Microsoft PowerPoint - CDMA_1_2007[1]

1

FORMATION DJIBOUTI TELECOMS

MODULE DE CDMA

18 - 30 /10 /2008

2

réseaux CDMA

3

RESEAUX CDMA

ANIMATEUR

Antoine GNANSOUNOU

Formateur/Consultant en Réseaux Télécoms

Tél : (221) 869 03 12

E-mail : [email protected]

ESMT DAKAR

DOCUMENT REALISE PAR Dr AHMED KORA; ADAPTE PAR ANTOINE GNANSOUNOU

4

Objectif :

Le participant à cette formation sera capable de décrire les architectures matérielle et fonctionnelles des systèmes de communications utilisant le CDMA

RESEAUX CDMA

5

RESEAUX CDMA

� INTRODUCTION

� Chapitre 1: CDMA et évolution des Systèmes radio Mobile

� Chapitre 2 : Architecture et Chaine de communication

� Chapitre 3: Le contrôle de puissance

� Chapitre 4: La gestion de la mobilité et technique de diversité

� Chapitre 5: Les différents canaux

� Chapitre 6: Les zones de couverture

SOMMAIRE

Première Partie : Généralités sur le CDMA

6

RESEAUX CDMA

� Chapitre 1 Concepts de planification du réseau CDMA

� Chapitre 2 Concepts d’optimisation du réseau CDMA

SOMMAIRE

Deuxième Partie :CONCEPTS DE PLANIFICATION ET D’OPTIMISATION DU RESEAU CDMA

7

Première Partie :Généralités sur le CDMA

RESEAUX CDMA

8

RESEAUX CDMA

Objectifs

Apres, cette présentation, Vous serez familiers avec:

� L’Evolution des Systèmes radio Mobile

� L’architecture et les techniques utilisées par le système CDMA: �Le codage source, le codage canal, l'entrelacement, l'embrouillage, l'étalement et la modulation etc.� Le contrôle de puissance, � La gestion de la mobilité (le Handoff) et le récepteur en râteau� F-PCH,F-PICH,F-SYNC H,F-FCH,FSCH,R-ACH,R-PICH� le code long, le code court et le code Walsh� Planification des numéros

9

RESEAUX CDMA

�> INTRODUCTION


� Chapitre 2 : Chaine de communication





SOMMAIRE

10

RESEAUX CDMA

Ericsson

MSCBSC

PSTN Packet

Network

Packet

NetworkPDSN

Architecture de réseau

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RESEAUX CDMA

GGGGéééénnnnéééérations successives de rrations successives de rrations successives de rrations successives de rééééseauxseauxseauxseaux1er Génération

1980s (analogique)2eme Génération

1990s (numérique)

3eme Génération Actuelle

(numérique)

3G fournit:� Solutions complètes de services intégrés � Large bande passante (High bandwidth )� Interface air unifiée � Meilleure efficacité spectrale

AMPS

De l’Analogique vers le Numérique

TACS

NMT

Autres

GSM

CDMA IS95

TDMA IS-136

PDC

UMTS WCDMA

CDMA 2000

TD-SCDMA

De la voix vers la Large Bande

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RESEAUX CDMA

CDMA : Terminologies et définitions [1]

� Le CDMA est le terme gLe CDMA est le terme gLe CDMA est le terme gLe CDMA est le terme géééénnnnéééérique qui drique qui drique qui drique qui déééécrit lcrit lcrit lcrit l’’’’interface air dinterface air dinterface air dinterface air d’’’’un run run run rééééseau sans fil basseau sans fil basseau sans fil basseau sans fil basééééla technologie dla technologie dla technologie dla technologie d’’’’accaccaccaccèèèès multiple bass multiple bass multiple bass multiple baséééé sur le code sur le code sur le code sur le code

� Le Le Le Le cdmaOnecdmaOnecdmaOnecdmaOne™™™™ est un nom commercial. Il se rapporte au systest un nom commercial. Il se rapporte au systest un nom commercial. Il se rapporte au systest un nom commercial. Il se rapporte au systèèèème complet IS me complet IS me complet IS me complet IS ----95 95 95 95 CDMA CDMA CDMA CDMA

� Le CDMA2000 est un identifiant de la Le CDMA2000 est un identifiant de la Le CDMA2000 est un identifiant de la Le CDMA2000 est un identifiant de la lalalala technologie de troisitechnologie de troisitechnologie de troisitechnologie de troisièèèème gme gme gme géééénnnnéééération qui ration qui ration qui ration qui est une est une est une est une éééévolution du CDMA offrant aux opvolution du CDMA offrant aux opvolution du CDMA offrant aux opvolution du CDMA offrant aux opéééérateurs possrateurs possrateurs possrateurs posséééédant le dant le dant le dant le cdmaonecdmaonecdmaonecdmaone de migrer de migrer de migrer de migrer au 3G. Le CDMA2000 supporte les rau 3G. Le CDMA2000 supporte les rau 3G. Le CDMA2000 supporte les rau 3G. Le CDMA2000 supporte les rééééseaux 2G existants (seaux 2G existants (seaux 2G existants (seaux 2G existants (cdmaOnecdmaOnecdmaOnecdmaOne, IS, IS, IS, IS----136 TDMA, 136 TDMA, 136 TDMA, 136 TDMA, or GSM). Ce standard est connu sous le nom qui lui a or GSM). Ce standard est connu sous le nom qui lui a or GSM). Ce standard est connu sous le nom qui lui a or GSM). Ce standard est connu sous le nom qui lui a ééééttttéééé donndonndonndonnéééé par lpar lpar lpar l’’’’IUT : IMTIUT : IMTIUT : IMTIUT : IMT----CDMA Multi porteuse (1X/3X). CDMA Multi porteuse (1X/3X). CDMA Multi porteuse (1X/3X). CDMA Multi porteuse (1X/3X).

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RESEAUX CDMA

CDMA : Terminologies et définitions [2]

Le CDMA2000 a été divisé en 2 phases.

� Les caractéristiques de la première phase sont définies dans le standard dénommé 1X.

�Terminée en juillet 1999, cette phase de CDMA2000 comporte les standards dénommés IS-2000 et le standard MC-1X de l’IUT .

�1X introduit un débit de 144 kbps en environnement mobile et les débits supérieurs en environnement fixe.

� La phase 2 du CDMA2000, démarquée par 3X, incorpore toutes les fonctionnalités de 1X, supporte tous les canaux de taille (5 MHz, 10 MHz, etc.), offre un débit pouvant aller à 2 Mbps permettant ainsi les fonctionnalités multimédia avancées

�W-CDMA est le nom identifiant le standard IMT-2000 du CDMA.

14

� une plus grande capacité

� de meilleures performances face aux trajets multiples grâce à la diversité

� Plus faible puissance d ’émission = plus grande durée d’autonomie des batteries

� contrôle de puissance

� débit variable de transmission avec la détection de l’activité vocale

� possibilité du soft handoff

� possibilité du haut débit

� combat l’interférence d’accès multiple

RESEAUX CDMA

Pourquoi le CDMA [1]?

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RESEAUX CDMA

� Plus de bande passante permettant une nouvelle gamme d’applications!!

� Pour les consommateurs

� Vidéo à la demande , diffusion TV

� Appels Vidéo, clips vidéo - informations, musique, sports

� jeux, chat, services localisés …

� Pour les entreprises

� Télé travail à haut débit / accès VPN

� achats en ligne

�Vidéo conférence

� Information financière à temps réel

Pourquoi le CDMA [2] ?

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Qu’est ce que le CDMA ?

� Code Division Multiple Access (CDMA) est une technologie numérique dans laquelle la parole est convertie en signal numérique qui est transmis sous forme d’information radio à travers un réseau sans fil.

� Un code unique est attribué pour distinguer les différents appels permettant àplusieurs d’utiliser la bande au même moment sans trop d’interférence.

� Technologie qui attire bon nombre d’opérateurs de télécommunications

�Il a été commercialisé en 1995 et est devenu très rapidement un standard de l’IUT en 1999 pour la « troisième génération de système radio » ou 3G.

�Bon nombre d’opérateurs de télécommunication installe ou migrent vers un réseau 3G CDMA afin d’offrir plus de capacité pour le trafic voix et un haut débit de transmission de données.

