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Introduction to LTE Principles.
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100
3G LTE ACCESO RADIO, ENLACE
ASCENDENTE Hay que aprovechar las ventajas de OFDM.
Hay que utilizar ecualizacin en frecuencia.
Es necesario salvar el inconveniente de la alta PAPR de
OFDM, perjudicial para el UL porque:
Reduce la eficiencia del amplificador RF.
Incrementa el consumo de batera.
Tambin se requiere resolver el problema del multiacceso
en el UL, con emisiones no coordinadas desde los UE.
La solucin SC-FDMA
SINGLE CARRIER FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS
http://www.etsit.upm.es/
101
INTRODUCCIN A SC-FDMA
Deben cubrirse dos objetivos:
a) Para los datos de usuario un solo canal o portadora
(SC).
b) Para el sistema, seal tipo OFDM con CP.
Para conseguirlo se juega con las transformadas DFT-
IDFT como se ve en el esquema de principio.
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102
Constelacin B.
Base
Datos de
UsuarioDFT IDFT CP
Modulador
IQ
SC
OFDM
A B C D
EcualizacinDemodulador
IQ DFT IDFTConstelacin
B. Base
OFDM
SC
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103
Como entre B y C se ejecutan operaciones
complementarias, pueden eliminarse la DFT e IDFT y
aplicar los datos al mdulo CP manteniendo la estructura
del receptor. Ello simplifica notablemente el transmisor
(equipo de usuario).
La seal es estndar QPSK/MQAM en el dominio del
tiempo, pero cuasi-cclica (CP), para permitir la
ecualizacin de frecuencia en recepcin.
Siendo nica la seal, la PAPR es baja e igual a la que
corresponde a una nica portadora modulada.
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104
Desde el punto de vista de la parte OFDM (tras la DFT) la
energa de los datos se reparte entre todas las
subportadoras.
Se aprovecha la DFT para procesar las frecuencias
resultantes trasladndolas lo que hace posible el
multiacceso FDMA.
Para ello se establece una correspondencia o proyeccin
(mapping) entre las N subportadoras resultantes de la DFT
y M (M>N) subportadoras, aadiendo ceros al espectro.
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105
La correspondencia tiene dos modalidades:
a) Distribuida
b) Localizada
Las distribuida (IFDMA = Interleaved FDMA)
coloca uniformemente las frecuencias en el espectro.
Produce una expansin espectral con factor
SF (Spread Factor) = M/N
La localizacin (IFDMA = Localizaed FDMA)
traslada todo el bloque de subportadoras a otra parte
del espectro
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106
Correspondencia
Distribuida
Correspondencia
Localizada
Xo
X1 Xo
X1
X2 X2
----------------------- ------------------------
XN-1 XN-1
oX~
c1X~
2c2X~
1M-X~
oX~
coX~
c1X~
c2X~
c1-NX~
1M-X~
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107
SC-FDMA ESQUEMA PROCESADO DE
SEAL
La correspondencia no altera el carcter SC, solo
influye en los valores de los smbolos, por lo que
todo el bloque de A a C se puede reemplazar por
una sola operacin de procesado de los smbolos
P/S
Constelacin
B. BaseDatos
S/P
FFT
N
Puntos CP
Correspondencia a
MSubportadoras
SC
OFDM
Ceros
IFFT
MPuntos
A C
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108
EJEMPLO
Multiacceso con 3 usuarios
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109
MODALIDADES DE CORRESPONDENCIA
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110
SEAL EN EL DOMINIO DEL TIEMPO
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111
Lo que se ha visto en el ejemplo tiene validez general
Con IFDMA, la seal en C es una repeticin de Q
veces la seal en A.
Con LFDMA, la seal en C es la seal en A con
smbolos intercalados que son combinacin lineal
compleja de los smbolos de entrada.
Por consiguiente, se puede hacer una generacin directa
de la seal en C a partir de los smbolos de entrada sin
las operaciones FFT-IFFT.
Ello simplifica el transmisor.
