syst_tel_rt

7/28/2019 syst_tel_rt

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Canaux de propagation et modelisation Systeme multi-utilisateurs : acces multiple et duplexage GSM : un exemple de systeme base FDMA/TDMA Acces m

Systemes de telecommunication

C. Poulliat

21 novembre 2011
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Plan

1 Canaux de propagation et modelisation

2 Systeme multi-utilisateurs : acces multiple et duplexage

3 GSM : un exemple de systeme base FDMA/TDMA

4 Acces multiples par Repartition en frequences : OFDMA etSC-FDMA

5 Mecanismes dadaptation et de diversite

6 3GPP-LTE

7 UMTS : W-CDMA et HXPA


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Canaux de propagation et modelisationEffet

Dispersive in

Time

Dispersive inFrequency

Selective inFrequency

Selective inTime

signal recu =attenuation

+ perte par effet de masquage bilan de liaison resultant+ perte fading
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Canaux de propagation et modelisationEffet de la propagation en espace libre : attenuation de puissance

Attenuation par propagation en espace libre

Pr = Pt2GtGr(4d)2

, avec = c/fc

Path Loss (dB) :PL

= 10log10

(Pr

Pt)

ou Pr/Pt represente le gain moyen du canal

Modele empirique dattenuation en espace libre

Pr = PtP0

d0d

Path Loss (dB) : PL = 10log10 (Pr

Pt)

ou P0 represente la puissance emise a la distance de reference d0.

C ` ` ` `


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Canaux de propagation et modelisationEffet de masquage de lenvironnement : shadowing

Attenuation due au Shadowing : large scale fading

Pr = PtP0

d0

d

ou = 10

x10 avec x N(0, 2x)

Attenuation totale (en dB) = Path loss + shadowing

Pdb = 10log10(P0) 10 log10(d

d0) + db

Weakene

dPath

C d ti t d li ti S t` lti tili t ` lti l t d l GSM l d t ` b FDMA/TDMA A `
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Canaux de propagation et modelisationEffet des trajets multiples

Modele du signal recu equivalent en bande de base

y(t) =

L(t)n=0

n(t)ejn(t)x(t n(t)) + b(t)

avecn(t) = 2fcn(t) Dn

Dn =

2fDn(t)dt, tel que fDn(t) = vfc cos (n(t))/c

Canal equivalent en bande de base

h(t, ) =

L(t)

n=0

n(t)ejn(t)( n(t))

Canaux de propagation et modelisation Systeme multi utilisateurs : acces multiple et duplexage GSM : un exemple de systeme base FDMA/TDMA Acces m
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Canaux de propagation et modelisationEffet des trajets multiples

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Canaux de propagation et modelisationCaracterisation du canal

Dispersive in

Time

Dispersive in

Frequency

Selective in

Frequency

Selective in

Time

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Canaux de propagation et modelisationModelisation du comportement de h(t, )

Autocorrelations

Autocorrelation du canal temps/retard :h(t1, t2; 1, 2) = E(h(t1, 1)h

(t2, 2)).

Autocorrelation du canal temps/frequence :h(t1, t2; f1, f2) = E(H(t1, f1)H

(t2, f2)). avecH(t, f) = TF(h(t, )(f)

WSSUS hypothesis

Autocorrelation du canal temps/retard :

h(t;) = E(h(t, )h(t +t, +))

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Canaux de propagation et modelisationModelisation du comportement de h(t, )

Etalement temporel

Delay spread Td max

Coherence Bandwith Bc 1/Td

Etalement frequentiel

Doppler spread fD vfc/c

Coherence time Tc 1/fd

Canaux de propagation et modelisation Systeme multi-utilisateurs : acces multiple et duplexage GSM : un exemple de systeme base FDMA/TDMA Acces ms gna stort o n not spers on. ence we s a re e r to a c anne t a t s
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p p g y p p g p y

Canaux de propagation et modelisationClassification

ne it h e r t ime-f la t nor f requency -f la t a s a non- fl at channel . F igure 2 .17 showsth e class if ication of channels fol lowing the above approach. The shadedreg ion o f th e f igure ind ica tes t h e phys ica l r est r ic t ion tha t it is imposs ib lefor th e t im e bandw idth pro duc t of a signal to be less than 1 /2 [21]. Amore r igorous system of classi fication , emphasis ing th e differences betweend i s to r ti ng and d ispe rs iv e channel s, i s shown in F igu re 2 .18.

Bx

Time-Flat Non-Flat

Frequency-Fla tlat-Flat

Be : .

Time Durat ionFigure 2 .1 7: Channe l classifications.

2 .4 . CLASSIFICATION OF CHANNELS 125

;'

F re qu en cy D is pe rs iv e F re qu en cy Disperaive . Frequency Diapenive./ Time Fla t Time Diatortlng Time Diapeuive././

14T tn

Frequency Distorting . Frequency Distorting . Frequency DiatortingTime Fla t Time Distorting Time Diapenive

S igna l Du ra t i on

Frequency Fla tTime Diaperaive

14/m

Frequency FlatTime Distorting

Be .

Figure 2.18: Detailed channel classifications.

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p p g y p p g p y

Methodes dacces multiplesGeneralites 1/3

Motivations

Partager le canal radio (spectre et temps) entre differentsutlisateurs,

Permettre lacces pour que les utilisateurs communiquentsimultanement creation dun canal (channelization), portion de tempset/ou de frequence allouee temporairement a un utilisateur pourcommuniquer et transmettre ses donnees

Servir le plus grand nombre dutilisateurs (rentabilite) tout engarantissant une ceratine qualite de service (QoS), ie. tauxderreur, debits, connectivites, delai, etc....

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Principales methodes dacces

Methodes Acces Multiples centralisees :

Frequency Division Multiple Access, FDMA,

Time Division Multiple Access, TDMA,

Code Division Multiple Access, CDMA,

Space Division Multiple Access, SDMA,

Orthogonale Frequency Division Multiple Access, OFDMA,

Single-Carrier Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA

Methodes Acces Distribuees et/ou Aleatoires (PacketRadio/Random Access) :

m ethodes bas ees sur ALOHA,

Packet Reservation Multiple Acces, PRMA,

Carrier Sense Multiple Access, CSMA

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Definitions et acronymes courants

Emetteur-Recepteur :

Station de base (Base Station, access point, BS) liee au reseau de

loperateur (points dentree),Terminal Mobile (Mobile terminal/Mobile Station, MS)

Voie descendante, VD (downlink/forward link) :communication de BS vers MS

Voie montante, VM (uplink/reverse link) :

communication de MS vers BS

generalement debits sur voie VD bien superieure a VM.