RESEAUX CDMA

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RESEAUX CDMA

�Flexibilité du support pour plusieurs services

� Voix

� Messagerie – email, fax, etc.

� multimédia à moyen débit – accès Internet, éducationel

� multimédia à Haut débit – transfert de fichier, vidéo

� multimédia inter actif à Haut débit – vidéo téléconférence, télémédecine, etc

� possibilité du soft handoff

� Mobilité : plateformes quasi-stationnaires à grande vitesse

� Roaming global : ominiprésence, couverture continue

� Evolution des systèmes de deuxième génération

Qu’est ce le 3 G?

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RESEAUX CDMA

Premier vers le 3 G : CDMA2000 � Puisque CDMA2000 est une évolution directe de la génération précédente de systèmes prouvés de CDMA, il fournit le plus rapide, le plus facile de la plupart des processus d’acquisitions des services 3G. � Tandis que toutes les technologies 3G (CDMA2000, WCDMA et TD-SCDMA) peuvent être viables, CDMA2000 est beaucoup plus loin en avant en termes de développement de produit, déploiement commercial et acceptation sur le marché.� Les premiers réseaux CDMA2000 commerciaux ont été lancés en Coréedu Sud début 2001 et fournissent déjà le service à plus d'un million d'abonnés.

Une gamme étendue et croissante de combinés et d'infrastructure systèmes de réseau CDMA2000 sont maintenant dans la production de masse et gagnant des économies d'échelle.

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RESEAUX CDMA

Standards 3G�Les standards 3G sont mis au point par IUT sous le nom IMT-2000.� L’ IMT-2000 a pour objectif d’harmoniser les systèmes 3G à travers le monde pour faciliter le Global Roaming.

20

RESEAUX CDMA

Schémas de mise à jour des Technologies 2G

IS-95 IS-136 & PDCGSM-

EDGE

GPRS

HSCSDIS-95B

Cdma2000-1xRTT

Cdma2000-1xEV,DV,DO

Cdma2000-3xRTT

W-CDMA

EDGE

TD-SCDMA

2G

3G

2.5G

3GPP3GPP2

21

RESEAUX CDMA

cdmaOnecdmaOne

GSMGSM

TDMA TDMA

2G

PDC PDC

CDMA2000

1x

CDMA2000

1x

Première étape au 3G

GPRSGPRS 90%

10%

Evolution des systèmes mobiles au 3G- Elle est liée à la capacité, aux débits ,plus faible coût

EDGEEDGE

WCDMAWCDMA

CDMA2000

1x EV/DV

CDMA2000

1x EV/DV

3G phase 1 3G

3GPP Core

Network

CDMA2000

1x EV/DO

CDMA2000

1x EV/DO

HSDPAHSDPA

Partage du marché escompté

EDGE

Evolution

EDGE

Evolution

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RESEAUX CDMA

Japan Europe/ Parties d’ Asie Amerique/ Parties d’ Asie

1ére Gen TACS NMT/TACS/autre AMPS

2è Gen PDC GSM TDMA CDMA

3è Gen EDGE cdma2000W-CDMA/UMTS

Au lieu de résoudre les disparités du 2G via le 3G, on continuera à avoir le W-CDMA et le cdma2000 comme deux réseaux séparés. Il constitueron une implémentation optionnelle dans les spécifications des standards du 3G. Les terminaux 3G de base devront supporter l’un ou l’autre. Ceux qui supportent les deux permettront de basculer de l’un à l’autre.

cdma2000

Evolution des Standards au 3G à travers le monde (2)

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RESEAUX CDMA

Standards au 3G

Système 3G

CDMA2000

3GPP2

mode FDD

WCDMA

3GPP

mode FDD

TD-SCDMA

CWTS

mode TDD

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RESEAUX CDMA

Comparaison entre les Standards du 3G

WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA

Type du récepteur Râteau Râteau Râteau

Contrôle de puissance

en boucle fermée

Supporté Supporté Supporté

Handoff Souple/Dur Souple/Dur Souple/Dur

Mode de démodulation Cohérent Cohérent Cohérent

Débit en chip (Mcps)

3.84 N*1.2288 1.28

Modes de la transmission endiversité

TSTD, STTD

FBTD

OTD, STS Non

Mode de Synchronisation Asynchrone Synchrone Asynchrone

Réseau coeur GSM MAP ANSI-41 GSM MAP

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RESEAUX CDMA

26

RESEAUX CDMA

Architecture (Basic) de system CDMA2000-1xEVDO SystemBTS: Base Station, crée une celluleBSC: Base Station Controller, controle le roaming et l’allocation de canal parmi les BSTs. Il considéré

comme le controleur de la partie radio du réseau (RNC).MSC: Mobile Switching Center, est chargé des fonctions de commutation téléphonique et est toujours

connecté au réseau SS7.PDSN: Packet Data Serving Node, maintien la communication IP entre tous les réseaux mobiles et le

réseaux de données (PDN: Packet Data Network), qu’est Internet dans ce diagramme.

Remarque : Pour la simplicité, seule l’architecture du cdma 2000 fera l’objet du reste de notre étude

Architecture d’un réseau 3G CDMA

27

RESEAUX CDMA

� INTRODUCTION

�> Chapitre 1: CDMA et évolution des Systèmes radio Mobile

� Chapitre 2 : Chaine de communication





SOMMAIRE

28

RESEAUX CDMA

CDMA2000 : évolution au 3G

ISISISIS----95B95B95B95B

ISISISIS----95B95B95B95B

Utilise des codes de canal multiple

Débit pouvant atteindre 64kbps

Plusieurs operateurs sont allés

directement au 1xRTT

CDMACDMACDMACDMA

ISISISIS----95A95A95A95A

ISISISIS----95A95A95A95A

14.4 kbps

Coeur de

réseau

réutilisé dans

le

CDMA2000

1xRTT1xRTT1xRTT1xRTT

CDMA2000 1xRTT: single carrier RTTCDMA2000 1xRTT: single carrier RTTCDMA2000 1xRTT: single carrier RTTCDMA2000 1xRTT: single carrier RTT

Première phase pour évoluer au CDMA2000

Coexistence facile avec l’interface air de IS-

95A

Release 0 - max 144 kbps

Release A – max 384 kbps

Même cœur de réseau que IS-95

1xEV1xEV1xEV1xEV----DODODODO

CDMA2000 1xEVCDMA2000 1xEVCDMA2000 1xEVCDMA2000 1xEV----DO: Evolved Data Optimised DO: Evolved Data Optimised DO: Evolved Data Optimised DO: Evolved Data Optimised

Phase 3 vers le CDMA2000

Version standardisé de Qualcomm High Data Rate (HDR)

Ajout d’un du TDMA components

Débit élevé et asymétrique

Les débits au delà de 2Mbps sont classés dans le “3G”

Utilise une nouvelle ou une bande spectrale existante

1xEV1xEV1xEV1xEV----DVDVDVDVCDMA2000CDMA2000CDMA2000CDMA2000

3xRTT3xRTT3xRTT3xRTT

CDMA2000 1x Evolved DVCDMA2000 1x Evolved DVCDMA2000 1x Evolved DVCDMA2000 1x Evolved DV

Phase 4 dans l’évolution au CDMA2000

Débits pouvant aller à 5Mbps et (mieux que

3xRTT!)

.

29

RESEAUX CDMA

IS-95A

Le CDMA était commercialisé par l’introduction en 1995 de l’IS-95A ou cdmaOne. L’IS-95A, basé sur le CDMA, appartient au standard de communication mobile de la seconde génération (2G). Les aspects clés de ce standard sont les suivants:� peut supporter jusqu’à 14.4 kbps� IS-95A est exclusivement pour la commutation de circuit-voix � utilisation de codeur de canal convolutionel� la technique de modulation utilisé est le BPSK

30

RESEAUX CDMA

IS-95B

L’IS-95B ou cdmaOne est une version évoluée de l’IS-95A et classé dans les 2.5G. L’IS-95B conserve la couche physique de l’IS-95A, mais améliore la couche MAC pour offrir des services à haut débit. Les aspects clés de ce standard sont les suivants :

� Débit théorique pouvant atteindre 115 kbps, mais le débit réel généralement obtenu est de l’ordre 64 kbps

� des codes Walsh et séquences PN additionnels, permettant au mobile d’être assigné jusqu’à 8 codes canal simultanément pour obtenir un débit plus élevé

� Codage de canal convolutionel

� Technique de modulation utilisé : BPSK

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RESEAUX CDMA

� La technologie de CDMA2000 1X supporte à la fois le service de voix et de données au travers d'un canal standard (1X) de CDMA, et fournit beaucoup d'avantages en terme de performance par rapport à d'autres technologies.