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112
COMPARACIN LOCALIZADA-DISTRIBUIDA
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113
TECNOLOGIA MIMO Utilizacin de mltiples antenas en transmisin y
recepcin.
Anlisis a una frecuencia
Matriz del canal: (hij), ganancia de la antenatransmisora j a la antena receptora i.
Vector transmitido x; vector recibido yY=Hx
TX RX[H]
CANAL
INPUT OUTPUT
X Y
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114
Variedades:
SIMO Single Input, Multiple Output.
Sistemas clsicos de diversidad de espacio en
recepcin.
MISO Multiple Input Single Output.
Diversidad en transmisin.
MIMO Multiple Input Multiple Output.
Multiplexacin espacial aprovechando
independencia de trayectos, grados de libertad
del canal.
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115
Alternativas de multiantenas:
Beamforming.
Potencia el haz en una o ms direcciones
concretas.
Favorece el rechazo de interferencias.
Diversidad.
Procesado de seal para combatir el
multitrayecto:
MRC
Alamouti
Procesado MIMO.
Aprovechamiento multitrayecto para
multiplexacin espacial.
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116
Para condiciones de canal adecuadas MIMO
proporciona una ganancia en grados de libertad
que se traduce en un aumento de capacidad por
multiplexacin espacial.
Con N antenas de transmisin y M de recepcin esa
ganancia es proporcional a L= min(M,N).
En consecuencia, MIMO proporciona alta capacidad
con una anchura de banda limitada, es decir elevada
eficiencia espectral.
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117
Se requiere que el multitrayecto sea lo
suficientemente rico para que las antenas de
recepcin puedan separar las seales procedentes
de las diferentes antenas de transmisin.
La separacin de los flujos de datos que comparten
banda se basa en la decorrelacin de las mltiples
seales recibidas en presencia de multitrayecto.
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118
HIPOTESIS PARA EL ANALISIS Y
ESTUDIO DE MIMO
Canal de banda estrecha.
Desvanecimiento plano, tpicamente Rayleigh.
Potencia de transmisin limitada.
Transmisin en rfagas.
Canal cuasi-estacionario, constante en cadarfaga.
Canal conocido en el receptor mediante sealesde sondeo.
Si el canal se conoce en el transmisor (CSI) sepuede optimizar la capacidad favoreciendo losmejores trayectos, de forma adaptativa.
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119
CAPACIDAD CANAL EN MIMO
Su determinacin se basa en las propiedades
matemticas de la matriz del canal H
Donde hij: ganancia de la antena transmisora j
a la antena receptora i.
MNM
N
hh
hh
H
1
112
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120
DESCOMPOSICIN EN VALORES
SINGULARES
Dada la matriz H(MxN), se tiene
svd(H)= [U, D, V]
tal que H=UDV* y D=U*HV
D(MxN), es diagonal con L= min (M,N) elementos
no nulos: d1, d2. dL en su diagonal.
Las di se llaman valores singulares de D. Sus
cuadrados di2 son los autovalores de la matriz
HH* y de H*H, que son positivos o nulos
El rango de H es L.
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121
Las matrices U(MxM) y V(NxN) son ortonormales:
UU*=VV*=I
V* es la matriz hermtica (traspuesta y conjugada) de
V
Las columnas de U y de V forman sendas bases
ortonormales de HH*
Las columnas de V son los vectores propios
ortonormales de H*H
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122
APLICACION
Objetivo y=Dx
Transmisin real
Se tiene y=U*HVx Uy=HVx
Luego
xHy
y*Uy;xVx;yUy
V H U*
D
yHVxVx
x
x y
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123
ESQUEMA CONCEPTUAL
x 1
1w
V V* U
CANAL H
Y
Y
U*
X
Ld Lw
1d
Pre-procesadoPost-procesado
YX
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124
Sistema real (sin ruido; M>H)
yl
xNM
y
1x
NxV U*
hll
hlNhMl
hlN hMI
hMNyL
xl1
y
Sistema equivalente (sin ruido) (M>N)
L=N1x
Nx
1d
Ld
}o
o
M-N
yl
yL
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125
Consecuencias:
Hay que hacer un procesado en transmisin para
obtener a partir de x y otro en recepcin para extraer
y de
Relaciones:
Es necesario el conocimiento de la matriz H para
generar U, D y V.
