PRINCIPIOS DE CDMA GUSTAVO ADOLFO MARTINEZING. PLANIFICACION Y CALIDAD CELULAR TELCEL BELLSOUTHGustamc@yahoo.com2G 3G Y MAS ALL

AGENDAIntroduccinEficiencia espectralTecnologas de acceso mltipleFDMA, TDMA, CDMAPrincipios de CDMA

Detalles del Funcionamiento de CDMAVocoder de tasa variable, Control de Potencia, Mecanismos de Handoff

3RA generacion y mas all.Innovaciones tcnicas de 3GTendencias hacia 4G

Introduccin

DE ANALGICO A 3G

POR QU HAN EVOLUCIONADO LOS SISTEMAS CELULARES?Para proveer mas y mejores servicios a los clientes (SMS, Internet, MMS)

Para incrementar la eficiencia espectral. El espectro radioelctrico es un recurso limitado

IntroduccinEFICIENCIA ESPECTRAL = # DE USUARIOSW x CELDAW = ANCHO DE BANDAFUENTE: http://nordicgroup.us/ssub/appendix.htm

Hoja1

Eficiencia Espectral de las Tecnologas Digitales

Relativo a AMPS

MinMax

AMPS1.0x1.0x

GSM2.6x2.9x

TDMA3.0x3.0x

CDMA (IS-95A)6.4x8.3x

CDMA2000 1X13.1x15.0x

Hoja2

Hoja3

Tecnologas de Acceso MltipleFDMA (Frecuency Division Multiple Access)DICRIMINADOR: FRECUENCIAESTNDAR: AMPSCARACTERSTICAS:Cada usuario 1 frecuenciaAncho del Canal: 30KhzCanal de Voz Analgico Modulacin FM (832)Canal de Control Digital Modulacin FSK (21)Cada sector requiere 1 canal de control

Requiere cuidadoso planeamiento de frecuenciaNo hay control de potencia. El cambio de celda implica un cambio de frecuencia

Tecnologas de Acceso MltipleTDMA (Time Division Multiple Access)DICRIMINADOR: FRECUENCIA + TIEMPOESTNDAR: IS 136 (TDMA), GSMCARACTERSTICAS IS-136 :Requiere cuidadoso planeamiento de frecuenciaNo hay control de potencia. El cambio de celda implica un cambio de frecuenciaMAHO (Mobile assisted Handoff)

3 usuarios 1 frecuenciaAncho de ranura 40msAncho del Canal: 30KhzCanal de Voz Digital Modulacin DPSKCanal de Control Digital Modulacin DQPSK (48kbps)

Tecnologas de Acceso MltipleTDMA (Time Division Multiple Access)DICRIMINADOR: FRECUENCIA + TIEMPOESTNDAR: IS 136 (TDMA), GSMCARACTERSTICAS GSM :8-16 usuarios 1 frecuenciaAncho ranura 0.577msAncho Canal: 200Khz124 canales @ 900MhzCanal de Voz y Control Digital Modulacin GMSK

Requiere cuidadoso planeamiento de frecuenciaHay control de potencia. El cambio de celda implica un cambio de frecuencia, y TSSe introduce FH (Hrecuency Hopping)

Tecnologas de Acceso MltipleCDMA (Code Division Multiple Access)DICRIMINADOR: CODIGOS ORTOGONALESESTNDAR: IS95(A-B), IS2000,W-CDMACARACTERSTICAS:# usuarios/ frecuencia depende de cantidad de cdigos disponiblesAncho Portadora: 1.25MHz10 portadoras @ 850MhzTodos los usuarios comparten la misma fecuencia

No Requiere planeamiento de frecuenciaControl de potencia es fundamental. El cambio de celda no implica un cambio de frecuencia: Soft handoff

Tecnologas de Acceso MltipleInterferencia AMPS, TDMA y GSM dependen de la distancia de separacin entre celdas para controlar interferencia.Usuarios Co-canal y Canal Adyacente se mantienen separadosFactor de reuso limita la interferencia

Tecnologas de Acceso MltipleInterferencia CDMA Todos los usuarios CDMA usan las misma frecuencia al mismo tiempo.La interferencia proviene de usuarios cercanosCDMA Distingue usuarios al asignarle diferentes cdigosEl factor de reuso es 1

Principios de CDMACDMA utiliza muchos chips para representar un bitCada usuario tiene secuencia de chips nicaPara recuperar un bit se integra la gran cantidad de chips recibidos con el patron de cada usuarioLos patrones de chips de otros usuarios aparentan ruido aleatorio, y no afectan la deteccinCodificacin de Canal

Principios de CDMACDMA combina 3 secuencias de ensanchamiento para crear un cdigo nico.En el receptor las secuencias se utilizan en el orden inverso que en el emisorLas 3 secuencias son generadas en ambos extremos y necesariamente no son utilizadas simultaneamenteSecuencias de ensanchamiento