�D'abord, elle fournit jusqu’à deux fois la capacité des systèmes précédent du CDMA (avec de plus grands gains encore au-dessus de TDMA et de GSM), aidant às’adapter à la croissance continue des services de voix aussi bien que de nouveaux services sans fil d'Internet.� En second lieu, elle fournit des débits maximaux de 153 kbps (et promet atteindre 307 kbps à l'avenir), sans sacrifier la capacité de voix pour des possibilités de données.

� Les téléphones de CDMA2000 1X comportent également de plus longues périodes de veille. Et parce qu'il est compatible avec une technologie plus ancienne de CDMA, CDMA2000 1X fournit un chemin facile et accessible de mise à niveau pour des opérateurs et les consommateurs.

CDMA2000 1X pour la Voix et les Données

32

RESEAUX CDMA

�Le dLe dLe dLe déééébit thbit thbit thbit thééééorique supportorique supportorique supportorique supportéééé est de 307 kbps mais le dest de 307 kbps mais le dest de 307 kbps mais le dest de 307 kbps mais le déééébit rbit rbit rbit rééééel obtenu est de 144 el obtenu est de 144 el obtenu est de 144 el obtenu est de 144 kbpskbpskbpskbps� llll’’’’introduction de Qintroduction de Qintroduction de Qintroduction de Q----PCH de CDMA 2000 permet au mobile dPCH de CDMA 2000 permet au mobile dPCH de CDMA 2000 permet au mobile dPCH de CDMA 2000 permet au mobile d’’’’êreêreêreêre renseignrenseignrenseignrenseignéééé sur le sur le sur le sur le besoin de superviser le Fbesoin de superviser le Fbesoin de superviser le Fbesoin de superviser le F----CCCH et le Paging du canal, pour augmenter lCCCH et le Paging du canal, pour augmenter lCCCH et le Paging du canal, pour augmenter lCCCH et le Paging du canal, pour augmenter l’’’’autonomie autonomie autonomie autonomie de la batteriede la batteriede la batteriede la batterie� Introduction de Configurations Radio Introduction de Configurations Radio Introduction de Configurations Radio Introduction de Configurations Radio –––– les paramles paramles paramles paramèèèètres tels que le dtres tels que le dtres tels que le dtres tels que le déééébit, les bit, les bit, les bit, les techniques de modulation et le taux dtechniques de modulation et le taux dtechniques de modulation et le taux dtechniques de modulation et le taux d’é’é’é’étalement caracttalement caracttalement caracttalement caractéééérisent les formats de risent les formats de risent les formats de risent les formats de transmission. Les transmission. Les transmission. Les transmission. Les RCsRCsRCsRCs aident aident aident aident àààà offrir des doffrir des doffrir des doffrir des déééébits additionnels.bits additionnels.bits additionnels.bits additionnels.� les bits de contrôle dles bits de contrôle dles bits de contrôle dles bits de contrôle d’’’’erreur (erreur (erreur (erreur (QualityQualityQualityQuality and and and and ErasureErasureErasureErasure indicatorindicatorindicatorindicator bits : QIB and EIB) sur bits : QIB and EIB) sur bits : QIB and EIB) sur bits : QIB and EIB) sur canal de contrôle de puissance descendant. Ceci renseigne la BS canal de contrôle de puissance descendant. Ceci renseigne la BS canal de contrôle de puissance descendant. Ceci renseigne la BS canal de contrôle de puissance descendant. Ceci renseigne la BS des trames des trames des trames des trames erronerronerronerronéééées ou perdues au niveau de la station mobile pour ques ou perdues au niveau de la station mobile pour ques ou perdues au niveau de la station mobile pour ques ou perdues au niveau de la station mobile pour qu’’’’elles soient retransmiseselles soient retransmiseselles soient retransmiseselles soient retransmises� Techniques de codage utilisTechniques de codage utilisTechniques de codage utilisTechniques de codage utiliséééées : es : es : es : ConvolutionelConvolutionelConvolutionelConvolutionel et codage turboet codage turboet codage turboet codage turbo� la technique de modulation utilisla technique de modulation utilisla technique de modulation utilisla technique de modulation utiliséééée est le QPSKe est le QPSKe est le QPSKe est le QPSK

CDMA 2000 1X

33

RESEAUX CDMA

CDMA 2000 3X

� Offre de débit jusqu’à 2 Mbps

� Utilise trois standards avec des canaux de 1.25 MHz

�Utilise la technique de codage Convolutionel ou Turbo

� Utilise la technique de modulation QPSK

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RESEAUX CDMA

� 1x EV-DO veut dire 1xRTT Evolution for high-speed integrated Data Only

� La norme 1xEV-DO consiste à utiliser un réseau IP pour fournir un moyen ultra rapide d’assurer divers services de transmission de données.

� Pour ceux qui veulent des services à haut débit ou de données de capacité plus élevée, une version dite optimisation de données appelé 1xEV-DO de CDMA2000 fournit à des débits optimaux de plus de 2 Mbps avec une sortie moyenne de plus de 700 kbps - comparables aux services du câble DSL et suffisamment rapide pour supporter même les applications exigeantes telles que les téléchargements vidéo et des dossiers volumineux.

� CDMA2000 1xEV-DO fournit des services de données de l’ordre du méga-octetpour les plus bas coûts, un facteur de plus en plus important pendant que l'utilisation sans fil d'Internet se développe au niveau des populations de masse.

1X EV-DO: données à haut débit

35

RESEAUX CDMA

� Supporte jusqu’à 2.4 Mbps

� Pas de backward-compatibility avec CDMA 2000

� Inclus deux modes interopérable: un mode intégré 1x optimisé pour la voix et le débit du support, et le mode 1xEV optimisé pour des accès hauts débits aux données et à l’internet

� Offre de débit adapté conformément aux conditions du canal

� Modulation et codage adaptatif

� Sélection radio via la diversité

� Utilise plusieurs formats de modulation (QPSK, 8-PSK, 16-QAM)

1X EV-DO

36

RESEAUX CDMA

�1xRTT Evolution for high-speed integrated Data and Voice

�Voix et haut débit de données sur une même porteuse

� Compatible avec le CDMA2000 1X

� 3.1 Mbps de paquets de données

1X EV-DV

37

RESEAUX CDMA

Après 3G ?

Ho

rs

Ca

mp

us

Fixe

mobile

Voiture

Da

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leC

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pu

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Fixe

mobile

Mobilité

CD

MA

20

00

1X

EV

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-CD

MA

Hip

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2

80

2.1

1a

, g LAN8

02

.11

b

Wireless Local Area Network (WLAN)

• Campus et sites Publiques ou Privées

• Applications d’Enterprise, voix et extension de réseaux de données

• Bande libre

Wireless Local Area Network (WLAN)

• Campus et sites Publiques ou Privées

• Applications d’Enterprise, voix et extension de réseaux de données

• Bande libre

>3G

Mbps1 10 1000.1

CD

MA

20

00

1X

GS

M/G

PR

S

DECT

Bluetooth

Wireless Wide Area Network

(WWAN)

• Métro/ aires géographiques

• Disponibilité des services

• Connectivité avec les réseaux privés

Wireless Wide Area Network

(WWAN)

• Métro/ aires géographiques

• Disponibilité des services

• Connectivité avec les réseaux privés

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RESEAUX CDMA

3,5 G ?

� Le 3.5G or HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) est une version améliorée et future génération intermédiaire de l’UMTS (3G).

� Il a pris en comte les technologies de l’interface Air et accroit l’efficacité spectrale lui permettant de supporter un débit de l’ordre de 30 Mbps.