Cada canal di define un modo de propagacin i.
Potencia transferida entre xi e yi proporcional a di2 .
A mayor di mayor relacin seal/ruido y mayor
capacidad.
x
y
yUy
xVx
*
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126
Si se considera el ruido trmico blanco gaussiano w
(AWGN) de densidad espectral N0/2, se tiene
La transmisin de x por el canal equivalente con
procesado equivale a L=min (M,N) transmisiones
independientes en paralelo.
iiii wxdy
wxDw*Uy*Uy
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127
EJEMPLOS
1. Trayectos con igual ganancia
La matriz D es
Equivale a un nico trayecto de rayo directo (LOS)
Prevalece la transmisin por una pareja de antenas
Con Los, MIMO no proporciona ninguna ventaja, slo se excita un modo.
11
11H
00
02D 0,4
2
2
2
1 dd
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128
2. Trayectos con ganancias casi iguales
La situacin es similar a la del ejemplo anterior, slo
se excita un modo
015,00
0985,1
199,0
98,01DH
0002,0;9403,3 222
1 dd
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129
3. Trayectos con ganancias diferentes
Sea
Autovalores de
Races cuadradas
Matriz D
jjH
4,06,0
3,05,0
25,009,0
09,061,0
4,06,0
3,05,0
4,03,0
6,05,0*
jj
jHH
2288,0;6312,0:.* 222
1 ddHH
4783,0;7945,0 21 dd
4783,00
07945,0D
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130
Matrices U y V:
Para
Se comprueba que
9732,02298,0
2298,09732,0;
5257,08507,0
8507,05257,0V
jjU
j
jxHy
jx
26,0
5,01,1
2
1
j
jxDy
j
jxVx
1099,00409,1
7733,04082,0
2298,01763,2
9732,05137,0*
yUy *
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131
Tambin se comprueban las dos transmisiones por
los canales paralelos
iixdy
iixdy
099,10409,1)2298,01763,2(4783,0
7733,04082,0)9732,05137,0(7945,0
222
111
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132
Es un medio de propagacin con multitrayecto
significativo (multipath rich).
Se excitan prcticamente los dos modos.
MIMO proporciona ventajas.
Se requiere una separacin suficiente entre antenas.
Propagacin dominante: multitrayecto con LOS
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133
CAPACIDAD DE CANAL MIMO
Donde p1* p2* son las potencias asignadas a
cada uno de los trayectos espaciales segn el
algoritmo waterfilling
Dnde:
se elige de forma que
La funcin y = (x)+ es
Hzsbitsn
pC
L
i
ii //*
1log1 0
2
2
2
0*i
i
np
L
i
i Pp1
*
00
0
x
xxy
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134
MIMO 2 X 2 Asignacin de potencias
La asignacin resulta
Para
2
2
2
1
2
1
2
201
2
2
2
1
2
2
2
101
12
1
12
1
dd
ddNP
dd
ddNP
12122
0
22
1
0
1 PPd
NP
d
NP
21
2
2
2
1 , PPdd
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135
Anlisis de capacidad
Se estudian dos casos extremos
1. Relacin SNR alta: Se asigna la misma potencia a
todos los modos no nulos
SNR = P/N0
L= rango (H) es el nmero de grados de
libertad espaciales por segundo y Hz.
L
1i
2
iL
1i
2
0
2
i2 bit/s/Hz
L
dlogSNRlogL
LN
pd1logC
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136
C es mayor cuanto menor es la dispersin entre
los valores singulares
Si este nmero es prximo a 1 se dice que H est
bien condicionada.
Los canales con matrices bien condicionadas
proporcionan alta capacidad en el caso de SNR
alta.
ii dd min/max
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137
2. Relacin SNR baja
En este caso debe asignarse la potencia al modo
propio ms intenso solamente.