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Duplexage

Duplexage

le duplexage permet de separer les communications voies montanteet descendante

Duplexage total ou partiel

Systeme de communication bidirectionnel (resp.mono-directionnel) :systeme pouvant emettre et recevoir (resp. emettre ou recevoir),

Duplexage total (Full-Duplex) : le terminal peut emettre etrecevoir des donnees de maniere simultanee,,

Semi-Duplexage (Half-Duplex) : le terminal peut emettre etrecevoir des donnees de maniere non simultanee (generalementsequentielle),

Mode Simplex : pour les systemes mono-directionnels.

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Duplexage en temps

Duplexage en temps (Time Division Duplex, TDD)

separation des voies Down/Up en temps en assignant des slotstemporels (time-slots, TS) differents pour la communication(meme bande de frequence),

temps/periode de garde requis pour minimiser interference entreemission et reception, fonction du temps max. pourcommunication aller-retour,

estimation de canal simplifiee par reciprocite (channelreciprocity assumption) si temps de duplage entre les TS inf.

temps de coherence du canal, possible sur certains systemes et certaines conditions demobilites (canaux dts quasi-statiques)

non full-duplex au sens strict.

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Duplexage en temps

Principe generale du duplexage TDD

Time

D1 U1 D2 U3D3 D4 U4U2

Guard time (50 to 200 s)

Cas de trafic asymetrique

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Duplexage en frequence

Duplexage en frequence (Frequency Division Duplex, TDD) :

separation des voies Down/Up en frequence en assignant desbandes de frequence (frequency bands) de communicationpendant la duree dune communications,

Bande de garde requis pour reduire les interferences entre voiesDown/Up.,

si separation entre deux bandes sup. a la bande de coherencedu canal, gains frequentiels differents, toujours le cas en pratique, donc reciprocite du canal non

validefull-duplex au sens strict,

perte defficacite pour systeme fortement asymetrique en trafic,

duplexage le plus utilise.

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Duplexage en frequence

Principe generale du duplexage FDD

Frequency

D1 D2 D3 DN

Duplex frequency separation f

U2 U3 UNU1

Guard band

Cas de plusieurs canaux duplexes en frequence

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Acces Multiple Par Repartition en FrequenceFDMA

Principe gen

erale

chaque utilisateur se voit assigner une frequence ou bande defrequences (generalement contigues) pour la durree de sacommunication,

Frequency

Time

Code

Radio channelN

Radio channel 3

Radio channel 2

Radio channel 1

Principe generale du FDMA

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Acces Multiple Par Repartition en FrequenceFDMA : duplexage associe

Time

Frequency

Amplitude

DownlinkUplink

f1 f2 f1* f2

*f3 f4 f3* f4

*

(a)

Time

Frequency

Amplitude

f1 f2 f3 f4

(b)

t1

t1

t1*

t1*

Uplink

Downlink

user1 user2 user3 user4

t1

t1

t1*

t1*

t1

t1

t1*

t1*

t1

t1

t1*

t1*

FDMA-FDD FDMA-TDD

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Acces Multiple Par Repartition en FrequenceFDMA : avantages-inconvenients

Avantages

Generalement, moins de traitement de signal requis(communications bandes etroites),

synchronisation temporelle facilite

Desavantagessensibilite au fading frequentiel (pas de diversite frequentielle),

interference des canaux adjacents (en part. VM), produitsdintermodulation (BS),

necessite eventuelle dintervalle frequentiel de garde

Type de systemes utlisant le FDMA

systemes de communications analogiques,

utilise souvent en combinaison avec dautres methodes dacces

(ex : GSM),` `

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Acces Multiple Par Repartition en TempsTDMA : Principe generale

sur une une meme bande de frequence, N utilisateurs

communiquent sur un intervalle de temps fixe (Time-Slot, TS),

sur chaque TS, un utilisateur unique peut communiquer enutilisant la bande allouee,

le processus est repete dans le temps de maniere periodique.

Ex du GSM : N = 8 utilisateurs sur 200 kHz de bande.Frequency

Time

Code

Radio ChannelN

Radio Channel 3

Radio Channel 2

TS 1

TS 1

Radio Channel 1 TS 1

TS 2

TS 2

TS 1 TS 2 TS 1 TS 2 TS K

TS KTS K

TS K

TS 1

TS 1

TS 2

TS 2

TS 1TS 2 TS 2 TS KTS K

TS K

TS K

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Acces Multiples Par Repartition en TempsTDMA : duplexage associe

Time

Frequency

Amplitude

DownlinkUplink

f1 f2 f1* f2

*

t1

t2

t3

t4

t1

t2

t1

t2

t1

t2

t3

t4

t3

t4

t3

t4

Time

Frequency

amplitude

f1 f2

t1

t1*

t2*

t3*

t4*

t2

t3

t4

t1

t1*

t2*

t3*

t4*

t2

t3

t4

TDMA-FDD TDMA-TDD

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Acces Multiples Par Repartition en TempsTDMA : avantages-inconvenients

Avantages

diversity frequentielle possible,

pas dintervalle frequentiel de garde,

gestion de differents services par assignation de plusieurs TS,

periodes decoute pendant la phase de silence (handover

facilite).

Desavantages

interference entre symbole : egalisation necessaire,

intervalle temporel de garde necessaire (temps de montee etdescente pour puissance demission+compensation des tempsde trajets heterogenes entre terminaux) pour synchronisationtemporelle des utlisateurs (surtout uplink),

estimation de canal pour chaque TS possiblement requises,

overhead induit par ces traitements

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Acces Multiples Par Repartition en TempsTDMA : trame generique

Exemple generique de trame TDMA



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Acces Multiples : Schemas Hybrides FDMA/TDMAExemple du GSM : FDMA/TDMA/FDD

.

.

.

25 MHz

100 kHzguard band

87654321

200 kHz

Time slots allocated tousers on one carrier

Carrier 1

Carrier 2

Carrier 124 Uplink channels

Downlink channels

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Acces Multiples : Schemas Hybrides FDMA/TDMAExemple du DECT : FDMA/TDMA/TDD

.

.

.

10 MHz 119810

1.728 MHz

Time slots allocated to users on one carrier

Carrier 1

Carrier 2

Carrier 5

10 12 2113 22 2320

Downlink 5ms Uplink 5ms

32 bit

preamble

388 bit

data

60 bit

guard

64 control

bits

320 bit

channel

4 parity

bits


A ` M l i l S h H b id FDMA/TDMA
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Acces Multiples : Schemas Hybrides FDMA/TDMAExemple du standard IS-136 (US) : FDMA/TDMA/TDD

.

.

.