�3.5G introduit plusieurs nouvelles innovations qui amélioreront la technologie UMTS à l’avenir. En fait, 1xEV-DV supporte déjà la plupart des innovations qui seront pourvues dans 3.5G. Cela comprend entre autre:

� Modulation et codage adaptatif

� compatibilité Backward avec 3G

� Amélioration de l’interface air

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RESEAUX CDMA

� Aussi connu comme ‘Mobile large bande partout’� ‘MAGIC’

� Mobile Multimedia Communication (Communication Mobile Multimedia)� Anywhere, Anytime with Anyone (Partout, à tout moment avec n’importe qui) � Global Mobility Support (mobilité globale) � Integrated Wireless Solution (solution sans fil intégré)� Customized Personal Service (service client personnalisé)

� Selon le Forum du Mobile 4G, plus de 400 milliards de dollars seront investis dans les projets mobiles 4G en 2008.

4G : connexion n’importe quand et n’importe où

40

RESEAUX CDMA

4G : haut débit

�Transmission à 20 Mbps

� 2000 fois plus rapide que le débit du mobile

� 10 fois plus rapide que le débit max du mobile large band 3G

� 10-20 fois plus rapide en comparaison avec les standards des services ADSL.

41

RESEAUX CDMA

W-CDMA Versus cdma2000Parameter W-CDMA cdma2000

Carrier spacing 5 MHz 3.75 MHz

Chip rate 4.096 MHz 3.6864 MHz

Data modulation BPSK FW – QPSK; RV - BPSK

Spreading Complex (OQPSK) Complex (OQPSK)

Power control frequency 1500 Hz 800 Hz

Variable data rate implement. Variable SF; multicode Repet., puncturing, multicode

Frame duration 10 ms 20 ms (also 5, 30, 40)

Coding Turbo and convolutional Turbo and convolutional

Base stations synchronized? Asynchronous Synchronous

Base station acquisition/detect 3 step; slot, frame, code Time shifted PN correlation

Forward link pilot TDM dedicated pilot CDM common pilot

Antenna beam forming TDM dedicated pilot Auxiliary pilot

42

RESEAUX CDMA

� INTRODUCTION


� Chapitre 2 : Architecture et chaine de communication





SOMMAIRE

43

RESEAUX CDMA

Structure d’un cdma2000

LE

MIP HA

AAA

PDSN/FA

Abis

BTS

A10/A11

Um

V5

LEV5Optical

FiberSoftsite

Um

Remote Model

Abis

E1/STM-1

Module

RAC6610

BTS

BTS

SMC

Abis

FWT

INTERNET

44

RESEAUX CDMA

Bandes de fréquences allouées au CDMA2000� Bande de classe 5

La fréquence d’émission pour la station de base est calculée par F=460+(N-1)*0.025Où N désigne le numéro du canal CDMA

461.930-465.110451.930-455.1101070-1229ValideC

426.125-429.3¢0416.125-419.350717-846ValideF

422.300-425.225412.300-415.225564-681ValideE

460.625-484.175450.625-454.17526-168ValideB

462.625-465.850452.625-455.850106-235ValideD

463.625-486.850453.625-456.850146-275ValideA

Pour la Station de BasePour la Station Mobile

Numéro du canalCDMA

Validité du canalCDMA

BlockDésignatif

Bande de Fréquence d’émission (MHz)

45

RESEAUX CDMA

Bandes de fréquences allouées au CDMA2000

892.170-893.310847170-848310739-777valideB’(2,5MHZ)

890.670-890.820845.670-845.820689-694ValideA'(1 5MHz)

880.680-889.320835.680-844.320356-644ValideB(10MHz)

870.030-879.330825.030-834.3301-311ValideA(1OMHz)

MobileCDMApour CDMADésignatif

Pour Ia Station de BasePour la StationNuméro du canalValidité du canalBlock


� Bande de classe 0

La fréquence d’émission pour la station de base est calculée par F=870+N*0.03Où N désigne le numéro du canal CDMA

46

RESEAUX CDMA

Bandes de fréquences allouées au CDMA2000� Bande de classe 1

La fréquence d’émission pour la station de base est calculée par F=1930+N*0.05Où N désigne le numéro du canal CDMA

1976 250-1998 7501896 250-1908 7509251175ValideC(15MHZ)

1971.250-1973.7501891 250-1893 750825-875ValideF(5MHz)

1966.250-19687501886.250-1888750725-775ValideE(5MHz)

1951.250.1963.7501871.250.1883.750425-675ValideB(15MHz)

1946.250-1948.7501666,250.1868 750325-375ValideD(5MHz)

1931 250-1943 7501851.250.1863 75025-275ValideA(15MHZ)

Pour la Station do BasePour la Station Mobile

Numéro du canalCDMA

Validité du canalCDMA

BlockDésignatif


47

Planification et optimisation radio de réseaux CDMA

Chaîne de la communication

InterleavingCodage Source

Convolution&

Entrelacement

Embrouillage étalement Modulation émission RF

Décodage Source

deinterleavingDé convolution

&Dé-entrelacement

De-embrouillage Désétalement Démodulation RéceptionRF

48


Terminologies

� Bit, Symbole, Chip:� Bit: donnée entrante qui contient l'information� Symbole: sortie de convolution, de codage, et du block d'entrelacement� Chip: sortie de l'étalement

� Gain de Traitement (Processing Gain)� Gain de Traitement: le rapport du taux de chips au taux de bits.� Le gain de traitement dans le système IS-95 est 128, à peu près 21dB.

� Sens Descendant (Forward direction): le chemin d'information de la station de base vers la station mobile (MS)

� Sens Montant (Reverse direction): le chemin d'information de la station mobile (MS) vers la station de base.

49


Chaîne de la communication: codage de source

� Vocodeur:�8K QCELP � 13K QCELP �EVRC

� Caractéristiques : Optimisation de la bande vocale

Dans un appel duplex typique, le rapport de l'information utile est Inferieur à 35%. Pour optimiser l’utilisation des ressources et la consommation d'énergie, la station de base réduit la puissance transmise

50


Chaîne de la communication : codage de canal

� Le Code de convolution ou le TURBO code est utilisé dans le codage canal.� Longueur de contrainte (Constraint length) z nombre de registres a décalage + 1 (shift register number+1).� Efficacité de codage (Encoding efficiency) = Nombre total de Bits à l'entrée / Nombre total de Symboles à la sortie (total Input bits / total output symboles)

Exemple de Codeur convolutif : codeur convolutif systématique

récursif (RSC) de mémoire d’ordre 2 et de rendement 1/2

51

RESEAUX CDMA

Chaîne de la communication : Entrelacement

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 51 2 873 64 51 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 1 111 11 1

2 2222

7 7 777 77 7

6 6 666 66 6

3 3 333 33 3

4 4 444 44 4

1 2 873 64 51 2 873 64 55 5 555 55 5

8 8 888 88 8E

ntre

lacem

ent

2 2 2

52

RESEAUX CDMA

Chaîne de la communication : Embrouillage (M)

� Deux points sont importants :�Le nombre maximal de registres à décalage (N) � Masque

� La période de la séquence à la sortie est = 2N-1 bits� Uniquement l'offset de la séquence sera changé quand le masque est changé� PN représente la séquence de Bruit Pseudo-aléatoire (Pseudorandom Noise)

Out

0 0 1

1 1 0

53


Les codes : codes courts

� Le code court est la séquence de PN avec une période de 215 chips : les différents secteurs sont distingués par des séquences avec divers offset de temps� L'offset minimal de la séquence PN utilisée est 64 chips, 512 PN offsets sont disponibles pour identifier les secteurs CDMA (215/64=512)

PNa

PNc

PNb

54

RESEAUX CDMA

Les codes : codes longs

� Le code long est une séquence PN avec une période de 242-1 chips� Les fonctions du code long:

�Embrouillage du canal CDMA dans le sons descendant (Forward) � Contrôle de l'insertion du bit de control de puissance� Etalement de l'information sur le canal CDMA dans le sens montant (Reverse) pour identifier les différents stations mobiles (MS).