La capacidad asinttica es
HzsbitedN
PC i //log)(max 2
2
0
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138
Canal SIMO
La matriz del canal, es
Es inmediato comprobar que HH* slo tiene un
autovalor
La Matriz D, es
Capacidad
1
21
11
Mh
h
h
H
M
i
ihd1
2
1
2
1
0
0
1d
D
HzsbitN
dPC //1log
0
2
12
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139
Ejemplo
Con MRC resulta
38,3*
2,0
3,0
1
5,0
HH
j
j
jH
0
0
0
838,1
D
0
0
0
8385,18385,1
;
0
0
0
8385,18385.1
;
2,18,0
3,03,0
2
5,05,0
;1;1
j
y
j
y
j
j
i
yjxjx
jy 38,338,3
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140
Canal MISO
La matriz del canal es
Tambin en este caso H.H* tiene un solo autovalor
y
La capacidad es:
)( 1211 INhhhH
M
i
ihd1
2
1
2
1
)00( 1 dD
0
2
12 1log
N
dPC
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141
Ejemplo
jy
j
j
j
j
x
D
HHjjjH
26,2
1
1
1
1
0008385,1
38,3*2,03,015,0
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142
COMPARACIN DE CAPACIDADES
SIMO
MISO
La potencia total de transmisin se ha repartido por
igual
MIMO
Se observa que para MIMO la capacidad es
mayor, ya que el sumatorio est fuera del logaritmo
0
2
2 1logN
dPC
i
2
0
2 1log idN
PC
),(min1log1
2
2 NMLdN
PC
L
i
i
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143
E-UTRA: REUTILIZACIN DE LAS FRECUENCIAS
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144
E-UTRA: REUTILIZACIN FLEXIBLE
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145
VISIN GENERAL DE LA CAPA FSICA DE LTE
La especificacin 3 GPP de la capa fsica de LTE consta
de un documento de overview (TS 36.201) y cuatro
documentos especficos:
36.211: Canales Fsicos y Modulacin.
36.212: Multiplexacin y codificacin de canal.
36.213: Procedimientos de capa fsica.
36.214: Mediciones de capa fsica.
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146
La especificacin TS 36.211, comprende:
Definicin de canales fsicos UL y DL.
Estructura de los canales fsicos: formatos, recursos.
Correspondencia de modulacin (QPSK, MQAM).
Canal fsico compartido, UL y DL.
Seal de referencia, UL y DL.
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147
Canal de acceso aleatorio
Seales de sincronizacin primaria y secundaria
Generacin seal OFDM para el DL.
Generacin seal SC-FDMA para UL.
Aleatorizacin, modulacin y conversin de
frecuencia.
Temporizacin UL-DL.
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148
La especificacin TS 36.212 se refiere a:
Esquemas de codificacin de canal.
Codificacin de la informacin de control de capas
1 y 2.
Entrelazado.
Ajuste de tasa (Rate matching).
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149
La especificacin 36.213 establece procedimientos
para:
Sincronizacin, incluidas la bsqueda de clula y la
temporizacin.
Control de potencia.
Acceso aleatorio.
Funcionamiento canal fsico compartido DL:
notificacin CQI y realimentacin MIMO.
Funcionamiento canal fsico compartido UL:
sondeo UE, deteccin HARQ, ACK/NACK.
Asignacin canales de control compartidos.
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150
La especificacin TS 36.214 establece las caractersticas
de las mediciones de capa fsica.
Mediciones a efectuar por UE y E-UTRAN.
Notificaciones de mediciones a capas superiores.
Mediciones para traspaso.
Mediciones en modo desocupado.
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151
ARQUITECTURA GENERAL DE PROTOCOLOS
DE LA INTERFAZ RADIO
Radio Resource Control (RRC)
Medium Access Control(MAC)
Transport channels
Physical layer
Co
ntr
ol
/ M
easu
rem
ents
Layer 3
Logical channels
Layer 2
Layer 1
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152
Las elipses representan los puntos de acceso al
servicio (SAP).
La capa fsica ofrece el servicio de transporte a la
subcapa MAC mediante canales de transporte.