25 MHz 654321

30 kHz


Carrier 1 (used as a guard band)

Carrier 2


Downlink channels


A ` M l i l P R i i d C d
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Acces Multiples Par Repartition de CodesPrincipe generale

On attribue a chaque utilisateur un code dt detalement pourmoduler son signal dinformation,

Les utilisateurs occupent la meme bande au meme instant,

Etalement par Sequences Directes (Direct Sequence) ou parsaut de frequences (Frequency Hopping)

Methode dacces orthogonale ou non-orthogonale

Frequency

Time

Code

Code1

Code 2

Code 1

Code 2

Radio channel 1

Radio channel 2

Radio channel 3

Time slot (for TD-CDMA)Code K

Radio channel N

Code K


A ` M lti l P R titi d C d


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Acces Multiples Par Repartition de CodesProprietes

Utlisation du code detalement pour separer les utilisateurs enreception (detection multi-utilisateurs possible en uplink),

Utilisation de codes orthogonaux en liaison descendante (typeWalsh-Hadamard),

Utilisation de codes non-orthogonaux en liaison montante :gestion des trajets multiples, peu de coordination car separationpar codes,

Controle de puissance requis pour effet near-far,

Utilisation de multi-codes pour accroitre les debits dun

utilisateur.

Standards

IS-95, CDMA-2000,

UMTS-WCDMA/UMTS-HSXPA


A ` M l i l P R i i d C d


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Acces Multiples Par Repartition de Codes

Code

Frequency

Time

User 1

User 2

User 3

User 4

User 5

User 6

User 7

CDMA/TDD

Uplink

Downlink DownlinkUplink

CDMA/FDD

(a)

(b)


Acces M ltiples Par Repartition Spatiale
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Acces Multiples Par Repartition SpatialePrincipe generale

methode dacces pour ameliorer lefficacite des methodesFDMA/TDMACDMA en utilisant la repartition spatiale

utilisation dantennes multiples directionnelles pour creer descanaux orthogonaux


Global System for Mobile communications
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Global System for Mobile communicationsGSM : Presentation generale

standard ouvert,

3 versions de GSM :

GSM-900,GSM-1800 (DCS-1800),

GSM-1900(PCS1900), surtrout USA.

Evolutions :

EDGE,

GPRS


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Global System for Mobile communicationsInterface Air

Duplexage FDD

GSM-900 :

Uplink : 890 to 915 Mhz,Downlink : 935 to 960 Mhz,

separation frequentielle pour duplexage : 45Mhz,

GSM-1800 :

Uplink : 1710 to 1785 Mhz,

Downlink : 1805 to 1880 Mhz,

separation frequentielle pour duplexage : 9 :ml5Mhz,


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Acces multiple primaire : FDMA

Partitionnement des bandes allouees pour uplink et downlink en124 sous-bandes de 200 kHz,

Bandes de garde frequencielles de 100 kHz au deux bords dechaque sous-bande,

les sous bandes de 200 kHz sont numerotes de maniereconsecutive en utlisant la numerotation Absolute RadioFrequency Channel Numbers, ARFCNs.

TDMA/FDMA

A physical channelis denoted by timeslotindex and ARFCN

Amplitude

ARFCN

Frequency

Time

Times

lotinde

x

1 2 3 4 5 6

7

0

1

2

3

4

5

6

7


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Acces multiple secondaire : TDMA

Chaque sous-bande de 200 kHz permet des debits de 271 kbit/s,

Chaque sous-bande est divisee en 8 time-slots de env. de 156bits, qui sont allouables periodiquement,

Une frame(trame) est composee de 8 time-slots, numerote 0 a 7,un utilisateur accede periodiquement a un time-slot specifique dechaque trame dune bande de frequence.

Canal Physique :numero de time-slot +bande de frequence,

les donnees transitant sur un canal physique proviennent de

canaux dts logiques

les sous bandes de 200 kHz sont numerotees de maniereconsecutives en utilisant la numerotation Absolute RadioFrequency Channel Numbers, ARFCNs.


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Global System for Mobile communicationsInterface Air : exemple

.

.

.

25 MHz

100 kHzguard band

87654321

200 kHz


Carrier 1

Carrier 2


Downlink channels


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Global System for Mobile communicationsInterface Air : fonctionnalites

Numerotation des time-slots en uplink et downlink

Meme indexes de time-slot entre UP et DOWN links, maisdecalage de 3 slots en liaison montante

2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1

Timeslots for uplink and downlinkTimeslot index

4

5MHz

ARFCN

Timeslot indexFrame

Downlin

kU

plink


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Global System for Mobile communicationsInterface Air : fonctionnalites

Structure dun time-slot (burst)Payload transmise dans 2 time-slots de 57 bits,

Midambule : sequence CAZAC de synchronisationdapprentissage de 26 bits, servant egalement didentifiant pourla BS,

dautres types de bursts ont ete definis : access bursts,frequency correction burst, synchronization burst,...

Timeslot (normal burst)

156.25 bits

576.92s

Tailbits

Data

Controlbit

Midamble

Controlbit

Data Guardperiod

Tailbits

Bits8.253571261573
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Global System for Mobile communicationsInterface Air : chane

Modulation et traitements en reception

GMSK (BNT = 0.3),

528 CHAPTER 6. PARTIAL-RESPONSE MODULATION

50 L - 1 I I I I I : : : : : : : : : : : . - : : : : : t : . . . . . . . . . . : : : : : : : : . . . - - - - - U - - - - - - L - - - . . : : : : : : = . . . - - . . . ; E : : : - . - ~ - - - 'o

1

0.2

9(t)1.2 --------------------------- ,

0.4

0.6

0.8

Bit PeriodsFigure 6.13: Impulse response g(t) for GMSK for different values of BN.

enabling us to rewrite Equation 6.37 as

Un = [ erf (n ~ B N + ) - erf (n ~ B N - ) ] .(6.39)

The error functions are now expressed by the following series expansion2 00 ( - l )k z2k+l

Egalisation requise,

Controle adaptatif de puissance : reduction jusqua 30dB de lapuissance emise, par pas de 2 dB,

Saut de frequence pour diversite frequentielle


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Global System for Mobile communicationsMapping entre canaux logiques et physiques

Canaux logiques du GSM~C'"(S"00~oen~0-crq(; .~n:::r-

~@t!j~

- . . ~~::sNo::s0..en~

-..Cb......~~ ~

Logical channelsDuplex BS H MS Control channels: CCH

Traffic channels: TCHFEC-coded FEC-coded Broadcast CCH Common CCH Stand-alone Associated CCHSpeech Data BCCH CCCH Dedicated CCH ACCH

TCH/F TCH/F9.6 BS - t MS SDCCH BS H MS22.8 kbit./s TCH/F4.8 BS f- t MSTCH/F2.4 Freq.Corr.Ch: Paging Ch: PCH SDCCH/4 Fast ACCH:22.8 kbitj's FCCH BS - t MS FACCH/F

FACCH/HTCH/H TCH/H4.8 Synchron. Ch: Random Access Ch: SDCCH/8 Slow ACCH:

11.4 kbit/s TCH/H2.4 SCH RACH SACCH/TF11.4 kbit/s MS -+ BS SACCH/THSACCH/C4SACCH/C8

General Inf. Access Grant Ch:AGCH

BS -+ MS

~..