55

RESEAUX CDMA

Les codes : codes Walsh

� Les Codes Walsh constituent un exemple de code orthogonaux� Dans le sens descendant, chaque symbole est étalé avec un Walsh code.� Le Walsh code est utilisé pour distinguer les utilisateurs dans le lien descendent (forward link).� Pour IS95A/B, dans le sens montant (Reverse), chaque 6 symboles correspondent A un Walsh code. Par exemple, si le symbole à l'entrée est 110011, la sortie après étalement sera W51

64 (110011=51).� La fonction Walsh d'ordre 64 est utilisée comme une fonction d'étalement, et chaque Walsh code est orthogonal aux autres.� Le Walsh code peut être représenté avec Wi m ; avec l'ième (ligne) est la position et m est l’ordre. Par exemple, W2

4 signifie le code 0101 dans la matrice W4

W 2n=W n W n

W n W n

W 1=0

W 2=0 0

0 1

W 4 =

0 00 1

0 00 1

0 00 1

Walsh code

1 1

1 0

56

RESEAUX CDMA

Méthodes d’accès multiples

Allocation d’une bande pour l’appel (Ex: AMPS,TACS)

Certaines fréquences, intervalle de temps (Ex: GSM,DAMPS)

Tous les utilisateurs transmettent simultanément àla même fréquence mais avec des codes uniques différents (Ex: WCDMA, CDMA2000)

57

RESEAUX CDMA

Notion de corrélation

(a)

(b)

Corrélation 100% donc les

fonctions sont parallèles

Corrélation 0% donc les

fonctions sont orthogonales

+1

-1

+1

-1

+1

-1

+1

58

RESEAUX CDMA

Fonctions orthogonales

Les fonctions orthogonales ont une corrélation qui est égale à zéro. Deux Séquences binaires sont orthogonales si le résultat de leur "XOR" contient un nombre de 1 qui est égal au nombre de 0.

0000

0101

0101

Exemple:

1010

0101

1111

59

RESEAUX CDMA

Exemples de code CDMA

60

RESEAUX CDMA

Notes:1) Pour un débit chip fixe, le débit désiré de l’informationdétermine la longueur de la séquence du codeet par conséquent le gain

2) Si un code est utilisé, aucun autre code situé sur le même chemin aboutissant à la racine ou au delà ne pourrait plus être utilisé.3) Tous les codes situés sur l’arbre sont

des séquences de codes Walsh Séquences.

Cd, i sélectionné de l’arbre ci dessous

Codes Variables Orthogonaux distribués

W01 =0

W02 =00

W12 =01

W04 =0000

W24 =0011

W14 =0101

W34 =0110

W08 =00000000

W48 =00001111

W28 =00110011

W68 =00111100

W18 =01010101

W58 =01011010

W38 =01100110

W78 =01101001

( W016 ,W

816)

( W416 ,W12

16 )

( W216 ,W14

16 )

( W616 ,W14

16 )

( W116 ,W

916 )

( W516 ,W

1316 )

( W316 ,W

1116 )

( W716 ,W15

16 )

64

48

16

32

12

9600 19200 38400 76800 153600 307200 614400

61


Récupération de l’information

1 0 0 1 1+1

-1

Données Rx 1001 0110 0110 1001 10010110 0110 0110 0110 01101111 0000 0000 1111 1111

Code Correct

? ? ? ? ?

Données Rx 1001 0110 0110 1001 10010101 0101 0101 0101 01011100 0011 0011 1100 1100

Code Incorrect

62


CRCencodertail bits

Convolutionalor Turbo Coder

symbolrepetition

symbolpuncture

blockinterleaver

modulation symbol

C

channel bits

Bits/

Trame

16

40 80

172

350

744

15123048

6120

Bits

Du CRC

6

68

12

16

16

1616

16

Fanion

bits

8

8

88

8

8

8

88

Débit

kbps

1.5

2.74.8

9.6

19.2

38.476.8

153.6

307.2

Rendement du

Code

1/4

1/41/4

1/4

1/4

1/41/4

1/4

1/2

Répétition

16

8

42

1

1

11

1

supprimé

1 of 5

1 of 9rien

rien

rien

rien

rienrien

rien

Symboles

15361536

1536

1536

1536

3072 6144

12288

12288

Structure de la trame en liaison montante du cdma2000

63

RESEAUX CDMA

Structure de la trame en liaison descendante du cdma2000

CRCencodertail bits

Convolutionalor Turbo Coder

symbolrepetition

symbolpuncture

blockinterleaver

modulation symbol

channel bits

Bits/

Trame

21

55 125

267

552

1128

22804584

9192

20712

Bits CRC

6

8

1012

16

16

16

1616

16

Fanion

bits

8

8

88

8

8

8

88

8

Débit

kbps

1.8

3.67.2

14.4

28.8

57.6115.2

230.4

460.8

1036.8

Rendement

du Code

1/2

1/21/2

1/2

1/2

1/21/2

1/2

1/2

1/2

Répétition

8

4

21

1

1

11

1

1

Supprimé

rien

rienrien

rien

rien

rien

rien rien

rien

2 sur 18

Symboles

576576

576

576

1152

2304 4608

9216

18432

36864

64

RESEAUX CDMA

Processus d’appel : pilote

Le mobile tout d’abord utilise le canal pilote pour � l’acquisition initiale� l’estimation du canal � la détection des différents trajets pour le récepteur rake� les différents handoffs

Pilot Ch

65

RESEAUX CDMA

Processus d’appel : synchronisation

Le canal pilote est transmis à tout moment par la station de base. Le MS l’utilise pour accéder au canal de synch afin de se � se synchroniser en temps au système CDMA� Obtenir les paramètres de configuration comme le Network Identifier (NID)� le décalage des séquences pilotes PN � l’état du code long � le canal de pagination � le débit

Sync Ch

66

RESEAUX CDMA

Processus d’appel : pagination

Le MS décode le canal de pagination à partir de l’information reçu du canal de synchronisation. Le canal de pagination permet d’obtenir :� le message d’entête : paramètres du système, paramètres d’accès, liste des voisins, liste des canaux� les messages dédiés au mobile: SMS, requêtes de paging

Paging Ch

67

RESEAUX CDMA

Processus d’appel : accès

Le MS utilise le canal d’accès pour initier un appel ou répondre à une recherche.Le canal d’accès est utilisé de manière aléatoire.

Access Ch

68

RESEAUX CDMA

Processus d’appel : trafic

�La station de base assigne au terminal mobile un canal de trafic dans les sens montants et descendants lors d’une conversation

� Le canal de trafic transmet l’information de trafic et la signalisation

� Lorsque le mobile est sur le canal de trafic, il n’écoute pas le canal de pagination ni ne l’utilise

69

RESEAUX CDMA

Canal physique du cdma2000 1x

Reverse Link

Base

Station

Base

Station

Mobille

Station Mobille

Station

Pilot (F-PICH)

Sync (F-SYNC)

Paging

Fundamental (F-FCH)

Supplemental (F-SCH)

Quick Paging (F-QPCH)

Pilot (R-PICH)

Access (R-ACH)

Fundamental (R-FCH)

Supplemental (R-SCH)

Forward Link

70


� INTRODUCTION



�> Chapitre 3: Le contrôle de puissance




SOMMAIRE

71


Algorithmes de contrôle de puissance

� Le contrôle de puissance permet d’optimiser la capacité. Il veille à ce que chaque utilisateur émette avec une puissance ou un rapport signal sur bruit suffisant pour garantir un taux fixé d’erreur par trame (FER). On distingue deux types de contrôle de puissance.

� Le contrôle de puissance en boucle ouverte où la puissance d’émission du mobile est déterminée par la puissance du signal pilote reçu

� Le contrôle de puissance en boucle fermée permet à la station de base de contrôler le niveau de puissance du mobile via la qualité de l’information reçue.

72


Contrôle de puissance: Phénomène du proche ou loin mobilité

A B

ωωωω

P(ωωωω)

ωωωω

P(ωωωω)

ωωωω

P(ωωωω)

ωωωω

P(ωωωω)

Puissance reçue de A.

Puissance reçue de B.