El canal de transporte se caracteriza por el modo en
que se transmite la informacin por la interfaz radio.
La MAC ofrece diferentes canales lgicos a la subcapa
RLC.
Un canal lgico se caracteriza por el tipo de informacin
transmitida.
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153
Funciones de la capa fsica para proporcionar el servicio
de transporte:
Deteccin de errores en el canal de transporte e
indicacin a las capas superiores.
Codificacin/decodificacin FEC en el canal de
transporte.
Combinacin soft de HARQ.
Ajuste de la tasa de canal de transporte codificado al
canal fsico.
Correspondencia del canal de transporte al canal fsico.
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154
Ponderacin de la potencia de los canales fsicos.
Modulacin y demodulacin de los canales
fsicos.
Sincronizacin de tiempo y de frecuencia .
Mediciones radio e indicacin a capas superiores.
Procesado de antenas en MIMO.
Diversidad de TX.
Formacin de haces.
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155
DESCRIPCIN GENERAL DE LA CAPA FSICA
Acceso mltiple
DL: OFDM con CP.
UL: SC-FDMA con CP
Dos modos dplex: FDD (frecuencias emparejadas) y
TDD (frecuencias no emparejadas).
Mdulo de acceso: RB: Resource Block bidimensional:
Tiempo y frecuencia.
Frecuencia: 12 subportadoras con f = 15 kHz;
24 subportadoras con f = 7,5 kHz.
Tiempo: 0,5 ms.
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156
Trama radio tipo 1 (FDD):
20 intervalos (slots) de 0,5 ms.
Duracin: 10 ms.
Subtramas de 2 TS con duracin de 1 ms.
Trama radio tipo 2 (TDD):
2 subtramas de 5 ms.
Cada subtrama, 8 TS de 0,5 ms y tres campos
(DwPTS, GP, UpPTS).
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157
Se admite la transmisin MIMO, en DL con 2 4
antenas de transmisin y 2 4 de recepcin.
Transmisin multicapa de hasta 4 flujos.
Posibilidad de MIMO multiusuario asignando flujos
distintos a usuarios diferentes.
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158
Medios Fsicos
Canales Fsicos sobre los que se proyectan los
canales de transporte.
Indicadores que no proceden de canales de transporte
sino de la propia capa fsica.
Seales fsicas: seales de referencia y sincronizacin.
Tipos de modulacin en UL y DL: QPSK, 16QAM,
64QAM.
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159
Canales Fsicos DL
Canal fsico DL Compartido
PDSCH: Physical Dowlink Shared CHannel
Canal fsico multiconexin
PMCH: Physical Multicast CHannel
Canal fsico de control DL
PDCCH: Physical Dowlink Control CHannel
Canal fsico de difusin
PBCH: Physical Broadcast CHannel
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160
Indicadores DL
Canal fsico indicador de formato de control
PCFICH: Physical Control Format Indicator CHannel
Canal fsico indicador ARQ hbrido
PHICH: Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel
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161
Canales Fsicos UL
Canal fsico de acceso aleatorio
PRACH: Physical Random Access CHannel
Canal fsico UL compartido
PUSCH: Physical Uplink Shared CHannel
Canal fsico de control UL
PUCCH: Physical Uplink Control CHannel
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162
ESTRUCTURA DE TRAMAS DE LA CAPA FSICA
Referencia temporal comn: unidad de tiempo.
Periodo de trama
Tipos de trama
Tipo 1 para FDD y TDD
Tipo 2 para TDD nicamente
s 0325,0768
25
048.2 000.15
1segundos sT
ms 10 200.307 sf TT
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163
TRAMA TIPO 1
N = 20 TS de 0,5 ms.
Subtrama de 2 TS consecutivos = 1 ms.
En FDD, 10 subtramas para UL y 10 para DL separadas
en frecuencia.
En TDD, cada subtrama puede asignarse a UL o DL
salvo las subtramas 0 y 5 que siempre son DL.