=~8t;!

~~

t~


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ySchema traitement couche physique

Structure emetteur-recepteur.3 . MAPPING LOGICAL CHANNELS 675

Chu.el

Figure 8.4: Block diagram of th e TCH/FS channel.


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yCodage canal pour la voix

Codage avec protection inegale contre les erreurs14 CHAPTER 8. GSM

26 0 b i t s / 2 0 M S 13 k b p s

C1b132 bi ts/ /

/ /Po.r rt y /Check / // /

/132 / //

18 9 bi ts // '/

/ /Co n v o l u t i o n a l Code / /r = 1/2, k = 5 I //37 8 / 78 /


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G oba Syste o ob e co u cat o s

Schemas de codage canal et detection derreur

Code detecteur derreur :

Generator-PolynomialG4(D) = D

3+D+ 1

1 ... 50 CKL: SW closed

51 ... 53 CKL: SW open

D D D+ +

Data

Last 3 parity bits

First 50 bits

SW

. .Code Fire : G(D) = D40+D26 +D23 +D17 +D3 + 1

Code convolutif :G1(D) = 1+D +D3 +D4

G2(D) = 1+D3 +D4

Entrelacement :

Frame number

i+ 0 i+ 1 i+ 2 i+ 3 i+ 4 i+ 5 i+ 6 i+ 7

0a 4b 1a 5b 2a 6b 3a 7b 4a 0b 5a 1b 6a 2b 7a 3b

114 Bits 114 Bits


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ySchema de codage canal pour les donnees de signalisation

8.3. MAPPING LOGICAL CHANNELS

184 Bi ts

677

//Fire-Code (224,184) ////

40 26 23 17 3 /G (D)=D + D + D + D + D + / tQil ing5 /.n f o r nc t ron bi ts : 184 po r rt y 40 4

456

Figure 8.5: Mapping of SACCR, FACCH, BCCH, SDCCH, PCH and AGCHlogical channels.

the SACCH, as a lso shown in Figure 8.5, bu t its 456-bit frame is mappedonto eight consecutive 114-bit TDMA traffic bursts, exactly as specified forTCR/FS. This is carried ou t by stealing the even bits of the first four andth e odd bits of the last four bursts, which is s ignalled by setting hu = 1,


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Structure des bursts de controle et signalisation

Normal

3 startbits

58 data bits(encrypted)

26 trainingbits


3 stopbits

8.25 bitsguard period

FCCH burst

3 startbits 142 zeros

3 stopbits


SCH burst

3 startbits


64 trainingbits

3 stopbits



RACH burst

8 startbits

41 synchronizationbits


3 stopbits

68.25 bits extendedguard period

Dummy burst

3 startbits

58 mixed bits26 training

bits58 mixed bits

3 stopbits



Acces multiples par Repartition en
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frequences :OFDMA et SC-FDMAOFDM : principe de base

Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing

Originellement introduit pour

traiter efficacement lesinterferences entre symboles pourles canaux fortement dispersifs,

Principe : transformer un canallarge bande en un certains

nombre de canaux bande etroitede largeur plus petite que labande de coherence du canal. flat fadingsur chaque canal

f1

f2

fL

B

Bc

f

|H(f)|

B/L


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frequences :OFDMA et SC-FDMAOFDM : principe du prefixe cyclique

n

xX

L-pt

IDFT

L-pt

DFT

YP/S

Add

CP+h[n]

Delete

CPS/P

yFEQ X

^

Time Domain

Frequency Domain

A circular channel: y= h x+ n

IFFT

P/S

Speed = B/L HzL Subcarriers

Speed = B/L HzL(1 + G) Samples

SerialStream atB(1 + G) Hz

Cyclic Prefix ofLG Samples

QAM

Symbols(X)

D/A X

AnalogBaseband

Multicarrier

Signal

RF

MulticarrierSignal

exp(j c)


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frequences :OFDMA et SC-FDMAOFDM : structure emetteur-recepteur en mono-utilisateur

OFDM Symbol OFDM Symbol OFDM Symbol

Delay Spread

Intervales de garde pas dIES inter-symboles OFDM

xL-v

xL-v+1

... xL-1

x0

x1

x2

... xL-v-1

xL-v

xL-v+1

... xL-1

Cyclic Prefix

Copy and paste last vsymbols.

OFDM Data Symbols

Prefixe cyclique : rendre la convolution avec le canal circulaire

CPCP L Data SymbolsL Data Symbols

Delay Spread (v samples, Tm sec)

Synchronization Margin (Ngv samples, TgTm sec)

Ajout Prefixe cyclique : plus IES intra symbole OFDM


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frequences :OFDMA et SC-FDMAEgalisation Monoporteuse dans le domaine frequentiel : SC-FDE vs OFDM

ChannelN-

pointIDFT

EqualizationN-

pointDFT

SC/FDE

OFDM

DetectRemove

CP

Add

CP/PS

* CP: Cyclic Prefix, PS: Pulse Shaping

Channel EqualizationN-

pointDFT

DetectRemove

CP

N-pointIDFT

AddCP/PS


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frequences :OFDMA et SC-FDMASC-FDE vs OFDM : recepteurs

Equalizer

Equalizer

Equalizer

Detect

Detect

Detect

Equalizer IDFT DetectSC/FDE

OFDM DFT

DFT



f O SC
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frequences :OFDMA et SC-FDMASC-FDE vs OFDM : interpretation dans le plan temps-frequence

Tseconds

BS

Hz

BS

Hz

OFDM

Single carrier



f OFDMA SC FDMA
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frequences :OFDMA et SC-FDMAAcces multiples bases OFDM

OFDM-FDMAOn assigne differentes sous-porteuses a chaque utilisateurs,

La facon dallouer varie suivant la strategie doptimisation miseen oeuvre :

Localized FDMA/ Block FDMA (LFDMA) : les sous-porteuses sont

attribuees par sous-blocs,Interleaved FDMA (IFDMA) : les sous-porteuses sont attribuees de

maniere entrelacee,

Allocation dynamique des porteuses possible pour gain endiversite en utilisant des algorithmes de scheduling

frequency

FDMA-OFDM

U1-U6 U1-U6 U1-U6

t t

U1-U6 U1-U6 U1-U6

t tt t

U1-U6



f OFDMA t SC FDMA
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frequences :OFDMA et SC-FDMAAcces multiples bases OFDM

OFDM-TDMA

Les utilisateurs sont slottes,

Un utilisateur utilise toute la bande pendant un ou plusieurssymboles OFDM puis attend a nouveau son tour,