ωωωω

P(ωωωω)

Puissance émie par A

Total reçu

A：：：：récupération avec succès

B：：：：récupération échouée

Désétalement

Puissance émie par B

73


Après Contrôle de puissance: Phénomène du proche ou loin mobilité

ωωωω

P(ωωωω)

ωωωω

P(ωωωω)

ωωωω

P(ωωωω)

ωωωω

P(ωωωω)

ωωωω

P(ωωωω)

A diminue sa puissance

A B

Désétalement

Puissance émie par A

Puissance émie par B

A：：：：récupération avec succès

B：：：：récupération avec succès

Total reçu

74

RESEAUX CDMAPhénomène du proche ou loin mobilité

�Deux problèmes fatals dans le système CDMA.

� Problème de Proche/Loin: l’usager proche de la BTS bloquera l’usager loin de la BTS.

� Limitation par l’interférence: capacité du système est liée à son bruit total.

� Le contrôle de puissance est adopté pour résoudre ces problèmes dans le système CDMA.

� Règles de contrôle de puissance

� Assurer que le signal peut satisfaire les besoins du seuil de démodulation quand il atteint le récepteur après transmission dans l’air.

� La puissance d’émission du MS proche de la BTS est inférieure àcelle du MS loin de la BTS ou dans une zone de fading.

75

RESEAUX CDMA

Contrôle de puissance

� Control de la puissance montante�Boucle ouverte de control de puissance� Boucle fermée de control de puissance-Boucle interne: 800 Hz-Boucle externe

� Control de puissance Descendante �Modes de transmission de message:

- Transmission a seuil- Transmission périodique

�Boucle fermée de control de puissance

76

RESEAUX CDMA

Contrôle de puissance inverse en boucle ouverte (sens montant)

�La puissance d’émission exigée par la station mobile (MS) estdéterminée par les facteurs suivants:

�Distance a la station de base� Charge de la cellule� Circonstances de codage de canaux

� La puissance d’émission de la station mobile est relative à l’énergie reçue

BTSMobile

boucle ouverte de contrôle de puissance Inverse(sens montant)

BTS

BTS

Puissance d’émission

77

RESEAUX CDMA

Contrôle de puissance inverse en boucle fermée (sens montant)

BTS

(Power Control ) Bit

Valeur de Eb/NtValeur de FER

Boucle interne

Boucle externe

Changement de la

valeur Eb/Nt

BSC

BTS

78

RESEAUX CDMA

Contrôle de puissance dans le sens descendant

Mode de Transmission du Message

� MS mesure la qualité de trames et informe la BTS du résultat mode seuil ou mode périodique). La station de base détermine s’il faut changer la puissance d'émission ou pas.

� Dans le système de IS-95, le contrôle de puissance dans le sens descendant est lent mais dans le système CDMA2000, il est rapide.

79

RESEAUX CDMA

Contrôle de puissance dans le sens descendant en boucle fermée

En comparant avec le système IS-95, dans CDMA2000 lecontrôle de puissance dans le sens descendant est plus rapide.

Bit de Contrôle de puissance

Valeur Eb/Nt

BTS

80

RESEAUX CDMA

� INTRODUCTION







SOMMAIRE

81

RESEAUX CDMA

Gestion de la mobilité

Le système CDMA permet la mobilité grâce aux 3 moyens que sont :

� L’Enrégistrement qui permet de localiser le terminal mobile

� Le Handoff qui assure la continuité du service entre cellules adjacentes

� Le Roaming qui permet d’assurer la continuité du service entre différents réseaux ou des fournisseurs de service différents.

82

RESEAUX CDMA

Handoff

� Les Handoffs entre cellules se font lorsque le mobile a du trafic

� Le mobile en déplacement dans le réseau continue à rechercher de nouvelles cellules.

� Il maintient les pilotes actifs (active set), l’ensemble de pilotes non actif mais potentiellement modulable (candidate set), l’ensemble de pilotes non actif ni candidat susceptible d’être ajouté (neighbor set), et le reste (remaining set)

� On plusieurs types de handoffs:

� Hard Handoff

� Soft/Softer Handoff

83

RESEAUX CDMA

Paramètres du Handoff� Si la puissance d’un pilote (P) est supérieure à T_ADD il est ajouté à

l’ensemble candidat

� Si la puissance du pilote est inférieure à T_DROP pendant T_TDROP, il est transféré de l’ensemble des actifs à l’ensemble des voisins

� Si la puissance d’un nouveau pilote est supérieure de T_COMP unités au pilote courant, un rapport de mesure de la puissance des émis

T_DROP

T_ADD

Puissance du Pilote

TempsT_TDROP

Cellule BCellule A

84

RESEAUX CDMA

Paramètres du Handoff

Pilot P1

Pilot P2

Pilot P0

t0

T_COMP××××0.5dB

t1 t2

T_ADD

Puissance de Pilot

P0-Puissance de Pilot P0 dans l’ensemble des candidat.

P1,P2-Puissance de Pilot P1,P2 dans l’ensemble actif.

85

RESEAUX CDMA

Paramètres du Handoff

T_ADD

T_DROP

Pilot 1

Puissance de Pilote

Pilot 2

T_TDROP

T_TDROP

Ensemblevoisin

Ensemble deCandidat

Ensemble Active

Ensemble deCandidat

Ensemblevoisin

TEMPS1 2 3 4 5 6 7 8

86

RESEAUX CDMA

Soft Handoff� Etablissement avant rupture

� Les deux cellules ont la même fréquence

� Réduit le nombre de d’appels perdus

� Augmente la capacité globale

� Permet de réduire la puissance d’émission du mobile

� La qualité de la voix est améliorée à la bordure des cellules

� Le MS envoi les SNR de l’ensemble des candidats.

Ericsson

MSCBSC

PDSNLes cellules ont la même fréquence

Puissance (dBm)

Distance

Cellule ACellule BTotale au MS

87

RESEAUX CDMA

Soft Handoff

� Transfert Intercellulaire Soft (Soft handoff)C'est le processus d'établissement d'un lien avec un secteur voisinavant de couper le lien avec le secteur en service (courant)� Transfert intercellulaire Softer (Softer handoff)C'est comme le soft Handoff, sauf qu'iI se déroule entre secteursappartenant à la même BTS� Transfert Intercellulaire Hard (Hard handoff)Le Hard Handoff se déroule quand deux secteurs qui ne sont pasSynchronisés ou qui ne sont pas sur la même fréquence. Il y aInterruption dans la communication de voix et de données maiscelle-ci est de courte durée et n'affecte pas la communication.

� Combinaison de multi-trajets dans le BSC (ou RAC) pendant le Soft Handoff� Combinaison de multi-trajets dans la BTS pendant le Softer Handoff

88

RESEAUX CDMA

Hard Handoff

� Rupture avant rétablissement

� Handoff entre fréquences différentes, non synchronisé ou des cellules disjointes contrôlées par différents BSCs

89

RESEAUX CDMA

Roaming

� Les abonnés hors de leur localité peuvent continuer à avoir du service d’autres systèmes à un coût additionnel

� La station mobile peut être :

� dans sa localité (pas de roaming)

� En roaming dans un réseau différent

� En roaming dans un système différentNetwork 1

Network 2

Network 3System

90

RESEAUX CDMA

Techniques de diversités

� Diversité en Temps� Entrelacement de bloc (Bock interleaving), correction d'erreur (Error- correction)� Diversité en Fréquence� Le signal d’énergie de CDMA est distribué (étalé) sur toute la largeur de bande 1.25MHZ.� Diversité en Espace

�Ajout d'une antenne de réception jumelle.� Le récepteur en râteau (RAKE receiver) dans la station mobile (MS) et dans la station de base peut combiner les signaux de différents délai de temps.� Pendant le Handoff, la station mobile contacte plusieurs stations de bases et cherche le signal le plus fort.

91

RESEAUX CDMA

Techniques de diversités : Principe du récepteur en râteau

Les antennes en râteau aident à surmonter sur l’évanouissement (Fading) multi-

trajet et à améliorer la performance du récepteur du système.