TS0 TS1 TS2 TS18 TS19
Tf = 10 ms
0,5 ms
TSF = 1 ms
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164
TRAMA TIPO 2
Dos semitramas de 5 ms cada una
Cada semitrama 7 TS y 3 campos especiales
Cada TS es una subtrama
La subtrama 0 y el campo DwPTS reservados al DL
La subtrama 1 y el campo UpPTS reservados al UL
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165
Tiempos:
Tf = 307.200 Ts 10 ms
Thf = 153.600 Ts 5 ms
Tsf = TTS = 20.736 Ts 0,675 ms
TS0 1 2 6
Trama 10 ms
UpPTS
HF
SF = TS
DwDTSGP
TDwPTS = 2.560 Ts = 83,33 s
TGP = 1536 Ts = 50 s
TUpPTS = 4.352 Ts = 141,66 s
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166
ENLACE ASCENDENTE
Los canales fsicos UL se construyen utilizando la retcula
de recursos que consiste un conjunto de Bloques de
recursos.
Cada Bloque de recursos (RB: Resource Block) consta
de
elementos de recursos (RE: Resource element). Tanto
los smbolos como las subportadoras son consecutivos
(SC-FDMA localizado).
Un RE es una subportadora (con su anchura f y un
smbolo con su duracin Tu). El RE (k,l) se describe por
un valor complejo ak,l.
RBSC
ULsymb NxN
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167
En cada intervalo (TS), la seal transmitida consta de
bloques de recursos, esto es:
La variable debe cumplir
RBSCN
f) (Dominio rasSubportado RBSCULRB NxN
t) (Dominio smbolosy ULsymbNULRBN
1106 ULRBN
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168
El valor de NRB depende de la anchura de banda
Para transmisiones FDD:
BW (MHz) NRB
1,4 6
3 15
5 25
10 50
15 75
20 100
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169
UL
symbN SC-FDMA symbols
One uplink slot slotT
0l 1UL
symbNl
RB sc
UL
RBN
Nsu
bcar
riers
RB scN
subc
arrie
rs
RB
sc
UL
symb NN
Resource block
resource elements
Resource element ),( lk
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170
PARMETROS DEL RBEl nmero de suportadoras es 12
El nmero de smbolos depende del prefijo cclico (CP)
Dimensiones del RB:
En frecuencia: f = 12 x 15 = 180 kHz
En tiempo:1 TS = 0,5 ms
Los RB se numeran as:
Nmero del RB (k,l)
Tipo de
CP Trama tipo 1 Trama tipo 2
Normal 12 7 9
Ampliado 12 6 8
RBSC
PRBN
kn
RBSCN
ULsimbN
RBSCN
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171
EJEMPLO
Trama tipo 1, CP normal
= 50 ; = 12 ; = 7
La retcula tendr: 50 x 12 = 600 subportadoras con 7
smbolos en 0,5 ms.
Cada RB tiene 7 x 12 = 84 elementos.
En total habr 50 x 84 = 4.200 elementos.
(Tambin 600 x 7 = 4.200)
ULRBN
RBSCN
ULsimbN
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172
Canal Fsico Compartido Ascendente, PUSCH
Utilizado para el envo de los datos del UE a la red.
El procesado de los datos comprende las siguientes fases:
Aleatorizacin.
Modulacin B. Base, para generar smbolos complejos.
Correspondencia entre smbolos de modulacin y
elementos de recursos.
Generacin de smbolos complejos SC-FDMA en el
dominio del tiempo para cada puerto de antena.
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173
Canal Fsico de Control Ascendente PUCCH
El PUCCH lleva informacin de control.
Nunca se transmite simultneamente con el PUSCH.
Admite varios formatos.
Formato ModulacinBits por subtrama Mbit
CP normal CP extendido
0 BPSK 1 1
1 QPSK 2 2
2 QPSK 20 20
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174
Procesado de los datos
Aleatorizacin
Modulacin B. Base
Correspondencia con recursos fsicos
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175
ENLACE DESCENDENTE
Los canales fsicos del DL se constituyen, como los del
UL, utilizando la retcula de recursos.
Un canal fsico DL, es un conjunto de elementos de
recursos que llevan informacin procedente de capas
altas.