Approprie pour des applications a debits constants,Allocation TDMA Statique : Round Robin scheduling

time

frequency

TDMA-OFDM

U1 U2 U3 U4 U5 U6 U1

t t t tt t

round robin


Acces multiples par Repartition en frequences :

OFDMA t SC FDMA
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OFDMA et SC-FDMAAcces multiples bases OFDM

OFDMA

Combinaison dun acces FDMA et TDMA,

On alloue un pave temps-frequence (slice, resource grids) :Nmc sous porteuses sur Ns symboles OFDM consecutifs,

Differents types dallocation :distribuee (distributed/comb/diversity allocation), type IFDMA,

localisee (localized/block/grouped/band AMC cluster), type

LFDMA.

utilise pour WIMAX et 3GPP-LTE liaison descendante

frequency

OFDMA

t t

U1, U2, U3, U4, U6 U1, U2, U3, U4, U6 U1, U2, U3, U4, U5, U6



freq ences OFDMA et SC FDMA
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frequences :OFDMA et SC-FDMASC-FDMA : principe generale

Timedomain

Frequencydomain

Timedomain

FDMA

Single Carrier : Sequential transmission of the symbols

over a single frequency carrier.

: User multiplexing in the frequency domain.

Subcarrier

ma

ppingM-

point

DFT

N-point

IDFT

Addcyclicprefix

/Puls

eshaping

Digital-to-analog

/Radio

frequency

Serial-to-

parallel

Parallel-to-serial

DFT

(M-point)

IDFT

(N-point)

Subcarrier

Mapping{ }mx

{ }kX

{ }ny

{ }lY

*M,N: number of data symbols

M M N N

structure a lemetteur



frequences :OFDMA et SC FDMA
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frequences :OFDMA et SC-FDMASC-FDMA : architecture recepteur

N-pointDFT

R

adiofrequency

/A

nalog-to-d

igital

* M < N

Subcarrier

de-mapping

/Userseparation

Remove

cyclicprefix

DetectEqualization

DetectEqualization

M-pointIDFT

M-pointIDFT

M-pointIDFT

DetectEqualization

Terminal 1

Terminal 2

Terminal Q

Terminal 1 data

Terminal 2 data

Terminal Qdata

Base station
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61/125





62/125

frequences :OFDMA et SC-FDMASC-FDMA : allocation de sous porteuses

Zeros

0X

Zeros

1X

2X

1MX

0Y

1NYZeros

0X

1MX

1X

Zeros

Zeros0Y

1NY

Terminal 1

Terminal 2

Terminal 3

subcarriers

Interleaved (distributed) Mode

subcarriers

Localized Mode



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frequences :OFDMA et SC-FDMASC-FDMA : allocation de sous-porteuses

0 0 0 0 0 0 0 0X0

X1

X2

X3

frequency

0 0 0 0 0 0 0 0X0

X1

X2

X3

{ }:kX X0 X1 X2 X3

{ }:mx x0 x1 x2 x3DFT

21

0

Mj mk

Mk m

m

X x e

=

= ,M= 4

0 0 00 0 0 0 0X0

X1

X2

X3

{ }lY

Currentimplementationin 3GPP LTE

IFDMA

DFDMA

LFDMA



frequences :OFDMA et SC-FDMA
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frequences :OFDMA et SC-FDMADynamique des signaux : SC-FDMA vs OFDMA

0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0 10 20 30 40 50 600

0.2

0.4

0.6

0 10 20 30 40 50 60

0

0.2

0.4

0.6

Sample [time]

Amplitude[linear]

IFDMA

LFDMA

DFDMA

OFDMA



frequences :OFDMA et SC-FDMA
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frequences :OFDMA et SC-FDMASC-FDMA vs OFDMA

SC-FDMA :

PAPR faible,

Moins sensible aux offsets de frequence,

Robustesse face aux evanoussements frequentiels,bit-loading non possible,

OFDMA :

PAPR plus important,

Plus sensible aux offsets de frequence,

Sensible face aux evanouissements frequentiels,bit-loading possible

SC-FDMA plus adapte pour la liaison montante


Mecanismes dadaptation et de diversitePrincipes generaux
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Principe

Adapter de maniere dynamique les parametres de transmissionpour sadapter aux variations temporelles du canal,

Exploiter la diversite due aux variations du canal

Principaux parametres dadaptation

puissance demission,

taille de constellation,

type de codage canal et rendement associe,

Principales techniques de diversiteTechniques de diversite temporelle, frequentielle ou spatiale :OFDMA/SC-FDMA, MIMO, cooperation,

Codage de canal et mecanismes de retransmission (H-ARQ),

Diversite multi-utilisateurs : mecanismes de scheduling, selection


Mecanismes dadaptation et de diversitePrincipes generaux
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Notions de QoS

Adaptation et mecanismes de diversite visent a garantir une QoSaux couches OSI superieures.

Differents types de contraintes peuvent etre imposees pourgarantir la QoS souhaitee : delai, Taux derreur paquet residuellors de la presentation aux couches superieures,

en generale, on traduit les contraintes QoS comme unecontriante de taux derreur paquet sur la couche physique

Qui gere quoi ?

Couche physique : gere lensemble des elements de traitements

physiques des donnees a transmettre (puissance, modulations etcodage) en fonction des elements fournis par la couche MAC,

Couche liaison donnee (MAC layer) : gere lensemble deselements de traitements logiques et decisionnels sur lesdonnees a transmettre, ie. gestion des mecanismes et

parametres dadaptation et allocation (diversite multi-utilisateurs) Canaux de propagation et modelisation Systeme multi-utilisateurs : acces multiple et duplexage GSM : un exemple de systeme base FDMA/TDMA Acces m

Mecanismes dadaptation
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Techniques dadaptation

Adaptive Modulation and coding (AMC),Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ),

Allocation/controle de puissance,

Allocation de porteuses/scheduling des utilisateurs,

controle dadmission

Hypotheses systeme

Connaissance a priori des caracteristiques du canal a lemetteur(Channel Side Infomation),

Voie de retour pour que lemetteur informe le recepteur,Donnees de controle et de signalisation pour informer lerecepteur des mecanismes utilises a lemission,

Mecanismes de prediction pour traquer les variations du canal,
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Adaptation de lien (link adaptation) par AMC


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Critere doptimisation

throughput : = Rlog2(M)(1 PER)

avec

PER : le taux derreurs paquets en sortie de decodage canal,

R le rendement du code canal,

log2(M) le nombre de bit par symbole module,

le mecanisme dAMC selectionne le MCS qui maximise le debitinstantane sous certaines contraintes de QoS

Si la QoS est donnee par un PER cible en sortie de codagecanal alors le probleme de decision est un probleme a seuils(swithching thresholds) qui determinent les rapport signaux abruit pour lesquels on utilise le MCS(k).