Récepteur

Corrélateur 1

Corrélateur 2

Corrélateur 3

Chercheur de corrélation

Calcule le délai et la puissance de signal

Combiner

tt

s(t) s(t)

Le signal combinésLe signal combinés

92

RESEAUX CDMA

� INTRODUCTION





�> Chapitre 5: Les différents canaux


SOMMAIRE

93

Définition des canaux dans IS95A/B

Pilot

Sync

R-ACHPAGING

F-FCH R-FCH

1

1

1 to 7

1 1

1

F-SCCH R-SCCH1 to 7 1 to 7

Canaux descendants Canaux montants

Pilot

Sync

R-ACHPAGING

F-TCH R-TCH

1

1

1 to 7

1 1

1Le premier canal de PCH est le fondamental.

Définition des canaux dans IS95A:

Définition des canaux dans IS95B:

Canaux descendants Canaux montants

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

94

Canaux Physiques de l’IS-95A

� Canaux Descendants

• Canal Pilote Descendant

• Canal de Synchronisation Descendant

• Canal de Pagination Descendant

• Canal de Trafic Descendant

� Canaux Montants

• Canal d’accès

• Canal de Trafic Inverse (montant)

Interface Air CDMA


95

Canal Pilote(que des zéros)

W064

Le Canal Pilote

Le canal Pilote:

• Assiste la station mobile pour se connecter au réseau CDMA

• Traite les recherches de multi-trajets

• Fourni la référence de phase pour la démodulation cohérente et aide la station mobile à estimer la puissance d’émission

• La station mobile mesure et compare la puissance du canal pilote des différentes stations de base pendant le handoff

�Canal pilote envoyé est étalé par W0 et modulé avec le code court directement

�Les BTS transmettent le canal pilote continuellement

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

96

Le Canal de Synchronisation (SCH)

• Le Canal de synchronisation est utilisé par la station mobile pour se

synchroniser avec le réseau. Le code W132 est utilisé pour étaler le canal de

Synchronisation

– Le message de synchronisation inclut:

• Le Décalage de la séquence du Pilote PN: PILOT_PN

• Temps système: SYS_TIME

• Etat du code long: LC_STATE

• Débit du canal de pagination: P_RAT

• Le débit du canal de synchronisation est 1200bps

Interface Air CDMA


97

• Le canal PCH transmet:

• Paramètres du système

• Paramètres d’accès

• Liste des sites voisins

• Message de la liste des canaux CDMA

• Le canal PCH accomplit:

• Pagination des MS

• Assignation du canal de trafic au MS

• La longueur de la trame du canal PCH est 20ms

• W1 ~ W7 sont gardés pour les canaux PCH

Canal de Pagination (PCH)

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

98

Le canal de Trafic Descendant (F-TCH) est utilisé pour transmettre

l’information de données et de signalisation.

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

Le Canal d’accès Inverse (R-ACH) est utilisé par le MS pour établir la communication où répondre au canal de pagination (PCH).

Canal de trafic Inverse (R-TCH) est utilisé pour transmettre l’information de donnée et signalisation

99

Initialisation du MS

• Le message du Canal de synchronisation contient le LC_STATE,

SYS_TIME, P_RAT, et permet de se synchroniser avec le système.

BTS

Pilot channel

Canal de Synchrone

Canal de Pagination

Canal d’accés

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

100

Canaux descendants dans CDMA2000

Frontal CDMA2000 canal

F-CACH F-CPCCH F-PICH F-CCCH

F-DCCH F-FCHF-PC F-SCCH F-SCH

F-PICH F-TDPICH F-APICH F-ATDPICH

F-SYNCH F-TCH F-BCH F-PCH F-QPCH

subchannel (RC1~2) (RC3~9)

Note: La Fonction de F-PICH, F-SYNCH, F-FCH, F-PC, F-SCCH, F-PCH sont pareilles que ceux de l’IS95. dans ce qui suit, on va seulement discuter F-SCH, F-QPCH F-DCCH.

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

101

Canaux descendants

Ces Canaux sont utilisés pour établir une connexion entre station de base et station mobile (MS) spécifique.

Le système CDMA2000 adopte des débits de données multiples et des combinaisons différentes qui peuvent atteindre

une performance supérieure à celle du système IS-95.

Ces Canaux sont nouvellement définie dans

le système CDMA2000.

Canaux Physiques CDMA sont classés en Canaux communs et Canaux dédiés:

Canaux Physiques Communs:

Ces Canaux sont compatible avec le

système IS-95

Canaux Physiques Dédiés:

Forward Dedicated Control Channel(F-DCCH)

Forward Fundamental Channel(F-FCH)

Forward Supplemental Channel(F-SCH)

Forward Pilot Channel(F-PICH)

Forward Synchronous Channel(F-SYNC)

Forward Paging Channel(F-PCH)

Forward Broadcast Control Channel(F-BCCH)

Forward Quick Paging Channel(F-QPCH)

Forward Common Power Control Channel(F-CPCCH)

Forward Common Assignment Channel(F-CACH)

Forward Common Control Channel(F-CCCH)

Interface Air CDMA


102

Abréviation Anglais Français

F-PICH Forward Pilot Channel Canal Pilote Descendant

F-SYNC Forward Synchronous Channel Canal pilote de Synchronisation

F-PCH Forward Paging Channel Canal de Pagination Descendant

F-BCCH Forward Broadcast Control Channel Canal de Contrôle d’Emission Descendant

F-QPCH Forward Quick Paging Channel Canal de Pagination Rapide Descendant

F-CPCCH Forward Common Power Control Channel Canal de Contrôle de puissance Communs Descendant

F-CACH Forward Common Assignment Channel Canal d’Assignement Communs Descendant

F-CCCH Forward Common Control Channel Canal de Contrôle Communs Descendant

F-DCCH Forward Dedicated Control Channel Canal de Contrôle Dédié Descendant

F-FCH Forward Fundamental Channel Canal Fondamental Descendant

F-SCH Forward Supplemental Channel Canal Supplémentaire Descendant

AbréviationsAbréviations

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

103

F-QPCH

• Il transmet un signal modulé en OOK – il peut être démodulé simplement et

rapidement par la Station Mobile.

• Le Canal adopté est le QPCH (80ms). Chaque intervalle de temps est divisé en

indicateurs de pagination, indicateurs de changement de configuration et

indicateurs de diffusion, qui sont tous utilisés pour informer le MS s’il a un

message de pagination, de diffusion où paramètres système dans le F-PCH

suivant.

• Démodulation rapide et simple (OOK). MS n’a pas besoin de surveiller

longtemps le F-PCH, alors le temps d’attente est prolongé.

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

104

F-SCH

– F-SCH est utilisé pour les applications de données Haut débit alors

que F-FCH est utilisé pour la voix et l’application de données à bas

débit.

– Quand une communication de données est établie, un F-FCH va

être alloué en premier lieu à l’utilisateur. Si le débit dépasse

9.6Kbps, un F-SCH sera alloué.

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

105

F-DCCH

• Il est utilisé pour la transmission de la signalisation spécifique à un

utilisateur pendant l’appel.

• Chaque Canal de trafic descendant peut contenir un

F-DCCH.

• Supporte une trame de 5ms.

• Supporte la transmission discontinue.

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

106

Configuration Radio Descendante (RC)

Configuration Radio (RC):

Une série de canaux de trafic descendant et montant ont un format de transmission

caractérisé par des paramètres physiques tels que débits , type de modulations et taux

d’étalement.

Taux d’étalement: Equivalent au taux de chips, ex., 1.2288Mcps.

Radio

Configuration

Taux d’étalement

Débit donnéesMax (kbps)

Débit FEC

Effectif

OTD

autorisécodage FEC Modulation

1** 1 9.6 1/2 Non Conv. BPSK

2** 1 14.4 3/4 Non Conv BPSK

3 1 153.6 1/4 Oui Conv et Turbo QPSK





8 3 460.8 1/4 or 1/3 Oui Conv et Turbo QPSK

9 3 1036.8 1/2or 1/3 Oui Conv et Turbo QPSK

** même que IS95

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

107

Canaux montants

Reverse CDMA2000 channel

R-ACHR-TCH

operation(RC1~2)

R-EACH operation

R-CCCH operation

R-SCCH

R-FCH

R-TCH operation(RC3~6)

R-EACH

R-PICH

R-CCCH

R-PICH

R-DCCH

R-PICH

0~7 0~1

R-SCH

R-FCH

0~2

0~1

subchannel

R-PC

Les fonctions de R-ACH,R-FCH,R-SCCH sont les même que dans l’IS95. Dans ce qui suit, on va discuter R-PICH,R-SCH.