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176
Se han definido los siguientes canales fsicos e indicadores
DL:
Canal fsico DL compartido
PDSCH: Physical Dowlink Shared CHannel
Canal fsico de difusin
PBCH: Physical Broadcast CHannel
Canal fsico de multiconexin
PMCH: Physical Multicast CHannel
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Canal fsico de control descendente
PDCCH: Physical Dowlink Control CHannel
Canal fsico indicador formato de control
PCFICH: Physical Control Format Indicator
CHannel
Canal fsico indicador de ARQ hbrido
PHICH: Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel
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178
PDCCH: Canal fsico de control DL
Transporta asignaciones programadas de recursos e
informacin de control general.
Se constituye como agregado de elementos de canal de
control CCE (Control Channel Elements).
Puede haber 1, 2, 4 u 8 CCEs segn el formato de
PDCCH.
Cada CCE corresponde a un conjunto de elementos de
recursos.
En una subtrama pueden transmitirse mltiples
PDCCHs.
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179
PHICH: Canal fsico indicador de ARQ hbrido
Transporta las seales ACK/NACK del ARQ hbrido.
Se organiza en grupos PHICH.
Un grupo PHICH comprende mltiples PHICHs
asociados a un mismo conjunto de elementos de
recursos.
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180
Seales Fsicas DL
Utilizan elementos de recursos, pero no llevan informacin
procedente de capas altas.
Hay dos:
Seal de referencia.
Seal de sincronizacin.
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181
Para los canales fsicos del DL se utiliza, como en el UL,
una retcula de recursos con:
subportadoras
smbolos
depende de la anchura de banda configurada para
el DL. Debe cumplir
1106 DLRBN
RBSC
DLRB NN DLsimbN
DLRBN
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182
y dependen del tipo de prefijo cclico
Prefijo cclico
Normal f = 15 kHz12
7
Ampliadof = 15 kHz 6
f = 7,5 kHz 24 3
RBSCN
DLsimbN
RBSCN
DLsimbN
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183
Procesado de seal en el DL
Aleatorizacin de los bits codificados.
Modulacin de los smbolos complejos en una o ms
capas de transmisin.
Precodificacin de los smbolos complejos para su
envo a los puertos de antenas.
Conversin, para cada antena, de los smbolos
complejos en elementos de recursos.
Generacin de la seal OFDM en cada puerto de
antena.
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184
Procesado seal DL
Bloque de Transporte
CRC
segmento
MARQ
FEC
SCR SCRSCR
MOD MOD MOD
PROYECCIN SOBRE BLOQUES DE RECURSOS
DIVISOR
Turbo cdigos Rel 6
Decisin Planificador
Seleccin por
planificador
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185
Seales de Referencia Enlace Descendente
Primeros smbolos de referencia
Para la desmodulacin de la informacin de
control
Se transmiten al comienzo de la subtrama
Segundos smbolos de referencia
Se envan en un instante de tiempo adicional
dentro de la subtrama.
Pueden no estar siempre presentes
Sealizacin de control
Planificacin UL y DL
Al comienzo de la subtrama para minimizar la
latencia
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186
BANDAS DE FRECUENCIAS PARA LTE
En la especificacin TS 36.104 se establecen 38 bandas
entre 824 MHz y 2.570 MHz.
Ejemplo-resumen:
Banda
E-UTRA
Bandas (MHz) Separacin
UL-DL (MHZ)Modo dplex
UL DL
1 1.920 - 1.980 2.110 - 2.170 130 FDD
5 824 - 849 869 - 894 20 FDD
10 1.710 - 1.770 2.110 - 2.170 340 FDD
33 1.900 - 1.920 TDD
36 1.930 - 1.990 TDD
38 2.570 - 2.620 TDD
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187
Canalizacin
La escala (raster) de canales es 100 kHz. Cada portadora
ser un mltiplo entero de 100 kHz.
La separacin de canales es variable, en funcin del
bloque de frecuencias, del escenario de despliegue y de
la anchura de banda del canal.
El nmero de canal: EARFCN (NDL y NUL), permita
calcular la frecuencia portadora.
