33dB43dB
Bázisállomás45dB50dB

* ACLR értékek a 21dBm és 24dBm teljesítményosztályú kézibeszélőknél.

Szinkronizálás

A WCDMA rendszer működéséhez szükséges szinkronizációs szintet az elsődleges szinkronizációs csatornáról (P-SCH) és a másodlagos szinkronizációs csatornáról (S-SCH) biztosítják. Ezeket a csatornákat a normál csatornáktól eltérő módon kezeljük, és ennek következtében nem terjednek el OVSF-ek és PN-kódok segítségével. Ehelyett szinkronizációs kódok segítségével terjesztik őket. Kétféle típus használható. Az elsőt elsődleges kódnak hívják, és a P-SCH-n használják, a másodikat másodlagos kódnak nevezik, és az S-SCH-nél használják.

Az elsődleges kód megegyezik az összes cellával, és ez egy 256 chip szekvencia, amelyet minden időrés első 256 chipje során továbbítanak. Ez lehetővé teszi az UE számára, hogy szinkronizáljon az időrés bázisállomásával.

Miután az UE megszerezte az időrés szinkronizálását, csak az időrés kezdetét és végét ismeri, de nem tud információt az adott időrésről vagy a keretről. Ezt a másodlagos szinkronizációs kódok segítségével nyerjük el.

Összesen tizenhat különböző másodlagos szinkronizációs kód létezik. Egy kódot küldenek az időrés elején, vagyis az első 256 chipet. 15 szinkronizációs kódból áll, és 64 különböző kódolási kódcsoport van. Fogadásakor az UE képes meghatározni, hogy a teljes keret melyik szinkronizációs kód előtt kezdődik. Ily módon az UE képes teljes szinkronizálásra.

Az S-SCH kódolási kódjai lehetővé teszik az UE számára, hogy azonosítsa a használt kódolási kódot, és így azonosíthatja a bázisállomást. A kódolási kódok 64 kódcsoportra vannak felosztva, mindegyiknek nyolc kódja van. Ez azt jelenti, hogy a keretszinkronizálás elérése után az UE csak nyolc kód közül választhat, és ezért megpróbálhatja dekódolni a CPICH csatornát. Miután ezt elérte, képes elolvasni a BCH információkat és jobb időzítést elérni, és képes figyelni a P-CCPCH-t.

UMTS teljesítményszabályozás

Mint minden CDMA rendszer esetében, elengedhetetlen, hogy a bázisállomás az összes UE-t megközelítőleg ugyanazon a teljesítményszinten fogadja. Ha nem, akkor a távolabbi UE-k alacsonyabb erősségűek lesznek, mint a B csomóponthoz közelebbiek, és nem fogják hallani őket. Ezt a hatást gyakran közeli hatásnak nevezik. Ennek leküzdésére a B csomópont utasítja azokat az állomásokat, amelyek közelebb vannak, csökkentik továbbított teljesítményüket, a távolabbi állomások pedig növelik az állomásukat. Ily módon az összes állomás körülbelül azonos erősségű lesz.

Az is fontos, hogy a B csomópontok hatékonyan szabályozzák teljesítményszintjüket. Mivel a különböző B csomópontok által továbbított jelek nem egymással merőlegesek, lehetséges, hogy a különböző jelek zavarják egymást. Ennek megfelelően hatalmukat is a szolgáltatott UE-k által megkövetelt minimumra korlátozzák.

A teljesítményszabályozás eléréséhez kétféle technikát alkalmaznak: nyitott hurok; és zárt hurok.

Nyílt hurkú technikákat használnak a kezdeti hozzáférés során, mielőtt az UE és a B csomópont közötti kommunikáció teljesen létrejött volna. Egyszerűen úgy működik, hogy megméri a vett jelerősséget, és ezáltal megbecsüli a szükséges adóteljesítményt. Mivel az adó és a vétel frekvenciája különbözik, az útveszteség bármelyik irányban más és más, ezért ez a módszer nem lehet több, mint jó becslés.

Miután az UE hozzáférett a rendszerhez és kommunikációban állt a B csomóponttal, zárt hurkú technikákat alkalmaznak. Minden időrésben megmérik a jelerősséget. Ennek eredményeként egy teljesítményvezérlő bitet küldenek, amely a teljesítmény fokozását vagy csökkentését kéri. Ezt a folyamatot mind a felfelé, mind a lefelé mutató linkeken végzik. Az a tény, hogy csak egy bit van hozzárendelve a teljesítményszabályozáshoz, azt jelenti, hogy a teljesítmény folyamatosan változni fog. Miután megközelítette a megfelelő szintet, akkor egy szinttel feljebb, majd lejjebb lép. A gyakorlatban a mobil helyzete megváltozna, vagy az út megváltozna más mozgások hatására, és ez a jelszint elmozdulását okozná, így a folyamatos változás nem jelent problémát.

Az UMTS RF jel és az interfész nagyon különbözik az előző 2G GSM rendszerétől. Az új RF interfész azonban magasabb szintű teljesítményt nyújtott az adatkapacitás és a támogatható felhasználók száma szempontjából. Mint ilyen, a 3G UMTS sokkal jobb szintű RF-teljesítményt nyújtott, és képes volt megfelelni a növekvő számú mobilkommunikációs felhasználók igényeinek.

Vezeték nélküli és vezetékes kapcsolódási témák:
A mobilkommunikáció alapjai2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT vezeték nélküli telefonokNFC - Near Field CommunicationNetworking fundamentals Mi a CloudEthernetSoros adatokUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Térjen vissza a Vezeték nélküli és vezetékes kapcsolatok oldalra


Nézd meg a videót: UMTS and LTE Cell Configuration (Január 2021).