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

108

Types de Canaux montants (Inverses)

• Canaux Inverse inclut le canal commun Inverse et le canal dédié Inverse.

• Canal Commun Inverse (Reverse common channel):

� Reverse Access Channel(R-ACH)

� Reverse Enhanced Access Channel(R-EACH)

� Reverse Common Control Channel(R-CCCH)

• Canal Dédié Inverse (Reverse Dedicated Channel):

� Reverse Pilot Channel(R-PICH)

� Reverse Dedicated Control Channel(R-DCCH)

� Reverse Fundamental Channel(R-FCH)

� Reverse Supplemental Channel(R-SCH)

� Reverse Supplemental code Channel (R-SCCH)

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

109

Abréviation Anglais Français

R-ACH Reverse Access Channel Canal d’Accès Inverse

R-EACH Reverse Enhanced Access Channel Canal Amélioré d’Accès Inverse

R-CCCH Reverse Common Control Channel Canal de Contrôle Commun Inverse

R-DCCH Reverse Dedicated Control Channel Canal de Contrôle Commun dédié

R-FCH Reverse Fundamental Channel Canal Fondamental Inverse

R-SCH Reverse Supplemental Channel Canal Supplémentaire Inverse

R-SCCH Reverse Supplemental Code Channel Canal Supplémentaire de Code inverse

R-PICH Reverse Pilot Channel Canal Pilote Inverse

AbréviationAbréviation

RESEAUX CDMA

110

N est le nombre de taux d’étalement

Pilot PowerControl

Power Control Group= 1536 NPN Chips

384 NPN Chips

MUX A

Pilot ( '0's)

Bit de contrôle de puissance

Canal pilote Inverse (Reverse Pilot Channel)

R-PICH

• La fonction du canal pilote Inverse

– Initialisation

– Démodulation cohérente Inverse

– Mesure de contrôle de puissance

• La station de base améliore la performance de la réception et augmente la capacité grâce à la démodulation cohérente du canal de Pilote inverse.

Interface Air CDMA


111

Canaux Inverse

• Canal Fondamental:

– Le Canal fondamental est utilisé pour la transmission d’information de l’utilisateur

vers la station de base durant l’appel, et peut être utilisé pour transmettre le

service voix par défaut comme canal de trafic indépendant.

• Canal de Control de Dédié

– Le canal de contrôle dédié est utilisé pour la transmission de signalisation d’un

utilisateur vers la station de base pendant l’appel.

• Canal Supplémentaire/Canal de Code Supplémentaire

– Ces canaux sont utilisés pour transmettre l’information d’utilisateur,

principalement pour les services de données au MS. Le canal de trafic inverse

(montant) contient jusqu’à deux canaux supplémentaires et jusqu’à sept canaux

de codes supplémentaires.

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

112

Configuration Radio Inverse (RC)

• RC: Configuration Radio

– RC1~RC2:IS-95A/B

– RC3~RC4:CDMA2000 1X

– RC5~RC6: CDMA2000 3x

Radio

Configuration

Spreading

Rate

Max Data Rate*

(kbps)

Effective FEC

Code Rate

OTD

AllowedFEC Encoding Modulation

1** 1 9,6 1/3 Non Conv 64-ary ortho

2** 1 14,4 1/2 Non Conv 64-ary ortho

3 1 153,6 1/4 Oui Conv ou Turbo BPSK

(307.2) (1/2)

4 1 230,4 3.8 Oui Conv ou Turbo BPSK


(614.4) (1/3)


(1036.8) (1/2)

** Same as IS95

Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

113

RC 1

RC 2

RC 3

RC 4

RC 5

RC 1

RC 2

RC 3

RC 4

RC 5

RC 3

RC 4

RC 4

RC 3

F-FCH RCs

R-DCCH/SCH RCsF-DCCH/SCH RCs

R-FCH RCs

Règles de Combinaison de RC

• RC1 et RC2 correspondent respective ment aux:

série de taux 1 et série de taux 2 dans le système

IS- 95A/B.

• CDMA2000: Descendant RC: RC1~RC5

Reverse RC: RC1~RC4

• Règles:

– Forward RC1, Reverse RC1


– Forward RC3 or RC4,Reverse RC3


Interface Air CDMA

RESEAUX CDMA

114

RESEAUX CDMA

� INTRODUCTION






�> Chapitre 6: Les zones de couverture

SOMMAIRE

115

Définition des Zones de Couvertures

Planification de Numéro CDMA

Zone de service (Service area)

Cellule

LAC (LAC area)

Secteur

RESEAUX CDMA

116

Les Paramètres impliqués

• Dans le système CDMA, les paramètres suivants sont définies pour identifier un abonné et sa position:

� MIN/IMSI

� Subscriber Number Definition

� ESN

� SID/NID

� LAI

� GCI


RESEAUX CDMA

117

MIN/IMSI

Identité de l’abonné mobile/ Identité internationale de l’abonné mobile

(MSI) Mobile subscriber identity/ (IMSI) international mobile subscriber identity

Exemple, 460030755xxxxxx /460030907550001

Pas plus que 15 chiffres

3 chiffres 2 chiffres

IMSI

MCC MNC MSIN

NMSI


RESEAUX CDMA

118

Définition du numéro d’abonnéDéfinition du numéro d’abonné

• Les données des abonnés doivent être les même dans le RAC et LE.

• Les appelles sont établis par l’adresse L3 de V5


ESNLe Numéro de Série Electronique (Electronic Serial Number (ESN)) est utilisé

pour identifier un MS d’une façon unique. Le ESN inclue 32 bits selon la

structure suivante: 1......24 23......18 17......0 bit

Le ESN est alloué par le constructeur.

Par exemple: FD 03 78 0A (the 10th Motorola 378 mobile phone)

RESEAUX CDMA

119

SID/NID

� SID Identité du système (System Identity)

� Identité du système (SID)= 15 bits

� NID Identité du réseau (Network Identity)

� Identité du Réseau (NID)= 16 bits

� Bit 0 et bit 65535 sont réservés


RESEAUX CDMA

120

Location Area Identity (LAI)Identité de la Zone de Localisation

• Le Message de paging est diffusé dans la Zone de Localisation dont la taille dépend

du trafic, de la capacité de paging et du flux de signalisation, etc.

• Format: MCC+MNC+LAC

– MCC: Code mobile du pays (Mobile Country Code) , 3 chiffres. exemple, en

Chine 460.

– MNC: Code du réseau (Mobile Network Code), 2 chiffres. exemple, le MNC

d’Unicom est 03.

– LAC: Code de la zone de localisation (Location Area Code), un code BCD à 2-

octet hexadécimal. 0000 ne peut pas être utilisé avec FFFE.

Exemple, 460030100


RESEAUX CDMA

121

Global Cell Identity (GCI)Identité Globale de Cellule

• L’ unique ID d’une cellule dans un PLMN

• Format: LAI+CI

• CI: Identité de cellule (Cell Identity) , un code hexadécimal à deux octets BCD,

défini à l’avance lors de la planification. Les 3 premiers chiffres et le dernier

chiffres représentent le numéro de station de base et le numéro de secteur

respectivement. Pour un site omnidirectionnel, le dernier chiffre de CI est 0.

• Par exemple, 4600301001230 montre que la station de base a le numéro (123) et

contient un site omnidirectionnel


RESEAUX CDMA

122

En Résumé !

• Histoire brève du développement de la communication Mobile

– Analogique—numérique—division de code

– Objectifs de 3G et comparaison des 3 systèmes

• Caractéristiques Technique de CDMA

– Technologies Principales: contrôle de puissance, transfert souple

(soft handoff), récepteur en Râteau (RAKE receiver)

– Autres technologies: codage source, codage canal, entrelacement,

étalement et modulation

– Structure du Canal: pilote, synchronisation, paging, accès et service,

trafic

• Zones de couverture

RESEAUX CDMA

Documents

Microsoft PowerPoint - CDMA_1_2007[1]