Marges a considerer pour robustesse aux erreurs destimation.


Adaptation de lien (link adaptation) par AMCSwitching thresholds

than the optimum value compared with Fig. 1. On the otherhand, threshold between MCS(2) and MCS(3) is set higherthan the optimum value.
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A MCS(1).-.

SIR threshold betweenMCS(2) and MCS(3).t'SIR threshold between SIRMCS(I ) and MCS(2)


Adaptation de lien (link adaptation) par AMC
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Methodologie

A lemetteur, seule la statistique du canal base sur un SINRequivalent est necessaire pour choisir le MCS.

PER = f(MCS,SINR,N)

ou N est la taille du mot de code.

En pratique, seul lindex du MCS est fourni. Ce dernier estcalcule au recepteur en fonction des estimations du canaldisponible. Cet index est appele CQI (channel quality index),

Ensuite, determiner une relation entre CQI = g(h,N), ou h estun vecteur qui depend du canal en reception.

Cette relation est determiner en utilisant une mesure de qualitedu lien (Link Quality Metric, LQI). On a alors la relation

PER = f(MCS,LQI,N)


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Adaptation de lien (link adaptation) par AMCLink Quality Metrics : performances

e l f

Fig. 4. Results for MCS using SCMchannel model5 j4


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c rwa .

a :w( Lthe4-6els

2 4


Adaptation de lien (link adaptation) par AMCAMC pour LTE

.

.
http://find/


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0 5 10 15 20 25

102

101

SNR

BLER

QPSK, r=1/3

QPSK, r=1/2

QPSK, r=2/3

QPSK, r=4/5

16QAM, r=1/3

16QAM, r=1/216QAM, r=2/3

16QAM, r=4/5

64QAM, r=1/3

64QAM, r=1/2

64QAM, r=2/3

64QAM, r=4/5

. . .

Efficiency

CQI index Modulation Approximate code rate (information bits per symbol)

0 No transmission

1 QPSK 0.076 0.1523

2 QPSK 0.12 0.2344

3 QPSK 0.19 0.3770

4 QPSK 0.3 0.6016

5 QPSK 0.44 0.87706 QPSK 0.59 1.1758

7 16QAM 0.37 1.4766

8 16QAM 0.48 1.9141

9 16QAM 0.6 2.4063

10 64QAM 0.45 2.7305

11 64QAM 0.55 3.3223

12 64QAM 0.65 3.9023

13 64QAM 0.75 4.5234

14 64QAM 0.85 5.1152

15 64QAM 0.93 5.5547

.


Controle derreurMecanismes HARQ


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Error control techniques

Hybrid ARQ (HARQ) protocols

Forward error correcting codes

Convolutional codes, turbo-codes, LDPC codes,...

No need for a feedback channel.

Fixed rate.

Efficient for bad channel conditions.

Automatic Repeat reQuest (ARQ)

protocols

The same message is retransmitted.

Need for a feed back channel.

variable rate.

Efficient for good channel conditions.


Controle derreurMecanismes HARQ
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Feedback channelACK / NACK (error-free)

Forward Channel

ReceiverTransmitter

Type-I Parity MessageCRC Parity MessageCRC

Chase combining (CC-HARQ)

Type-II

Parity 1 MessageCRCParity 2

Parity MessageCRC

RCPC : Rate Compatible Punctured Codes

Parity MessageCRC

Parity MessageCRC

Parity MessageCRC

Parity 1 MessageCRC

Parity 2

Parity 3

Incremental redundancy (IR-HARQ)

Tx1

Tx2

Tx3

Tx2

Tx3

Tx1

signal

combining

code

combiningParity 1
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Controle derreurProtocoles Go-Back-N


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N ARQ system on full duplex links. This remains the standardfor packet-switching networks.The basicgo-back-N ARQ scheme is llustrated n Fig. 2.The transmitter continuously ransmits codewords n orderand henstores hempending eceipt of anACKlNAK oreach. The acknowledgment oracodewordarrivesafteraround-tripdelay,definedas he ime ntervalbetween hetransmission of a codeword and the receipt of an acknowl-

tinuously.However,heransmitter nly resendshosecodewords that are negatively acknowledged (NAKed). Afterresending NAKed codeword,heransmitter ontinuestransmittingnewcodewordsn he ransmitterbuffer asillustrated n Fig. 3). With his scheme, abuffermust beprovidedat hereceiver to store heerror-freecodewordsfollowingeceivedwordetectednrror, because,ordinarily, codewords must be delivered to the end user in


Controle derreurProtocoles Selective Repeat

itterat, whenever arejectsny of them

ency. nan ARQ system, hereceivercommitsadecodingerror whenever it accepts a received word with undetectederrors. Such an event is called an error event. Let P(E) denotethe probability of an error event. Clearly, for an ARQ systemto be reliable,he P(E) should be madevery mall. The
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retransmitted.h can result incefargee,onsiderapproximatelyand the bity, N = 700one receivedre rejected. Ifay fall

neffective foreaused byhellowingacome by usinge-repeat ARQittedcon-

7

throughput efficiency (simple throughput) of an ARQ systemis defined as the ratio of the average number of information

December 1984-Vol. 22, No. 12IEEE Communications Magazine


Long Term EvolutionGeneralites
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Principales Fonctionalites MAC et couche physique

Acces multiple : OFDMA (DL) et SC-FDMA (UL),

Duplexage : FDD et TDD possible,

scheduling/diversite multi-utilisateurs,AMC et HARQ,

technologies MIMO,

mitigation de linterference inter-cellule,

Applications multicast et broadcast,


Long Term EvolutionBandes allouees


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Table 27.2 Bands for FDD operation of LTE

Operating band UL (MHz) DL (MHz) Bandwidth

1.4 3 5 10 15 20

1 1920 1980 2110 2170 Europe, Asia

2 1850 1910 1930 1990 America

3 1710 1785 1805 1880 Europe, Asia

4 1710 1755 2110 2155 America5 824 849 869 894 America

6 830 840 875 885 Japan

7 2500 2570 2620 2690 Europe, Asia

8 880 915 925 960 Europe, Asia

9 1750 1785 1845 1880 Japan

10 1710 1770 2110 2170 Americas

11 1428 1453 1476 1501 Japan

12 698 716 728 746 Americas

13 777 787 746 756 Americas14 788 798 758 768 Americas

17 704 716 734 746 Americas
http://find/


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Long Term EvolutionPile protocolaire de linterface radio


85/125

UE

ARQ(incl. Seg/Conc.)