Principios de CDMAWalsh Codes: (64 disponibles)64 chips de longitud dura 1/19200 SegOrtogonales mutuamentePN Short codes: Se usa por pares (I + Q) Longitud de 215 --- dura 26mS aproxSe genera en registro de desplazamiento (15 bits)PN Long Code: 1 disponibleLongitud de 242 --- se repita cada 40 dias Se genera en un registro de desplazamiento (42 bits)Secuencias de ensanchamiento

Principios de CDMACodificacin: Forward Channel

El canal se discrimina por:Frecuencia de portadora CDMAPN Offset unico del sector (short code)Cdigo Walsh nico del usuario

Principios de CDMACodificacin: Reverse Channel

El canal se discrimina por:Frecuencia de portadora.PN Offset nico del mvil (long code)

Caractersticas de CDMA (IS 95)

CDMA: IS95Espectro Banda AnchaReuso universalde frecuenciasVocoder tasa VariableReceptor Rastrillo(Rake Receiver)Capa FsicaSeguraCapacidad suave(Control de Potencia)Soft HandoffSofter Handoff

Caractersticas de CDMA (IS 95)Control de Potencia: Forward

La RB continuamente reduce la potencia de los usuarios en el Forward linkCuando el Mvil detecta errores en el forward link solicita mayor energaLa RB incrementa la potencia de ese usuario y luego comeinza a disminuirla progresivamente de nuevo.

Caractersticas de CDMA (IS 95)Control de Potencia: Reverse

Lazo Abierto: Mvil ajusta la potencia basado en la potencia de la seal recibida de la celdaLazo Cerrado: la celda indica +- 1dB @ 800Hz basado en mediciones de potencia en la celdaLazo Externo: La controladora detecta gran cantidad de errores (FER) y setea el punto minimo de potencia

Caractersticas de CDMA (IS 95)Rake Receiver (Rastrillo) En cada set de datos el mvil suma la salida de cada FINGER del receptorCada finger puede decodificar un PN offset y Cdigo WalshCada finger se sintoniza en diferentes reflexiones retardadas (multitrayecto) de la seal o celdas/sectorSEARCHER continuamente chequea por pilotos disponibles (Wo)

Caractersticas de CDMA (IS 95)Soft Handoff y Softer HandoffHandoff es el paso de una celda a otra y es controlado por el mvil.El mvil chequea por pilotos disponibles y los comunica al sistema, el cual responde a que Celda/sector correspondeUn sector vecino es un PN distinto. SOFTER HOEl mvil asigna los FINGERS segn le convengaCada lado del enlace selecciona la seal que mejor vea.El cambio de frecuencias de una celda a otra esta definido y se conoce como Hard Handoff

3RA Generacin y mas allQu es la 3G Celular? DATOS DE ALTA VELOCIDAD (hasta 2.4 Mbps)INCREMENTO DE CAPACIDAD

3RA Generacion y mas allEvolucin de CDMAOne (IS 95)

3RA Generacion y mas allCDMA ONEVs. CDMA 2000 1X CONTROL DE POTENCIACONSUMO DE ENERGA MS

3RA Generacion y mas allCDMA ONEVs. CDMA 2000 1X CANALES PILOTOVELOCIDADES DE DATOS

3RA Generacion y mas allQu esperamos para 4G? 4G? Tasas de Datos Capacidad Costos

PREGUNTAS?

Principios de CDMATecnologas tradicionales trnasminten la mayor cantidad de informacion sobre el menor ancho de bandaCDMA utiliza secuencias de ensanchamiento para usar un ancho de banda mayor lo que se traduce en ganancia de procesamientoCodificacin de Canal

Caractersticas de CDMA (IS 95)Softer Handoff Cada sector tienen un PN offset y piloto diferentesEl mvil interpreta cada PN como independienteCuando multimples sectores dan servicio a una llamada se habla de SOFTER HANDOFFLa llamada utiliza un solo canal en la celdaEl mvil puede estar en cualquier combinacin de soft y softer handoffEl cambio de frecuencias de una celda a otra esta definido y se conoce como Hard Handoff

Caractersticas de CDMA (IS 95)Estructura de Canales

Canal Piloto (Wo)Identificacin Celda/SectorReferencia de tiempo, fase, potenciaIdentiicacin de Candidatos a HandOffCanal de Sincronizacin (W32)Sincronia, SID,NID, Version de ineterfaz de radio.Canal de Page (W2)Puede haber hasta 7, segn sea necesarioAsignacion de canal de trficoBusqueda de moviles.SMSCanal de traficoTransmision de voz o datos a un movil

*Celdas vecinas deben tener diferentes frecuencias

*El proceso de Ho es transparente a los usuariosCada lado del enlace selecciona la seal que mejor vea.