FDL = FDL-low + 0,1(NDL - Noffs-DL)
FUL = FUL-low + 0,1(NUL - Noffs-UL)
Los parmetros de clculo figuran en la TS 36.104
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188
EJEMPLO
Para NDL = 120 y NUL = 13.120, resulta:
FDL = 2.110 + 0,1120 = 2.122 MHz
FUL = 1.920 + 0,1(13.120 - 13.000) = 1.932 MHz
Enlace Banda FDL-low Noffs-DL Rango de NDL
DL 1 2.110 0 0 - 599
Enlace Banda FUL-low Noffs-UL Rango de NUL
UL 1 1.920 13.000 13.000 - 13.599
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189
PARMETROS BSICOS RADIOELCTRICOS
Estacin base
Potencia: No se ha establecido todava.
Fraccin de potencia en el canal adyacente. ACLR
(Adjacent Channel Leakage Power Ratio). Depende
del tipo de estacin base y de los filtros. Valor tpico
provisional: 45 dB.
Emisiones no deseadas. La especificacin depende de
la anchura de banda y categora de la BS. Valor
tpico: -15 dBm.
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190
Sensibilidad de recepcin de referencia.
Para un canal de medicin estndar y un caudal 95%
del valor mximo, depende de la anchura de banda de
recepcin. Ejemplo.
BW (MHz) S (dBm)
1,4 -107,3
3 -103,6
5, 10, 15, 20 -101,6
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191
Ejemplo de usuario (UE)
Potencia de transmisin.
Magnitud del vector error (EVM): Valor RMS en 10
subtramas conecutivas
Clase P (dBm)
1
2 [+27]
3 [+25]
4
Modulacin Valor (%)
QPSK 17,5
16QAM 12,5
64QAM [ ]
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192
MODELOS DE CANAL DE PROPAGACIN Con fines de evaluacin y simulacin, se han establecido
tres modelos de canal basados en la estructura Tapped
Delay Line.
La variabilidad temporal de canal se describe con el
espectro Doppler Clsico, con una frecuencia Doppler
mxima que puede llegar a 840 Hz para v = 350 km/h y
fc = 2.690 MHz,
ModeloNmero de
tomas
Dispersin del
retardo (ns)
retardo
mximo (ns)
Peatonal ampliado A
Extended Pedestrian A (EPA)7 45 410
Vehicular ampliado A
Extended Vehicular A (EVA)9 357 2.510
Urbano tpico ampliado
Extended Typical Urban (ETU)9 991 5.000
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193
BIBLIOGRAFA
Documentos de UIT-R
Recomendacin M.1645: Framework and overall
objetives of future development of IMT 2.000 and systems
beyond IMT 2.000.
Recomendacin M.1768: Methodology for calculation of
spectrum requirements for the future development of the
terrestrial component of IMT 2.000 and systems beyond
IMT 2.000.
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194
Documentos del 3GPP: Seleccin de la serie 36
Especificaciones tcnicas (TS)
TS 36.101: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
User Equipment (UE) radio ransmission and reception.
TS 36.104: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Base Station (BS) radio transmission and reception.
TS 36.201: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Long Term Evolution (LTE) physical layer; General description.
TS 36.211: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Physical channels and modulation.
TS 36.212: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Multiplexing and channel coding.
TS 36.213: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Physical layer procedures.
TS 36.214: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Physical layer; Measurements.
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195
TS 36.300: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)
and Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRAN);
Overall description; Stage 2.
TS 36.401: Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
(E-UTRAN); Architecture description.
Informes tcnicos (TR)
TR 36.801: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Measurement Requirements.
TR 36.803: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
User Equipment (UE) radio transmission and reception.
TR 36.804: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Base Station (BS) radio transmission and reception.
TR 36.942: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Radio Frequency (RF) system scenarios.
TR 36.956: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
Repeater planning guidelines and system analysis.
http://www.etsit.upm.es/
196
Documentos de NGMV:
NGMV Evaluation Methology.
Spectrum requirement for the next Generation of
Mobile networks.
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