Re-ordering

Headercompression

Ciphering

HARQ

PDCP

RLC

MAC

PHY

eNB

PDCP

RLC

Scheduling

MAC

PHY


Long Term EvolutionPile protocolaire de linterface radio
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Protocoles de linterface radios

Radio Ressource Control (RRC),

Packet Data Convergence Protocol (PDCP) : ROHC +chiffrement,

Radio Link Control (RLC) (3 modes disponibles : transparent,non-acquitte et acquitte) : segmentation et concatenation desPDCP PDU et gestion RLC ARQ,

Medium Access Control (MAC) : H-ARQ, mapping entre canauxlogiques et physiques, multiplexing

Couche physique (PHY)


Long Term EvolutionPacket flow
http://find/


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L1

Coding,interleaving,modulation

RLCSegmentationconcatenation

MACMultiplexing

IPIPvia S1 or fromUEs stack

PDCPHeader compressionand ciphering

UDP Payload

H H

PDCP PDCP SDU

RLC RLC SDU

MAC MAC SDU

MAC

CRC

MAC SDU

RLC RLC SDU

Segmentation

Multiplexing (padding)

Concatenation

PDCPPDCPPDU

RLCPDU

MACPDU

IP TCP Payload

Transport block


Long Term EvolutionLink layer : controle derreur
http://find/


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Uplink L1

Sliding window ARQUL ARQ

transmitterRLC

Stop and wait HARQMAC

RLC STATUSBLER ~10-4-10-3

HARQ ACK/NACKerror rate=10-4-10-3

Transport blockBLER e.g.10-1

RLC STATUSas DL HARQ data

RLC PDUBLER ~10-4-10-3

RLC SDUBLER ~10-6

UL HARQtransmitter

DL HARQreceiver

UL ARQreceiver

DL HARQtransmitter

UL HARQreceiver

Downlink L1


Long Term EvolutionCanaux logiques, de transports et physiques
http://goforward/http://find/http://goback/


89/125

PCCCH

BCCH

CCCH

DCCH

DTCH

MCCH

MTCH

CCCH

DCCH

DTCH

ULSCH

RACH

PUSCH

PRACH

PUCCH

PCCH

BCH

DLSCH

MCH

PBCH

PDSCH

PMCH

PDCCHPHICHPCFICH

Logical Transport Physical

Downlink Channels

Logical Transport Physical

Uplink Channels


Long Term EvolutionCouche PHY
http://find/


90/125

Codewords Layers Antenna ports

Layermapper

Precoding

Resource element

mapper

Resource element

mapper

OFDM signalgeneration

OFDM signalgeneration

ScramblingModulation

mapper

Modulationmapper

Scrambling

Principaux elementsCodage canal convolutionel et turbo-codes,

Scrambling,

Modulation MQAM, M=(4,16,64),

Medium Access Control (MAC) : H-ARQ, mapping entre canauxlogiques et physiques, multiplexing

MIMO,

Mapping des symboles sur les Resource Elements(assignationdes paves temps-frequence).


Long Term EvolutionCouches PHY : trame FDD
http://find/


91/125

One slot, Tslot = 15360 Ts = 0.5 ms

One radio frame, Tf = 307200 Ts = 10 ms

#0 #1 #2

One subframe

Slot = 0.5 ms

Normal cyclic prefix mode

Extended cyclic prefix mode (e.g., MB-SFN operation)

Tcp = 160 Ts

Tcp = 512 Ts

66.7 s= 2048 Ts144 Ts

CP

CP

CP CP CP CP CP CP

CP

LB #0

LB #0

LB #1 LB #2 LB #3 LB #4 LB #5

LB #5

LB #6

#3 #18 #19


Long Term EvolutionCouches PHY : grille dallocation

O d li k l t T
http://find/


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One uplink slot Tslot

One downlink slot Tslot

Resource block

Resource element (k, l) Resource element (k, l)

k= 0 k= 0

l= 0

Uplink resources Downlink resources

l= 0

Nsymb

SC-FDMA symbolsULN

symbOFDM symbols

DL

k= NRB

Nsc

UL RB 1

k= NRB

Nsc

DL RB 1

Nsymb

N

sc

UL RB

resource elements

Resource block

Nsymb

Nsc

DL RBresource elements

N

RB

N

R

UL

RB

subcarriers

N

RB

NR

UL

RB

subcarriers

N

CC

R.R

subcarriers

N

CC

R.R

subcarriers

l = Nsymb

1UL

l = Nsymb

1DL


UMTS : W-CDMAGeneralites
http://find/


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Acces multiple bases CDMA : DS-CDMA (Direct-Sequence),

duplexage : FDD le plus deploye,FDD : 2 bandes de 5 Mhz (DOWN et UP)

TDD : une seule bande de 5 Mhz


UMTS : W-CDMAGeneralites
http://find/


94/125


UMTS : W-CDMACDMA et etalement de spectre
http://find/


95/125


http://find/


96/125


http://find/


97/125


UMTS : W-CDMAGain de traitement et detalement

G i d l
http://find/


98/125

Gain detalement :

SF = TSTc

BsprBS

Gain de traitement :

Gp =Bspr

Binf SF + Gc


UMTS : W-CDMADS-CDMA : codes detalement

C d d H d d
http://find/


99/125

Codes de Hadamard :

H2M =

HM HMHM HM

H1 = [+1], H2M =

+1 +1+1 1

Codes pseudo- aleatoires :

m-sequences Codes de Gold

LFSR de taille n XOR de deux m-sequ.Si periode de taille 2n 1, + decalages possibles

m-sequence (maximal length sequ.)


UMTS : W-CDMADS-CDMA : codes etalement
http://find/


100/125


UMTS : W-CDMADS-CDMA : acces multiple
http://find/


101/125


UMTS : W-CDMACodage de canal

I

l i l

.

. .

.
http://find/


102/125

Input

Input

D

D D D D D D D D

D D D D D D D

(a) Rate 1/2 convolutional encoder

Output 0

Output 1

(b) Rate 1/3 convolutional encoder

Output 0

Output 1

Output 2

x(t) D

D D D

D D

Y(t)

X(t)

+

+ +

+

+ +

+

+

Interleaver

Y'(t)

X'(t)


UMTS : W-CDMADS-CDMA : controle de puissance

Motivations
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Motivations

Effet Near-Far : compenser en liaison montantelaffaiblissement des utilisateurs trop loin pour eviterleblouissement,

Compensation des venouissments temporels,

Maintenir une QoS au recepteur

Modes

Boucle ouverte : pour le mobile, determiner son niveau depuissance a laide de canaux dedies, surtout pour

evanouissements long terme (path-loss et shadowing),Boucle fermee : le recepteur calcule son niveau de puissancerequis et envoie les consignes a lemetteur, pourevanouissements rapides.


UMTS : W-CDMAUTRA-FDD : architecture en couches generale
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UMTS : W-CDMAUTRA-FDD : stack protolaire
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UMTS : W-CDMACanaux de transports et canaux logiques

Canaux logiques
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Canaux de controles : Broadcast Control CHannel (BCCH),Paging Control CHannel (PCCH), Common Control CHannel(CCCH), Dedicated Control channel (DCCH),

Canaux de traffic : Dedicated Traffic Channel (DTCH), CommonTraffic Channel (CTCH).

Canaux de transports

Canaux communs : Broadcast CHannel (BCH), Paging CHannel(PCH), Random Access CHannel (RACH), Forward AccessCHannel (FACH), Common Packet CHannel (CPCH), DownlinkShared CHannel (DSCH),

Canaux dedies : Dedicated (transport) channel (DCH).


UMTS : W-CDMACanaux physiques

Canaux physiques
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p y q

Voie montante :

Dedicated Physical Control CHannel (DPCCH) :bits pilotes,

Transmit Power Control (TPC), Feed Back Information (FBI),

Transport Format Combination Indicator (TFCI),

Dedicated Physical Data CHannel (DPDCH) : data,

Physical RACH (PRACH) et Physical Common Packet CHannel(PCPCH).

Voie descendante :

DPCCH et DPDCH,

Canaux de controle propres : Primary Common Control Physical

CHannel (P-CCPCH), Secondary Common Control Physical

CHannel (S-CCPCH), Synchronization CHannel (SCH), Common

PIlot CHannel (CPICH),

autres : Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH), Acquisition

Indication CHannel (AICH), Page Indication CHannel (PICH).


UMTS : W-CDMAMapping canaux de transports et physiques
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Transport Channels Physical Channels

DCH

RACH

CPCH

BCH

FACH

PCH

DSCH

Dedicated Physical Data CHannel (DPDCH)

Dedicated Physical Control CHannel (DPCCH)

Physical Random Access CHannel (PRACH)

Physical Common Packet CHannel (PCPCH)

Common Pilot CHannel (CPICH)

Primary Common Control Physical CHannel (P-CCPCH)

Secondary Common Control Physical CHannel (S-CCPCH)

Synchronisation CHannel (SCH)

Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH)

Acquisition Indication CHannel (AICH)

Page Indication Channel (PICH)


UMTS : W-CDMAMapping canaux de transports et physiques
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UMTS : W-CDMAChane UTRA-FDD, chaine globale


110/125


UMTS : W-CDMAChane UTRA-FDD, voie montante
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113/125
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UMTS : W-CDMAChane UTRA-FDD, voie descendante


117/125


http://find/


118/125


http://find/


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121/125


UMTS : HSXPAChane HSXPA : structure

QPSK symbols

QPSK symbols


122/125

cell scrambling

code (complex)

gain m

HS-PDSCHm

I branch

Q branch

j

serialto

parallel

c16,m

HS-PDSCH k

j

serialto

parallel

c16,k

Sdl,n

Sdl,n

RRC

filter

Re{.}

Im{.} RRC

filter

DAC

DAC

cell scrambling

code (complex)

gain m

HS-PDSCHm

I branch

Q branch

j

serialto

parallel

c16,m

HS-PDSCH k

j

serialto

parallel

c16,k

Sdl,n

Sdl,n

RRC

filter

Re{.}

Im{.} RRC

filter

DAC

DAC

PA

16-QAM symbols

channelization

code

I branch

Q branch

gain k

cos(t)

-sin(t)


UMTS : HSXPAChane HSXPA : trame

Sl 1Sl 0 Sl 2

Sub-frame (2 ms)

a) HS-PDSCH

Sl 1Sl 0 Sl 2

Sub-frame (2 ms)

a) HS-PDSCH


123/125

Sub-frame 1Sub-frame 0 Sub-frame i Sub-frame 4

2 ms (7,680 chips)

HARQ-ACK Channel-Quality Indication (CQI)

5,120 chips

10 ms

Slot 1Slot 0 Slot 2

Data

M 160 bits (M = 2 for QPSK and M = 4 for 16-QAM)

SF = 16 (fixed)

Bit rate = 480-960 kbps

QPSK or 16 -QAM

Slot 1Slot 0 Slot 2

Data

40 bits

2,560 chips

Sub-frame (2 ms)

SF = 128 (fixed)

Bit rate = 60 kbps

QPSK or 16 -QAM

b) HS-SCCH

SF = 256 (fixed)

Bit rate = 15 kbps

QPSK

c) HS-DPCCH

Sub-frame 1Sub-frame 0 Sub-frame i Sub-frame 4

HARQ-ACK Channel-Quality Indication (CQI)

10 ms

Slot 1Slot 0 Slot 2

Data

M 160 bits (M = 2 for QPSK and M = 4 for 16-QAM)

Bit rate = 480-960 kbps

QPSK or 16 -QAM

Slot 1Slot 0 Slot 2

Data

40 bits

Sub-frame (2 ms)

Bit rate = 60 kbps

QPSK or 16 -QAM

b) HS-SCCH

Bit rate = 60 kbps

QPSK or 16 -QAM

b) HS-SCCH

Bit rate = 15 kbps

QPSK

c) HS-DPCCH

Bit rate = 15 kbps

QPSK

c) HS-DPCCH

2,560 chips

2,560 chips


124/125


UMTS : HSXPAChane HSXPA : fonctionalites avancees (AMC +HARQ)

ModulationEffective

code rate

Data rate

(1 HS-PDSCH)

Data rate

(5 HS-PDSCHs)

Data rate

(15 HS-PDSCHs)

QPSK 1/4 120 kbps 0.6 Mbps 1.8 Mbps

ModulationEffective

code rate

Data rate

(1 HS-PDSCH)

Data rate

(5 HS-PDSCHs)

Data rate

(15 HS-PDSCHs)

http://find/


125/125



16-QAM 1/2 480 kbps 2.4 Mbps 7.2 Mbps








HS-PDSCH

HS-DPCCH

UE1

UE1

UE1, block 1 UE1, block 2 UE1, block 3 UE2, block 1 UE1, block 1 UE1, block 4 UE2, block 2

UE1 UE1 UE2 UE1 UE1 UE2

NACK + CQI ACK + CQI NACK + CQI ACK + CQI NACK + CQI ACK + CQI

UE1, block 3

ACK + CQI

UE1HS-SCCH

HS-DPCCH

UE2

HS-PDSCH

HS-DPCCH

UE1

UE1

UE1, block 1 UE1, block 2 UE1, block 3 UE2, block 1 UE1, block 1 UE1, block 4 UE2, block 2

UE1 UE1 UE2 UE1 UE1 UE2

NACK + CQI ACK + CQI NACK + CQI ACK + CQI NACK + CQI ACK + CQI

UE1, block 3

ACK + CQI

UE1HS-SCCH

HS-DPCCH

UE2

syst_tel_rt

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